unit 2 baze de date sgbd
Post on 12-Nov-2015
8 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
19
Unitatea 2. ELEMENTE DE TEORIA BAZELOR DE
DATE . Baze de date. Sistem de Gestiune a Bazelor de
Date. Funciile unui SGBD
Obiective
Dup parcurgerea acestei uniti studentul:
- va nelege conceptul de model de date;
- va nelege conceptul de baz de date;
- va cunoate i va nelege rolul i funciile sistemului de
gestiune a bazelor de date.
2.1. Baze de date
Conceptul de baz de date a aprut n 1969 cu ocazia prezentrii
primului raport CODASYL n cadrul unei conferine pe probleme de
limbaje de gestiune a datelor.
Evoluia metodelor i tehnicilor de organizare a datelor a fost
determinat de necesitatea de a avea un acces ct mai rapid i uor
la un volum din ce n ce mai mare de informaii precum i de
perfecionarea echipamentelor de culegere, memorare, transmitere i
prelucrare a datelor.
Ideea principal a organizrii datelor n baze de date se
bazeaz pe existena unei descrieri globale a datelor (metadate),
stocat distinct de coleciile de date. Prin intermediul acestei
descrieri se realizeaz independena programelor fa de date i
a datelor fa de programe.
Accesul oricrui utilizator la baza de date se va realiza prin
intermediul acestei descrieri globale a datelor.
n esen, conceptul de baz de date poate fi definit ca fiind una
sau mai multe colecii de date (Ki), aflate n interdependen,
-
20
mpreun cu descrierea datelor i a relaiilor dintre ele, (B={K1, K2,
...})
O baz de date astfel definit trebuie s ndeplineasc
urmtoarele condiii:
- s asigure o independen complet a datelor fa de
programe i invers;
- structura bazei de date trebuie astfel conceput nct s
asigure informaiile necesare i suficiente pentru a satisface
cerinele informaionale i de decizie ale utilizatorului;
- s asigure o redundan minim i controlat a datelor;
- s permit accesul rapid la informaiile stocate n baz.
Arhitectura general a bazelor de date a fost standardizat
internaional i cuprinde urmtoarele elemente componente:
- baza de date propriu-zis n care se memoreaz colecia
de date;
- sistemul de gestiune al bazei de date, care este un
ansamblu de programe ce realizeaz gestiunea i
prelucrarea complex a datelor;
- un set de proceduri manuale i automate, precum i
reglementrile administrative, destinate bunei funcionri a
ntregului sistem;
- un dicionar al bazei de date (metabaza de date), ce
conine informaii despre date, structura acestora, elemente
de descriere a semanticii, statistici, documentaie etc.
- echipamentele de calcul (hardware) utilizate (comune sau
specializate);
- personalul implicat (categorii de utilizatori: finali sau de
specialitate, analiti-programatori, gestionari, operatori).
Bazele de date sunt extrem de variate, n funcie de criteriile de
apreciere considerate. n continuare sunt prezentate cteva criterii de
clasificare:
- dup orientare: generalizate, specializate;
-
21
- dup modelul de date folosit: ierarhice, n reea, relaionale,
orientate obiect;
- dup amploarea geografic: locale, distribuite;
- dup limbajele utilizate: autonome (cu limbaje proprii), cu
limbaj gazd, mixte.
Componentele bazei de date pot fi structurate pe trei nivele, n
funcie de clasa utilizatorilor implicai:
- nivelul logic. Este dat de viziunea programatorului de
aplicaii, care realizeaz programele de aplicaii pentru
manipularea datelor i structura logic (subschema)
corespunzroare descrierii datelor aplicaiei;
- nivelul conceptual (global). Este dat de viziunea
administratorului bazei de date, care realizeaz structura
conceptual (schema) corespunztoare descrierii bazei de
date i administreaz componentele bazei de date pentru
manipularea datelor;
- nivelul fizic. Este date de viziunea inginerului de sistem
care realizeaz structura fizic corespunzroare descrierii
datelor pe suportul fizic.
