Разработка ИС торогового предприятия

2. Производительность

Базы  данных, специально разработанные для использования их оператором терминала, обеспечивают время ответа, удовлетворительное для диалога человека — терминал. Кроме того, система баз данных должна обеспечивать соответствующую пропускную способность. В системах, рассчитанных на небольшой поток запросов, пропускная способность накладывает незначительные ограничения на структуру базы данных. В системах с большим потоком запросов, например в системах резервирования авиабилетов, пропускная способность оказывает решающее влияние на выбор организации физического хранения данных.

В системах, предназначенных только для пакетной обработки, время ответа не так важно  и метод физической организации  может выбираться из условий обеспечения эффективной пакетной обработки.[7, 10, 11].

3. Минимальные затраты

Для уменьшения затрат на создание и эксплуатацию базы данных выбираются такие методы организации, которые минимизируют требования к внешней памяти. При использовании этих методов физическое представление данных в памяти может сильно отличаться от того представления, которое использует прикладной программист. Преобразование одного представления в другое осуществляют программное обеспечение либо, если возможно, аппаратные или микропрограммные средства. В таких случаях приходится выбирать между затратами на алгоритм преобразования и экономией памяти.[7, 10, 11].

4. Минимальная избыточность

В системах обработки, существовавших до использования  систем управления базами данных, информационные фонды обладали очень высоким уровнем избыточности. Большинство ленточных библиотек содержало большое количество избыточных данных. Даже при использовании баз данных по мере возрастания информации, объединяемой в интегрированные базы данных, потенциальная возможность появления избыточных данных постепенно увеличивается. Избыточные данные дороги в том смысле, что они занимают больше памяти, чем это необходимо, и требуют более одной операции обновления. Целью организации базы данных должно быть уничтожение избыточных данных там, где это выгодно, и контроль за теми противоречиями, которые вызываются наличием избыточных данных.[7, 10, 11].

5. Возможности поиска

Пользователь  базы данных может обращаться к ней  с самыми различными вопросами по поводу хранимых данных. В большинстве современных коммерческих приложений типы запросов предопределены, и физическая организация данных разрабатывается для их обработки с требуемой скоростью. Возросшие требования к системам заключаются в обеспечении обработки таких запросов или формирования таких ответов, которые заранее не запланированы. [7, 10, 11].

6. Целостность

Если  база данных содержит данные, используемые многими пользователями, очень важно, чтобы элементы данных и связи  между ними не разрушались. Необходимо учитывать возможность возникновения  ошибок и различного рода случайных сбоев. Хранение данных, их обновление, процедуры включения данных должны быть такими, чтобы система в случае возникновения сбоев могла восстанавливать данные без потерь. Необходимо, чтобы вычислительная система гарантировала целостность хранимых в ней данных.[7, 10, 11].

7. Безопасность  и секретность

Данные  в системах баз данных должны храниться  в тайне и сохранности. Запоминаемая информация иногда очень важна для  использующего ее учреждения. Она  не должна быть утеряна или похищена. Для увеличения жизнестойкости информации в базе данных важно защищать ее от аппаратных или программных сбоев, от катастрофических и криминальных ситуаций, от некомпетентного или злонамеренного использования лицами, которые могут ее неправильно употребить.

    Под безопасностью данных понимают защиту данных от случайного или преднамеренного доступа к ним лиц, не имеющих на это право, от неавторизованной модификации данных или их уничтожения.

    Секретность определяют как право отдельных лиц или организаций определять, когда, как и какое количество соответствующей информации может быть передано другим лицам или организациям.[7, 10, 11].

8. Связь с прошлым

Организации, которые в течение какого-то времени  эксплуатируют системы обработки данных, затрачивают значительные средства на написание программ, процедур и организацию хранения данных. В том случае, когда фирма начинает использовать на вычислительной установке новое программное обеспечение управления базами данных, очень важно, чтобы при этом она могла работать с уже существующими на этой установке программами, обрабатываемые данные можно было бы соответствующим образом преобразовывать. Такое условие требует наличия программной и информационной совместимости, и ее отсутствие может стать основным сдерживающим фактором при переходе к новым системам управления базами данных. Важно, однако, чтобы проблема связи с прошлым не сдерживала развитие средств управления базами данных. [7, 10, 11].

9. Связь с будущим

Особенно  важной представляется связь с будущим. В будущем данные и среда их хранения изменятся по многим направлениям. Любая коммерческая организация со временем претерпевает изменения. Особенно дорогими эти изменения оказываются для пользователей системами обработки данных. Огромные затраты, которые требуются для реализации самых простых изменений, сильно тормозят развитие этих систем. Эти затраты расходуются на преобразование данных, перезапись и отладку прикладных программ, явившихся результатом внесения изменений. Со временем число прикладных программ в организации растет, и поэтому перспектива перезаписи всех этих программ кажется нереальной. Одна из самых важных задач при разработке баз данных—запланировать базу данных таким образом, чтобы изменения ее можно было выполнять без модификации прикладных программ.[7, 10, 11].

10. Простота  использования

Средства, которые используются для представления  общего логического описания данных, должны быть простыми и изящными.

Интерфейс программного обеспечения должен быть ориентирован на конечного пользователя и учитывать возможность того, что пользователь не имеет необходимой базы знаний по теории баз данных. [7, 10, 11]. 
 
