Министерство  образования и науки Российской Федерации

ФГОБУ ВПО  «Тверской государственный технический  университет»

Заочный факультет

Кафедра социологии и социальных технологий 
 
 

РЕФЕРАТ

ПРЕДМЕТ: ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ И БАЗЫ ДАННЫХ

ТЕМА: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ  МЕТОДЫ ДАННЫХ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В БАЗАХ 
 
 

Выполнила:

Тюрякова  Н. С.

Студентка 3 курса СКСТ 

Проверил:

Хабаров А. Р. 
 
 
 
 

Тверь 2011 год 
Содержание 

 

Введение

 

    Любой из нас, начиная с раннего детства, многократно сталкивался с "базами данных". Это - всевозможные справочники (например, телефонный), энциклопедии и т.п. Записная книжка - это тоже "база данных", которая есть у каждого из нас.

    Базы  данных представляют собой информационные модели, содержащие данные об объектах и их свойствах. Базы данных хранят информацию о группах объектов с одинаковым набором свойств.

    Например, база данных "Записная книжка" хранит информацию о людях, каждый из которых  имеет фамилию, имя, телефон и  так далее. Библиотечный каталог  хранит информацию о книгах, каждая из которых имеет название, автора, год издания и так далее.

    Информация  в базах данных хранится в упорядоченном  виде. Так, в записной книжке все  записи упорядочены по алфавиту, а  в библиотечном каталоге - либо по алфавиту (алфавитный каталог), либо по области знания (предметный каталог).

    База  данных (БД) - это информационная модель, позволяющая в упорядоченном виде хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств.

    Существует  несколько различных структур информационных моделей и соответственно различных типов баз данных: реляционные, иерархические и сетевые.

 

Иерархическая база данных

 

    Иерархические базы данных графически могут быть представлены как перевернутое дерево, состоящее из объектов различных  уровней. Верхний уровень (корень дерева) занимает один объект, второй - объекты второго уровня и так далее.

    Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько  объектов более низкого уровня. Такие  объекты находятся в отношении предка (объект, более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом объект-предок может не иметь потомков или иметь их несколько, тогда как объект-потомок обязательно имеет только одного предка. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами.

    Иерархической базой данных является Каталог папок Windows, с которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол. На втором уровне находятся папки Мой компьютер, Мои документы, Сетевое окружение и Корзина, которые являются потомками папки Рабочий стол, а между собой является близнецами. В свою очередь, папка Мой компьютер является предком по отношению к папкам третьего уровня - папкам дисков (Диск 3,5(А:), (С:), (D:), (Е:), (F:)) и системным папкам (Принтеры, Панель управления и др.).

    Иерархической базой данных является Реестр Windows, в котором хранится вся информация, необходимая для нормального функционирования компьютерной системы (данные о конфигурации компьютера и установленных драйверах, сведения об установленных программах, настройки графического интерфейса и др.).

    Содержание  реестра автоматически обновляется  при установке нового оборудования, инсталляции программ и т. п. Для  просмотра и редактирования реестра Windows в ручном режиме можно использовать специальную программу rege-dit.exe, которая хранится в папке Windows. Однако редактирование реестра можно проводить только в случае крайней необходимости и при условии понимания выполняемых действий. Неквалифицированное редактирование реестра может привести компьютер в неработоспособное состояние.

    Еще одним примером иерархической базы данных является база данных Доменная система имен подключенных к Интернету компьютеров. На верхнем уровне находится табличная база данных, содержащая перечень доменов верхнего уровня (всего 264 домена), из которых 7 - административные, а остальные 257 - географические. Наиболее крупным доменом (данные на январь 2002 года) является домен net (около 48 миллионов серверов), а в некоторых доменах (например, в домене zr) до сих пор не зарегистрировано ни одного сервера.

    На  втором уровне находятся табличные  базы данных, содержащие перечень доменов  второго уровня для каждого домена первого уровня.

    На  третьем уровне могут находиться табличные базы данных, содержащие перечень доменов третьего уровня для каждого домена второго уровня, и таблицы, содержащие IP-адреса компьютеров, находящихся в домене второго уровня

    База  данных Доменная система имен должна содержать записи обо всех компьютерах, подключенных к Интернету, то есть более 150 миллионов записей. Размещение такой огромной базы данных на одном компьютере сделало бы поиск информации очень медленным и неэффективным. Решение этой проблемы было найдено путем размещения отдельных составных частей базы данных на различных DNS-серверах. Таким образом, иерархическая база данных Доменная система имен является распределенной базой данных.

    Поиск информации в такой иерархической  распределенной базе данных ведется  следующим образом. Например, мы хотим  ознакомиться с содержанием WWW-сервера  фирмы Microsoft.

    Сначала наш запрос, содержащий доменное имя сервера www.microsoft.com, будет оправлен на DNS-сервер нашего провайдера, который переадресует его на DNS-сервер самого верхнего уровня базы данных. В таблице первого уровня будет найден интересующий нас домен com и запрос будет адресован на DNS-сервер второго уровня, который содержит перечень доменов второго уровня, зарегистрированных в домене com.

