- •Министерство образования и науки рф Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Введение в базы данных
- •Учебное пособие
- •Воронеж 2012
- •Понятие информационной системы
- •Процессы в информационной системе
- •Этапы развития информационных систем
- •Структура информационной системы. Типы обеспечивающих подсистем
- •Математическое и программное обеспечение
- •Правовое обеспечение
- •Классификация информационных систем по признаку структурированности задач
- •Понятие структурированности задач
- •Типы информационных систем, используемые
- •Классификация ис по характеру использования информации
- •Классификация ис по сфере применения
- •Классификация ис по степени автоматизации
- •Контрольные вопросы
- •2. Введение в субд
- •2.1. Понятие базы и банка данных
- •2.2. Средства реализации баз данных
- •2.2.1. Программные средства банка данных
- •2.2.2. Языковые средства
- •2.2.3. Технические и организационно-методические средства
- •2.2.4. Требования к банкам данных
- •2.3. Функции субд
- •2.4. Классификация банков данных
- •2.4.1. Классификация баз данных
- •2.4.2. Классификация субд
- •2.4.3. Классификация БнД по экономико-организационным признакам
- •2.5. Концепция централизованного управления
- •Преимущества централизованного управления данными
- •2.6. Трехуровневая архитектура системы баз данных
- •2.7. Пользователи банков данных
- •2.8. Архитектура клиент/сервер
- •Контрольные вопросы
- •3. Модели и типы данных
- •3.1. Иерархическая модель
- •3.2. Сетевая модель
- •3.3. Реляционная модель
- •3.4. Постреляционная модель
- •3.5. Многомерная модель
- •3.6. Типы данных
- •Контрольные вопросы
- •4. Применение Баз данных в корпоративных информационных системах
- •4.1. Корпоративная информационная система
- •Контуром оперативного управления
- •4.2. Контур административного управления
- •4.2.1. Наполнение баз данных на примере модуля «Управление персоналом»
- •4.3. Контур оперативного управления
- •4.3.1. Пример организации модуля «Управление продажами (сбыт)»
- •Базы данных модуля «Автотранспорт»
- •4.4. Контур бухгалтерского учета
- •Контрольные вопросы
- •5. Справочно-правовые базы данных
- •5.1. Общая характеристика справочно-правовых баз
- •5.2. Наиболее популярные юридические базы данных
- •5.2.1. База юсис
- •5.2.2. Информационно-поисковая система "Кодекс"
- •5.2.3. Справочно-правовая система "Гарант"
- •5.2.4. Справочно-правовая система «Консультант Плюс»
- •5.2.5. Программный комплекс "Эталон"
- •Контрольные вопросы
- •6. Проектирование баз данных
- •6.1. Этапы проектирования
- •6.2. Инфологическое моделирование
- •6.2.1. Компоненты инфологической модели Модель «сущность — связь»
- •6.2.2. Классификация бинарных связей
- •6.2.3. Моделирование локальных представлений
- •6.2.4. Объединение моделей локальных представлений
- •6.3. Даталогическое проектирование
- •6.4. Проектирование реляционных баз данных
- •6.5. Нормализация отношений
- •Контрольные вопросы
- •7. Реляционная модель данных
- •Общие понятия
- •7.2. Реляционные объекты данных
- •7.2.1. Основные понятия
- •7.2.2. Фундаментальные свойства отношений
- •7.2.3. Виды отношений
- •Целостность реляционных данных
- •Реляционные операторы
- •7.4.1. Реляционная алгебра
- •Примеры использования реляционной алгебры для выражения словесных запросов в виде формулы
- •Назначение реляционной алгебры
- •Операции расширения и подведения итогов
- •Операторы обновления
- •7.4.2. Реляционное исчисление
- •Контрольные вопросы
- •8. Язык реляционных баз данных sql
- •8.1. Функции и основные возможности
- •8.2. Средства определения схемы
- •8.2.1. Определение таблицы
- •8.2.2. Определение ограничений целостности таблицы
- •8.2.3. Определение представлений
- •8.3. Структура запросов
- •8.3.1. Спецификация курсора
- •8.3.2. Оператор выборки
- •8.3.3. Подзапрос
- •8.3.4 Табличное выражение
- •Раздел where
- •Предикат сравнения
- •Предикат between
- •Предикат in
- •Предикат null
- •Предикат с квантором
- •Предикат exists
- •Раздел group by
- •Раздел having
- •8.4. Агрегатные функции и результаты запросов
- •8.5. Операторы обновления
- •Оператор изменения записей
- •Контрольные вопросы
- •9. Внутренняя организация реляционных субд
- •9.1. Хранение отношений
- •9.2. Индексы
- •9.3. Журнальная информация
- •9.4. Служебная информация
- •Контрольные вопросы
- •10. Настольные субд
- •10.1. Общие сведения о настольных субд
- •10.2. Наиболее популярные настольные субд
- •Контрольные вопросы
- •11. Серверные субд
- •11.1. Характерные черты современных серверных субд
- •Наиболее популярные серверные субд
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Корелина Татьяна Валерьевна введение в базы данных
- •394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
2.6. Трехуровневая архитектура системы баз данных
Архитектура ANSU/SPARC (Study Group on Data Management System) включает три уровня: внутренний, концептуальный и внешний (рис. 2.4) [9].