2.2. Sisteme de gestiune a bazelor de date
O baz de date poate fi privit ca o colecie de date stocate pe
supori de memorie extern, adresabile de ctre mai muli utilizatori
i care satisface cerinele de informare ale acestora.
Sistemul de gestiune al bazei de date reprezint ansamblul de
programe (software) care permite ndeplinirea scopului pentru care a
fost creat baza de date.
El trebuie s asigure realizarea urmtoarelor activiti:
- definirea structurii bazei de date;
- ncrcarea bazei de date;
- accesul la date (interogare, actualizare);
-
22
- ntreinerea bazei de date (colectarea i refolosirea spaiilor
goale, refacerea bazei de date n cazul unui incident);
- reorganizarea bazei de date ( restructurarea i modificarea
strategiei de acces);
- protejarea datelor.
ntr-un alt sens, sistemul de gestiune al bazei de date se constituie
ntr-o interfa ntre utilizator i baza de date, reprezentnd
mecanismul prin intermediul cruia acesta are acces la date.
Pentru a-i putea ndeplini funciunile prevzute, unui sistem de
gestiune al bazei de date modern i revin o serie de obiective de
ndeplinit, cum sunt:
1. Asigurarea independenei datelor. Aceasta presupune c
modificarea strategiei de memorare a datelor sau a strategiei de
acces la date nu trebuie s afecteze aplicaia care prelucreaz
aceste date. Independena datelor fa de aplicaie este necesar
deoarece diferite aplicaii au nevoie de viziuni diferite ale acelorai
date; administratorul bazei de date trebuie s aib libertatea de a
schimba structura de memorare sau strategia de acces, ca rspuns
la cerine (schimbri de standarde, prioritile aplicaiilor, schimbarea
unitilor fizice de memorare etc.), fr a modifica aplicaiile
existente; iar baza de date existent, precum i programele de
exploatare a ei reprezint o investiie important la care nu trebuie s
se renune prea uor.
Independena datelor trebuie privit din dou puncte de vedere:
independena fizic i independena logic a datelor.
Independena fizic a datelor implic modificarea tehnicilor fizice
de memorare a datelor fr a necesita rescrierea programelor de
aplicaie.
Independena logic a datelor se refer la posibilitatea adugrii
de noi articole de date sau extinderea structurii conceptuale
(globale), fr ca aceasta s impun rescrierea programelor
existente.
-
23
2. Asigurarea unei redundane minime i controlate a datelor
din baza de date. Redundana se refer la numrul de apariii n
baza de date a unei date. }n general, stocarea datelor n baze de
date ar trebui s se fac astfel nct fiecare dat s apar o singur
dat. Totui, exist cazuri n care, pentru a reduce timpul de cutare
al unei date i implicit timpul de rspuns la solicitrile utilizatorilor, se
accept o anumit redundan a datelor. Aceast redundan trebuie
controlat automat, prin program, pentru a se asigura coerena
datelor din baz.
3. Asigurarea unor faciliti sporite de utilizare a datelor.
Aceasta presupune:
- folosirea datelor de ctre mai muli utilizatori n diferite aplicaii;
- accesul ct mai simplu al utilizatorilor la date, fr ca acetia
s fie nevoii s cunoasc structura ntregii baze de date, acest
lucru rmnnd n sarcina administratorului bazei de date;
- existena unor limbaje performante de regsire a datelor, care
permit exprimarea sub forma unei conversaii, a unor criterii de
selecie a datelor i indicarea unor reguli ct mai generale
pentru editarea informaiilor solicitate;
- utilizarea unui limbaj ct mai apropiat de limbajul natural, cu
posibilitatea exploatrii bazei de date n regim conversaional,
lucru care ar oferi posibilitatea exploatrii bazei de date
i de ctre utilizatori neinformaticieni.