    В таблице второго уровня будет  найден домен microsoft и запрос будет  переадресован на DNS-сервер третьего уровня. В таблице третьего уровня будет найдена запись, соответствующая доменному имени, содержавшемуся в запросе. Поиск информации в базе данных Доменная система имен будет завершен и начнется поиск компьютера в сети по его IP-адресу.

Сетевые базы данных

 

    Сетевая база данных является обобщением иерархической  за счет допущения объектов, имеющих  более одного предка. Вообще, на связи  между объектами в сетевых  моделях не накладывается никаких  ограничений.

    Сетевой базой данных фактически является Всемирная паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую базу данных.

    Сетевая модель позволяет организовывать БД, структура которых представляется графом общего вида. Организация данных в сетевой модели соответствует структуризации данных по версии CODASYL. Каждая вершина графа хранит экземпляры сущностей (записи) и сведения о групповых отношениях с сущностями других типов. Каждая запись может хранить произвольное количество значений атрибутов (элементов данных и агрегатов), соответствующих экземпляру сущности.

    Групповые отношения характеризуют следующие  признаки:

    1. Способ упорядочения подчинённых  записей.

    Поддерживаются  три способа упорядочения:

    - Очередь – добавление в конец списка (FIFO – first input, first output).

    - Стек – добавление в начало списка (LIFO – last input, first output).

    - Сортировка по значению ключа. В этом случае задаётся ключевое поле (поля), и вновь поступившая запись добавляется в упорядоченный список в соответствии со значением этого поля (значением ключа).

    2. Режим включения подчинённых  записей.

    Режим включения бывает автоматический и ручной.

    При автоматическом режиме подчиненная  запись связана с записью-владельцем обязательной связью, поэтому она  включается в групповое отношение и прикрепляется к записи-владельцу в момент внесения в БД. (Из этого следует, что запись-владелец должна быть внесена в БД до внесения первого экземпляра подчиненной записи.)

    При ручном режиме включения подчиненная  запись может находиться в БД и не быть прикрепленной к записи-владельцу. Она вручную включается в групповое отношение тогда, когда это отношение (связь) возникает.

    3. Режим исключения подчинённых  записей.

    Режим исключения определяется классом членства. Различают три класса членства: фиксированный, обязательный и необязательный. Записи с фиксированным членством удаляются вместе с записью–владельцем. Записи с обязательным членством должны быть удалены до удаления записи–владельца: владелец, к которому прикреплена хотя бы одна запись с обязательным членством, не может быть удален. Записи с необязательным членством при удалении записи–владельца останутся в БД.

    В СМД применяются следующие операции над данными:

    - запомнить: внесение информации в БД;

    - включить в групповое отношение: установление связей между данными;

    - переключить: переход члена набора к другому владельцу;

    - обновить: модификация данных;

    - извлечь: чтение данных;

    - удалить: физическое или логическое удаление данных;

    - исключить из группового отношения: разрыв связей между данными.

    Связи между записями в СМД обычно выполнены  в виде указателей (т.е. каждая запись хранит ссылки на другие однотипные записи и записи, связанные с ней групповыми отношениями).

    В сетевой модели данных предусмотрены  специальные способы навигации и манипулирования данными. Аппарат навигации в графовых моделях служит для установления тех объектов данных, к которым будет применяться очередная операция манипулирования данными. Такие объекты называются текущими. В СМД возможны переходы:

    - от текущего экземпляра записи определённого типа к другим экземплярам записи этого же типа;

    - из текущей вершины в любую вершину, с которой текущая связана групповым отношением.

    Наиболее  распространенной и стандартизованной  из реализаций СМД является модель CODASYL. В соответствии с ней описание схемы БД осуществляется на языке COBOL, а манипулирование данными – с помощью включающего языка программирования высокого уровня.

Реляционные базы данных

 

    Реляционная база данных РБД (от англ. relation - отношение) — это база данных, основанная на реляционной модели данных.  
Такая база данных представляет собой набор таблиц, используемых для хранения всей информации базы. Все таблицы реляционной базы данных логически связаны между собой.

    Таблица отражает объект реального мира – сущность, а каждая ее строка (запись) отражает один конкретный экземпляр объекта – экземпляр сущности. Каждый столбец таблицы имеет уникальное для данной таблицы имя. Располагаются столбцы в соответствии с порядком следования их имен, принятом при создании таблицы.

    В отличии от столбцов строки не имеют  имен, порядок их следования в таблице  не определен, а число – логически  не ограничено. Так как все строки в таблице не упорядочены, невозможно выбрать строку ее позиции. Номер, имеющийся в файле у каждой строки, не характеризирует ее, так как значение изменяется при удалении строк из таблицы. Логически не существует первой и последней строк.

    Реляционные системы исключили необходимость  сложной навигации, поскольку данные представлены в них не в виде одного файла, а независимыми наборами, и для отбора данных используются операции реляционной алгебры – прикладной теории множеств.