Зміст

1. Какие данные называются структурированные?

2. Дайте определение и опишите назначение базы даных.

3. Дайте определение и опишите назначение системы управления базой данных

4. Обьясните, расхождение архитектур баз данных, организованых за принципом сервер-клиент-сервер и сервер-файл-сервер.

5. Назовите и объясните взаимосвязь структурных элементов баз данных

6. Дайте понятие ключа. Какие виды ключей вам известны?

7. Какие характеристики указиваются при описании структуры базы данных?

Повний зміст

1. Какие данные называются структурированные?

Структурированные типы данных предназначены для задания сложных структур данных. Структурированные типы данных конструируются из составляющих элементов, называемых компонентами, которые, в свою очередь, могут обладать структурой. В качестве структурированных типов данных можно привести следующие типы данных:

·Массивы

·Записи (Структуры)

Общим для структурированных типов данных является то, что они имеют внутреннюю структуру , используемую на том же уровне абстракции , что и сами типы данных.

Поясним это следующим образом. При работе с массивами или записями можно манипулировать массивом или записью и как с единым целым (создавать, удалять, копировать целые массивы или записи), так и поэлементно. Для структурированных типов данных есть специальные функции - конструкторы типов, позволяющие создавать массивы или записи из элементов более простых типов.

Работая же с простыми типами данных, например с числовыми, мы манипулируем ими как неделимыми целыми объектами. Чтобы "увидеть", что числовой тип данных на самом деле сложен (является набором битов), нужно перейти на более низкий уровень абстракции. На уровне программного кода это будет выглядеть как ассемблерные вставки в код на языке высокого уровня или использование специальных побитных операций.

2. Дайте определение и опишите назначение базы даных.

Для удобства ввода - вывода, сохранения и обработки информации, в организациях начали использовать базы данных. Базы данные стали реальностью благодаря созданным компьютерам и устройствам долгосрочной памяти, способных хранить в цифровой форме значительные объемы информации. Компьютер с помощью соответствующего программного обеспечения позволяет оперировать необходимой информацией, которая есть в долгосрочной памяти, представлять ее в нужной форме и последовательности. Впервые срок база данных появился еще в 1962 году.

База данных - это упорядоченая совокупность специально организованных и логично связанных информационных элементов, которая отображает состояние объектов и их характерные параметры в рассматриваемом предметном участке. В отличие от простых наборов данных базы данные владеют характерными преимуществами относительно организованной иным образом информации:

·     для баз данных характерным является однократный ввод и многократное использование информации, введенная информация применяется для решения многих проблем,  обеспечивается ее многоцелевое и совместимое использование;

·     базы данные существуют независимо от конкретных прикладных программ, что обеспечивает унификацию средств организации данные и независимость прикладных программ от организации данных;

·     базы данные владеют модельной (структурированностью, которая отображает определенный предметный участок);

·     базы данные позволяют установить минимально необходим уровень избыточности данных (то есть данные не дублируются при их использовании разными пользователями);

·     в базе данных обеспечивается соблюдение стандартов представления данные, что упрощает их создание и обслуживание;

·     в базах данных обеспечивается централизованное управление информационными ресурсами, синхронная поддержка данных, для всех приложений, включая языки запросов и средства защиты.

3. Дайте определение и опишите назначение системы управления базой данных

Система управления базами данных - это совокупность языковых и программных средств, которые предназначены для создания, ведения и совместимого использования баз данных, многими пользователями.

Системы управления базами данных выполняют следующие функции:

I.                  Управление данными во внешней памяти. Функции управления данными во внешней памяти охватывают создание необходимых структур внешней памяти как для непосредственного сохранения данных, так и для служебных целей (например, ускорение доступа к данным путем использования индексов), то есть поддержку логических моделей данных, которые в свою очередь определяют физическую модель представления данные;

II.               Управление буферами оперативной памяти. Системы управления базами данных используют базы данных значительных размеров, которые превышают доступные объемы оперативной памяти.

III.            Управление транзакциями. Транзакция - это последовательность операций над базами данных, которые рассматриваются системой управления базами данных как единственное целое, при этом изменения вносятся не сразу, а откладываются к закрытию транзакции. Если транзакция успешно выполняется, тогда система управления базами данных фиксирует сделанные ею изменения в базе данных, в другом случае ни одно из этих изменений не отображается на базе данных.

IV.           Журнализация и возобновление баз данных после отказов программного или аппаратного обеспечения (сбоил). Одно из основных требований к системам управления управления базами данных заключается в надежном сохранении данных во внешней памяти.

V.              Поддержка языков баз данных позволяет обеспечивать пользователей языковыми средствами описания и манипулирования данными.

В современных системах управления базами данных обычно поддерживается единственный интегрированный язык, который содержит все необходимы средства для работы с базами данных, начиная от их создания и заканчивая базовым интерфейсом пользователя. Система обработки данные предназначенная для информационного обслуживания специалистов разных органов управления предприятия, которые принимают управленческие решения.

4. Обьясните, расхождение архитектур баз данных, организованых за принципом сервер-клиент-сервер и сервер-файл-сервер.