 

5. Модели  представления данных

С ростом популярности СУБД в 70-80-х годах появилось  множество различных моделей данных. У каждой из них имелись свои достоинства и недостатки, которые сыграли ключевую роль в развитии реляционной модели данных, появившейся во многом благодаря стремлению упростить и упорядочить первые модели данных.

Современные БД  основываются на  использовании моделей данных (МД),  позволяющих описывать объекты предметных  областей и взаимосвязи между ними  существуют три основные  МД и их комбинации, на которых основываются  БД: реляционная модель данных (РМД), сетевая модель данных (СМД), иерархическая модель данных (ИМД).

Основное  различие между этими моделями данных состоит в способах описания взаимодействий между объектами и  атрибутами. Взаимосвязь  выражает  отношение  между множествами данных.

Используют  взаимосвязи  "один  к  одному",  "один  ко многим" и "многие ко многим".  "Один к одному" - это взаимно однозначное соответствие,  которое устанавливается между одним объектом и одним  атрибутом. "Один ко многим" - это соответствие между одним объектом и многими атрибутами. "Многие ко многим" - это соответствие между многими объектами и многими атрибутами. [10, 11, 12].

Рассмотрим  эти модели данных более подробно.

1. Иерархическая модель данных

ИМД основана  на  понятии деревьев,  состоящих из вершин и ребер.  Вершине  дерева  ставится в соответствие  совокупности атрибутов данных,  характеризующих некоторый объект.  Вершины и ребра  дерева  как бы образуют иерархическую древовидную структуру, состоящую из n уровней.

 Первую  вершину называют корневой вершиной.  Он  удовлетворяет условиям:

1. Иерархия начинается с корневой вершины.
2. Каждая  вершина  соответствует одному или нескольким атрибутам.
3. Hа уровнях с большим номером находятся зависимые вершины. Вершин  предшествующего уровня является начальной для новых зависимых вершин.
4. Каждая вершина, находящаяся на  уровне i, соединена  с одной и только одной вершиной уровня i-1, за  исключением корневой вершины.
5. Корневая  вершина   может быть  связана  с одной или несколькими зависимыми вершинами.
6. Доступ  к  каждой вершине происходит через корневую по единственному пути
7. Существует  произвольное  количество вершин каждого уровня.

Иерархическая модель  данных состоит из нескольких деревьев, т.е.  является лесом.  Каждая корневая вершин  образует начало записи логической базы данных.  В ИМД вершины, находящиеся на  уровне i, называют порожденными вершин ми н  уровне i-1.

Операции  в  ИМД имеют  нелогичный позаписный характер. Аппарат перемещения по структуре  в  графовых  моделях служит для установки тех объектов данных,  к которым будет применяться очередная операция манипулирования данными. Такие объекты называются текущими. Механизмы доступа  к данным и перемещения по структуре данных в таких моделях достаточно сложны и существенным образом опираются на концепцию текущего состояния механизма  доступа.[7, 10, 11, 12].

         Основные достоинства    ИМД:   простота    построения  и использования, обеспечение определенного уровня  независимости данных, простота   оценки  операционных характеристик.  Основные недостатки: отношение "многие  ко  многим"  реализуется очень сложно, дает громоздкую структуру и требует хранения избыточных данных, что особенно нежелательно на  физическом уровне,  иерархическая упорядоченность усложняет операции удаления и включения, доступ к любой вершине возможен только через корневую, что увеличивает время доступа.

К числу   СУБД   иерархического   типа   можно отнести PC/Focus, Team-Up,  Data Edge,    также разработанную в нашей стране систему HИКА,  преемницу широко  распространенной  советской системы ИHЕС для ЕС ЭВМ.

Одной из наиболее важных сфер применения первых иерархических СУБД было планирование производства для компаний, занимающихся выпуском продукции. Например, если автомобильная компания хотела выпустить 10000 машин одной модели и 5000 машин другой модели, ей необходимо было знать, сколько деталей следует заказать у своих поставщиков. Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо определить, из каких деталей состоят эти части и т.д. Например, машина состоит из двигателя, корпуса и ходовой части; двигатель состоит из клапанов, цилиндров, свеч и т.д. Работа со списками составных частей была как будто специально предназначена для компьютеров.

Список составных  частей изделия по своей природе  является иерархической структурой. Для хранения данных, имеющих такую  структуру, была разработана иерархическая модель данных, которую иллюстрирует рис. 1.  

В этой модели каждая запись базы данных представляла конкретную деталь. Между записями существовали отношения предок/потомок, связывающие каждую часть с деталями, входящими в неё.

Чтобы получить доступ к данным, содержащимся в базе данных, программа могла:

• найти конкретную деталь (правую дверь) по её номеру;
• перейти "вниз" к первому потомку (ручка двери);
• перейти "вверх" к предку (корпус);
• перейти "в сторону" к другому потомку (правая дверь).

Таким образом, для чтения данных из иерархической базы данных требовалось перемещаться по записям, за один раз переходя на одну запись вверх, вниз или в сторону.

Ограничения целостности.

Автоматически поддерживается целостность ссылок между предками и потомками. Основное правило: никакой потомок не может существовать без своего родителя. Заметим, что аналогичное поддержание целостности по ссылкам между записями, не входящими в одну иерархию, не поддерживается. [7, 9].

В иерархических  системах поддерживалась некоторая  форма представлений БД на основе ограничения иерархии.

2. Сетевая модель  данных