5.3. ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ УРОВЕНЬ ПРОЦЕССА НАКОПЛЕНИЯ ДАННЫХ

Логический (модельный) уровень процесса накопления дан­ных связан с физическим через программы, осуществляющие со­здание канонической структуры БД, схемы ее хранения и работу с данными (рис. 5.9).

Каноническая структура БД создается с помощью модели выбора хранимых данных. Формализованное описание БД про­изводится с помощью трех моделей: модели хранения данных (структура БД), модели актуализации данных и модели извлече­ния данных. На основе этих моделей разрабатываются соответ­ствующие программы: создания канонической структуры БД (ПКС), создания структуры хранения БД (ПС), актуализации (ПА) и извлечения данных (ПИ) [10], [32].

Таким образом, переход к физической модели базы данных, реализуемой и используемой на компьютере, производится с по­мощью системы программ, позволяющих создавать в памяти ЭВМ (на магнитных и оптических дисках) базу хранимых данных и работать с этими данными, т.е. извлекать, изменять, дополнять, уничтожать их — системы управления базами данных (СУБД). На рис. 5.9 программы, входящие в СУБД, заключены в пунктирный прямоугольник.

Современная СУБД содержит в своем составе программные средства создания баз данных, средства работы с данными и до­полнительные, сервисные средства (рис. 5.10) [48]. С помощью средств создания БД проектировщик, используя язык описания

данных (ЯОД), переводит логическую модель БД в физическую структуру, а применяя язык манипуляции данными (ЯМД), раз­рабатывает программы, реализующие основные операции с дан­ными (в реляционных БД — это реляционные операции). При проектировании привлекаются визуальные средства, т.е. объек­ты, и программа-отладчик, с помощью которой соединяются и тестируются отдельные блоки разработанной программы управ­ления конкретной БД.

Средства работы с данными предназначены для пользователя БД. Они позволяют установить удобный (как правило, графи­ческий многооконный) интерфейс с пользователем,       не­обходимую функциональную конфигурацию экранного представ­ления выводимой и вводимой информации (цвет, размер и коли­чество окон, пиктограммы пользователя и т.д.), производить операции с данными БД, манипулируя текстовыми и графически­ми экранными объектами.

Дополнительные (сервисные) средства позволяют при проек­тировании и использовании БД привлечь к работе с БД другие системы. Например, воспользоваться текстом из системы редак­тирования Word или таблицей из табличной системы Excel или обратиться к сетевому серверу.

СУБД принципиально различаются по моделям БД, с которы­ми они работают. Если модель БД реляционная, то нужно исполь­зовать реляционную СУБД, если сетевая — сетевую СУБД и т.д.

В технологическом информационном процессе накопления данных наибольший вес имеют базы данных как независимые от прикладных программ хранилища данных. Однако это не един­ственный способ накопления данных. Напомним, что любой вид представления информации, будь то числа, текст, программа, изображение, графический объект или звук, в ЭВМ превращает­ся в двоичные коды — данные. Одной из форм хранения данных на дисках компьютеров является файловая форма. Она по-пре­жнему широко распространена и поддерживается всеми совре­менными операционными системами. Файл — это теоретически неограниченный, статистический набор данных, физически рас­положенный на магнитном или оптическом диске, имеющий уни­кальное имя и метки начала и конца. Файлы не связаны между собой функционально, но для облегчения их поиска и проведе­ния необходимых операций, таких, как запись, копирование, пе­реименование, удаление и т.п., они имеют иерархическую логи­ческую организацию, создаваемую операционной системой ком­пьютера. Современные операционные системы предоставляют пользователю разнообразный набор графических экранных средств манипуляции файлами.

Данные, полученные в процессе накопления данных, исполь­зуются в информационной технологии для процессов обработки и обмена.

Вопросы для самопроверки

1.    Каково назначение процесса накопления?

2.    Перечислите состав и определите назначение процедур процесса накопления.

3.    Нарисуйте и объясните структурную схему жизненного цикла су­ществования данных.

4.    Что такое инфологическая модель предметной области?

5.    Дайте формализованное описание модели выбора хранимых данных.

6.       Нарисуйте информационный граф и объясните его назначение. 186

7.         Чем отличаются матрицы достижимости и смежности?

8.         В чем состоит отличие входных, промежуточных и выходных наборов данных? Какие из них подлежат хранению?

9.         Что такое каноническая структура информационной базы?

10.     Определите понятие база данных.

11.     Расскажите об основных моделях баз данных.

12.     В каком виде воспринимается пользователем реляционная база данных?

13.     Приведите примеры структуры реляционной БД.

14.     Что такое отношение, атрибут, кортеж:, степень отношения, кардинальное число!

15.     Определите понятие ключа. Каковы требования к ключам отно­шений?

Каковы правила целостности реляционной БД? 17. Перечислите и объясните традиционные теоретико-множествен­ные операции.

Перечислите и объясните специальные реляционные операции.

19.     Объясните суть объектно-ориентированного программирования и объектной модели базы данных.

20.     Нарисуйте схему состава и взаимосвязей моделей и программ процесса накопления данных.

Объясните назначение средств реализации системы управления базами данных. 22. Расскажите о файловой системе хранения данных.