Понятно, что в общем случае, чтобы прикладная программа, выполняющаяся на рабочей станции, могла запросить услугу у некоторого сервера, как минимум требуется некоторый интерфейсный программный слой, поддерживающий такого рода взаимодействие (было бы по меньшей мере неестественно требовать, чтобы прикладная программа напрямую пользовалась примитивами транспортного уровня локальной сети). Из этого, собственно, и вытекают основные принципы системной архитектуры "клиент-сервер".

Система разбивается на две части, которые могут выполняться в разных узлах сети, - клиентскую и серверную части. Прикладная программа или конечный пользователь взаимодействуют с клиентской частью системы, которая в простейшем случае обеспечивает просто надсетевой интерфейс. Клиентская часть системы при потребности обращается по сети к серверной части. Заметим, что в развитых системах сетевое обращение к серверной части может и не понадобиться, если система может предугадывать потребности пользователя, и в клиентской части содержатся данные, способные удовлетворить его следующий запрос.

Интерфейс серверной части определен и фиксирован. Поэтому возможно создание новых клиентских частей существующей системы (пример интероперабельности на системном уровне).

Основной проблемой систем, основанных на архитектуре "клиент-сервер", является то, что в соответствии с концепцией открытых систем от них требуется мобильность в как можно более широком классе аппаратно-программных решений открытых систем. Даже если ограничиться UNIX-ориентированными локальными сетями, в разных сетях применяется разная аппаратура и протоколы связи. Попытки создания систем, поддерживающих все возможные протоколы, приводит к их перегрузке сетевыми деталями в ущерб функциональности.

Еще более сложный аспект этой проблемы связан с возможностью использования разных представлений данных в разных узлах неоднородной локальной сети. В разных компьютерах может существовать различная адресация, представление чисел, кодировка символов и т.д. Это особенно существенно для серверов высокого уровня: телекоммуникационных, вычислительных, баз данных.

Общим решением проблемы мобильности систем, основанных на архитектуре "клиент-сервер" является опора на программные пакеты, реализующие протоколы удаленного вызова процедур (RPC - Remote Procedure Call). При использовании таких средств обращение к сервису в удаленном узле выглядит как обычный вызов процедуры. Средства RPC, в которых, естественно, содержится вся информация о специфике аппаратуры локальной сети и сетевых протоколов, переводит вызов в последовательность сетевых взаимодействий. Тем самым, специфика сетевой среды и протоколов скрыта от прикладного программиста.

При вызове удаленной процедуры программы RPC производят преобразование форматов данных клиента в промежуточные машинно-независимые форматы и затем преобразование в форматы данных сервера. При передаче ответных параметров производятся аналогичные преобразования.

Если система реализована на основе стандартного пакета RPC, она может быть легко перенесена в любую открытую среду.

5. Назовите и объясните взаимосвязь структурных элементов баз данных

Структуры данные , которые поддерживаются в системе базы данные, - это важный фактор, который влияет, как на мощность выражения,   так и на эффективность функционирования. Для систем с иерархической структурой базовой структурой данных является дерево; как правило, они имеют наивысшую эффективность функционирования, но возможности выражений их относительно низкие. Системы со структурами данных типа сеть имеют значительно лучшие возможности выражений, но кое-что проигрывают в эффективности функционирования, точнее, от пользователя требуется значительно высший уровень квалификации для эффективной эксплуатации таких систем. В последние десятилетия наибольшего распространения (особенно для персональных ЭВМ) получили СУБД реляционного типа , для которых характерно самая простая структура данных (плоский файл), но одновременно существенно повышен уровень манипулирования данными, что делает максимально-мощными возможности выражений и снижает эффективность функционирования, поскольку для таких систем нужны мощные компьютеры, и они значительно более чувствительны (сравнительно с предшественниками) к росту объемов данных.

6. Дайте понятие ключа. Какие виды ключей вам известны?

Первичный ключ (англ.primary key) — понятие теории реляционных баз данных, минимальное множество атрибутов, являющееся подмножеством заголовка данного отношения, составное значение которых уникально определяет кортеж отношения. На практике термин первичный ключ обозначает поле (столбец) или группу полей таблицы базы данных, значение, которого (или комбинация значений которых)используется в качестве уникального идентификатора записи (строки) этой таблицы.

Он может состоять из одного столбца, или охватывать все столбцы таблицы. Для чего нам нужны ключи? Для идентификации строк таблицы. В чистой реляционной теории баз данных это единственный способ сослаться на строку. Ключи бывают разные - потенциальные, первичные, альтернативные, внешние, индексные, хеш-ключи, ключи сортировки, вторичные ключи, ключи шифрование и расшифровки и т.д..

7. Какие характеристики указиваются при описании структуры базы данных?

Целью разработки любой базы данных является хранение и использование информации о какой-либо предметной области. Для реализации этой цели имеются следующие инструменты:

Однако очевидно, что для одной и той же предметной области реляционные отношения можно спроектировать множеством различных способов. Например, можно спроектировать несколько отношений с большим количеством атрибутов, или наоборот, разнести все атрибуты по большому числу мелких отношений. Как определить, по каким признакам нужно помещать атрибуты в те или иные отношения?

При разработке базы данных обычно выделяется несколько уровней моделирования, при помощи которых происходит переход от предметной области к конкретной реализации базы данных средствами конкретной СУБД. Можно выделить следующие уровни:

·Сама предметная область

·Модель предметной области

·Логическая модель данных

·Физическая модель данных

·Собственно база данных и приложения