Внешний уровень связан со способами представления данных для отдельных пользователей.
Концептуальный уровень является «промежуточным» между внутренним и внешним уровнями.
Внутренний уровень – это уровень, наиболее близкий к физическому хранению, т.е. связанный со способами сохранения информации на физических устройствах хранения.
Внешний уровень – это индивидуальный уровень пользователя. У каждого пользователя есть свой язык общения: для прикладного программиста – один из распространенных языков программирования или специальный язык рассматриваемой системы, для конечного пользователя – специальный язык запросов или язык специального назначения, возможно, основанный на формах и меню, созданный специально с учетом требований пользователя и поддерживаемый некоторым оперативным приложением. Все эти языки включают подъязык данных – подмножество операторов всего языка (базового языка), связанное только с объектами и операциями баз данных. Любой подъязык данных является комбинацией, по крайней мере, двух подчиненных языков – языка определения данных (data definition language – DLL), который поддерживает определения или объявления объектов базы данных, и языка обработки данных (data manipulation language – DML), который поддерживает операции с такими объектами или их обработку.
Внешний
уровень
(индивидуальные
представления
пользователей)
Концептуальный
уровень
(обобщенное
представление
пользователей)
Внутренний
уровень
(представление
в памяти)
Внешнее представление – это содержимое базы данных, каким видит его определенный пользователь. Внешнее представление состоит из множества экземпляров каждого типа внешней записи, которые не обязательно должны совпадать с хранимыми записями. Находящийся в распоряжении пользователя подъязык данных определен в терминах внешних записей.
Каждое внешнее представление определяется средствами внешней схемы, которая в основном состоит из определений каждого типа записей во внешнем представлении. Внешняя схема написана с помощью языка определения данных из пользовательского подъязыка данных.
Концептуальное представление – это представление всего содержимого базы данных в несколько более абстрактной форме по сравнению с физическим способом хранения данных, т.е. представление данных такими, какие «они есть на самом деле», а не такими, какими вынужден их видеть пользователь в рамках, например, определенного языка или используемого аппаратного обеспечения. Концептуальное представление состоит из множества экземпляров каждого типа концептуальной записи. Концептуальная запись не обязательно должна совпадать с внешней и хранимой записью. Концептуальное представление определяется с помощью концептуальной схемы, которая включает определения каждого типа концептуальных записей. Для обеспечения независимости данных нельзя включать в определения концептуального языка любое рассмотрение структуры хранения или метода доступа.
Определения в концептуальной схеме могут включать определения многих дополнительных средств, таких как средства безопасности или правила для обеспечения целостности.
Отображение концептуальный – внутренний определяет как концептуальные записи и поля представлены на внутреннем уровне. При изменении структуры хранимой записи изменяется и отображение таким образом, чтобы концептуальная схема осталась неизменной.
Отображение внешний – концептуальный определяет соответствие между некоторыми внешними представлениями и концептуальным представлением.
Внутреннее представление (хранимая база данных) – это представление нижнего уровня всей базы данных; оно состоит из множества экземпляров каждого типа внутренней записи (хранимая запись).
Внутреннее представление не связано с физическим уровнем, так как в нем не рассматриваются физические записи (блоки и страницы) и физические области хранения, такие как цилиндры и дорожки. Внутреннее представление предполагает бесконечное линейное адресное пространство; подробности того, как адресное пространство отображено на физическое устройство, зависят от системы и не включены в общую архитектуру.
Внутреннее представление описывается с помощью внутренней схемы (определения структуры хранения), которая определяет различные типы хранимых записей, существующие индексы, способы представления хранимых полей, физическую последовательность хранимых записей и т.д. Внутренняя схема пишется с использованием внутреннего языка определения данных.
Если внешний уровень связан с индивидуальным представлением пользователей, то концептуальный уровень связан с обобщенным представлением пользователей. Иначе говоря, может быть несколько внешних представлений, каждое из которых состоит из более или менее абстрактного представления определенной части базы данных, и может быть только одно концептуальное представление, состоящее из абстрактного представления базы данных в целом.
Также есть единственное внутреннее представление, отражающее всю базу данных как физически хранимую. Основные компоненты архитектуры и их взаимосвязь показаны на рис. 2.5. Многие системы позволяют выражать определение одного внешнего представления через другое (с помощью отображения внешний-внешний), не требуя обязательно явно определять отображение на концептуальный уровень.