4. Sporirea gradului de securitate a datelor mpotriva accesului
neautorizat la ele. n condiiile bazelor de date, administratorul bazei
de date poate prevedea ca acesul la baza de date s se fac numai
prin canalele corespunztoare, i poate, totodat, defini verificri de
autorizare, realizate oricnd se ncearc accesul neautorizat la
anumite date.
-
24
5. Asigurarea integritii datelor mpotriva unor tergeri
intenionate sau neintenionate, prin intermediul unor proceduri de
validare, a unor protocoale de control concurent i a unor proceduri
de refacere a bazei de date dup incidente.
6. Asigurarea partajabilitii datelor. Partajabilitatea datelor
trebuie neleas nu numai sub aspectul asigurrii accesului mai
multor utilizatori la aceleai date, cii acela al posibilitii dezvoltrii
unor aplicaii fr a se modifica structura bazei de date.
2.3. Funciile unui sistem de gestiune a bazelor de
date
Sistemele de gestiune a bazelor de date au o multitudine de
sarcini de ndeplinit. Grupnd aceste sarcini se obin activitile i
apoi funciile sistemului de gestiune al bazei de date. innd seama
de complexitatea sistemului de gestiune, de facilitile oferite, de
limbajele utilizate i tipul bazei de date ce urmeaz a fi gestionat
gruparea activitilor pe funcii poate avea un caracter relativ.
n continuare sunt prezentate cteva funcii mai importante ale
sistemelor de gestiune a bazelor de date, funcii cu caracter de
generalitate, valabile pentru toate tipurile de sisteme de gestiune a
bazelor de date.
1. Funcia de descriere a datelor, care permite definirea
structurii bazei de date cu ajutorul unui limbaj de definire. Definirea
datelor poate fi realizat la nivel logic, conceptual i fizic. La nivelul
acestei funcii se descriu multitudinea atributelor (cmpurilor) din
cadrul structurii bazei de date, legturile dintre entitile bazei de
date sau dintre atributele aceleiai entiti, se definesc eventualele
criterii de validare a datelor, metodele de acces la date, aspectele
referitoare la asigurarea integritii i confidenialitii datelor etc.
-
25
2. Funcia de manipulare a datelor este cea mai complex
funcie i realizeaz urmtoarele activiti:
- crearea bazei de date;
- ncrcarea bazei de date;
- adugarea de noi nregistrri (tupluri);
- tergerea unor nregistrri;
- modificarea valorilor corespunztoare unor cmpuri;
- cutarea, sortarea i editarea parial sau total a unei
nregistrri virtuale etc.
3. Funcia de utilizare asigur mulimea interfeelor necesare
pentru comunicarea tuturor utilizatorilor cu baza de date. n cadrul
realizrii acestei funcii apar mai multe categorii de utilizatori:
- utilizatori liberi sau conversaionali. Acetia reprezint
categoriea beneficiarilor de informaii (utilizatori finali) care
utilizeaz limbajele de interogare a bazei de date ntr-o form
simplist. Ei apar ca utilizatori neinformaticieni.
- utilizatori programatori, care utilizeaz limbaje de manipulare,
realiznd proceduri complexe de exploatare a bazei de date;
- administratorul bazei de date, care este un utilizator special
avnd un rol hotrtor n ceea ce privete funcionarea optim
a ntregului ansamblu.
4. Funcia de administrare a bazei de date. Aceasta apare ca o
funcie complex i este de competena administratorului bazei de
date.
-
26
2.4. Test de verificare
1. Care sunt componentele unui model de date ?
2. De cte tipuri pot fi legturile ntre entiti ?
3. Care este structura unei baze de date ?
4. Care sunt nivelele de structurare ale unei baze de date ?
5. Care sunt obiectivele pe care trebuie s le ndeplineasc un
SGBD ?
6. Care sunt funciile unui SGBD ?
top related