Информационная база

Информационная база - это данные, отражающие состояние определенной предметной области и используемые информационной системой.

 

Информационная база состоит из двух компонент:

1. коллекции записей собственно данных;

2. описания этих данных - метаданных.

 

Данные отделены от описаний, но в то же время данные не могут использоваться без обращения к соответствующим описа­ниям.

Из определения базы данных и приведенных ранее ос­новных требований следует, что данные могут использоваться (т. е. представляться) по-разному.

С одной стороны, разные при­кладные задачи требуют разных наборов данных, в совокупности обеспечивающих функциональную полноту информации, а с другой - они должны быть различны для различных категорий субъектов (разработчиков или пользователей). Также должны быть различными и способы описания самих данных, их приро­ды, формы хранения, условий взаимной непротиворечивости.

В литературе по базам данных упоминаются три уровня представления данных - концептуальный, внутренний и внеш­ний (рис. 1).

Рис. 1. Уровни представления данных

 

Эти уровни представлений введены исходя из различного рассмотрения БД.

Описание БД на концептуальном уровне представляет собой обобщенный взгляд на данные с позиций предметной области (разработчика приложений, пользователя или внешней инфор­мационной системы).

Внешний уровень представления данных (логический уровень) не затрагивает фи­зической организации (размещения) данных во внешней памя­ти. Например, прикладному программисту требу­ются не все данные БД, а только некоторая их часть, используе­мая в его программе. Внешний уровень представления обеспечи­вает именно эту форму обмена данными.

Внутренний уровень - это глобальное представление БД, которое опре­деляет необходимые условия для организации хранения данных на внешних запоминающих устройствах. Этот уровень называют физическим уровнем.

Программные средства (СУБД)

Обработка данных и управление этой обработкой в вычис­лительной среде, а также взаимодействие с операционной сис­темой и прикладными программами осуществляется комплек­сом программных средств.

Обычно в составе этого комплекса выделяют следующие компоненты:

1. ядро, обеспечивающее управление данными во внешней и оперативной памяти, а также протоколирование изменений;

2. процессор языка базы данных, обеспечивающий обработку (трансляцию или компиляцию) и оптимизацию запросов на выборку и изменение данных;

3. подсистему (библиотеку) поддержки программных вызовов, которая обслуживает прикладные программы управления данными, взаимодействующие с СУБД через средства пользовательского интерфейса;

4.

сервисные программы (системные и внешние утилиты), обеспечивающие настройку СУБД, восстановление после сбоев и ряд дополнительных возможностей обслуживания.

Рис. 2. Программные средства СУБД

Большинство СУБД работают в среде операционной систе­мы и тесно с ней связаны.

Многопользовательские приложения, обработка распределенных запросов, защита данных требуют эффективно использовать ресурсы, управление которыми обыч­но является функцией ОС.

Использование многопроцессорных систем и мультипоточных технологий обработки данных позво­ляет эффективно обслуживать параллельно выполняемые запро­сы, но требует координации использования ресурсов между ОС и СУБД.

Соответственно, управление доступом и обеспечение защиты также обычно интегрируются с соответствующими сред­ствами операционной системы.

Именно централизованное управление данными обеспечивает:

1. сокращение избыточности в хранимых данных;

2. совместное использование хранимых данных;

3. стандартизацию представления данных, упрощающую экс­плуатацию БД;

4. разграничение доступа к данным;

5. целостность данных, обеспечиваемую процедурами, пре­дотвращающими включение в БД неверных данных, и ее восстановление после отказов системы.