Вінницький державний технічний університет містить море(!) аналітичної інформації

Принципи побудови банків даних

У основі побудови БнД лежать наукові принципи, на основі яких розроблюють високоякісні системи, які відповідають сучасним вимогам. Вибір принципів побудови БнД і їхнє втілення в конкретній системі складають основу проектування.

З множини використовуваних принципів виділимо найбільш істотні (рис 1.5. ): принцип інтеграції даних і принцип централізації керування ними. Обидва принципи відображають суть банку даних: інтеграція є основою організації БД, централізація керування - основою організації і функціонування системи керування базами даних (СКБД). Інші принципи в тій або іншій мірі зв'язані з першими. Окремі з них є їхнім результатом або одним із можливих шляхів реалізації. Так, інтеграція даних припускає взаємозалежність (зв'язність) даних; зв'язність, у свою чергу разом із принципом композиції дозволяє звести надлишковість даних до мінімуму.

Суть, принципу інтеграції даних полягає в об'єднанні окремих, взаємно не зв'язаних даних у єдине ціле, в ролі якого виступає база даних. В результаті вказаного користувачу і його прикладним програмам всі дані представляються єдиним інформаційним масивом. При цьому полегшуються пошук взаємозалежних даних і їхнє спільна обробка, зменшується надлишковість даних, спрощується процес ведення БД.

Інтеграцію даних необхідно розглядати на двох рівнях - логічному і фізичному. На логічному рівні множина структур даних відображається в єдину структуру даних, на фізичному рівні автономні файли об'єднуються в базу даних.

Принцип цілісності даних відображає вимогу адекватності збереженої в БД інформації стану предметної області: у будь-який момент часу дані повинні в точності відповідати властивостям і характеристикам об'єктів. Порушення цілісності виникає внаслідок спотворення або навіть руйнації (стирання) усіх або частини даних, а також як результат запису в базу даних невірної інформації. Підтримка цілісності досягається за рахунок контролю вхідної інформації, періодичної перевірки збережених у БД даних, застосуванням спеціальної системи відновлення даних, а також іншими заходами.

Під незалежністю даних будемо розуміти незалежність прикладних програм від збережених даних, при котрої будь-які зміни в організації даних не вимагають корекції цих програм. Одним із шляхів досягнення незалежності є введення додаткових рівнів абстрагування даних (принцип багаторівневості). Замість двох традиційних рівнів, передбачених базовим програмним забезпеченням і стандартними мовами програмування, - логічного і фізичного - в архітектурі БнД використовується принцип трирівневої організації даних: логічний рівень ділиться на два - зовнішній (рівень користувача) і концептуальний (загальний системний рівень даних).

Інший шлях досягнення незалежності даних - передача СКБД частини функцій, що раніше покладалися на прикладні програми. Маються на увазі функції, зв'язані з організацією доступу до БД. При цьому прикладна програма ніяк не зв'язана ні з БД, ні з методом доступу. Вона лише формує і передає ядру інформацію, необхідну для пошуку даних.

Незалежність даних досягається також застосуванням і дотриманням принципу відділення опису БД від процедур обробки даних. Нарешті, істотним чинником забезпечення незалежності варто вважати реляційний підхід до побудови БД - розробку бази даних на основі реляційної моделі даних і використання методів і засобів реляційної алгебри в процесі обробки БД. Найбільший ефект досягається раціональним сполученням усіх зазначених шляхів.

Відсутність надлишковості - це стан даних, коли кожний елемент з них присутній у БД у єдиному екземплярі. Надлишковість може мати місце як на логічному рівні, коли в структурі даних повторюються ті самі типи даних, так і на фізичному рівні, коли дані зберігаються в двох або більше екземплярах. Принцип інтеграції дозволяє звести надлишковість до мінімуму.

Під несуперечливістю розуміється смислова відповідність між даними. Це такий стан бази даних, при якому збережені в ній дані не суперечать один одному. Розрізняють два аспекти несуперечливості: смислова відповідність різнотипних даних і ідентичність (рівність) дублюючих даних.

Принцип зв'язності даних полягає в тому, що дані в БД взаємозалежні, і зв'язки відбивають відношення між об'єктами предметної області. Множина типів даних і множина зв'язків утворять логічну структуру даних. Наявність зв'язків між записами в БД дозволяє зменшувати надлишковість, спростити і прискорити пошук даних.

Принцип централізації керування полягає в передачі усіх функцій керування даними єдиному комплексу керуючих програм - системі керування базами даних. Як було зазначено вище, всі операції, зв'язані з доступом до БД, виконуються не прикладними програмами, а централізовано - ядром СКБД - на підставі інформації, яку отримують з цих програм. Дотримання цього принципу дозволяє автоматизувати роботу з базами даних і тим самим істотно підвищити ефект, який отримують від застосування інформаційної системи.

Відділення опису даних від процедур їхньої обробки припускає, що опис даних виключається з прикладних програм, складається і транслюється окремо від них і зберігається в базі даних (або поза нею у виді окремого файла). Вивід цих описів за рамки прикладної програми робить її більш незалежною від БД, полегшує процес програмування, зменшує розміри необхідної для програми пам'яті, підвищує гнучкість маніпулювання даними.

На основі зазначених вище принципів формується архітектура БнД - концепція взаємозв'язку логічних, фізичних і програмних компонентів системи.

1. Перечисліть основні принципи побудови банків інформації.

2. Для чого необхідно забезпечити відділення опису даних від процедур їхньої обробки ?

3. В чому полягає принцип трирівневої організації даних ?

4. Покажіть взаємозв'язок основних принципів побудови банків даних.