Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Информационные технологии в экономике и управлении

Архитектура системы баз данных

Информационно-технологическая архитектура системы баз данных зависит от особенностей приложений (задач, программ), работающих с базой данных, мест хранения данных, конфигурации сети.

Различают следующие виды архитектуры системы баз данных;

  • однопользовательские (обеспечивают поддержку приложений одного пользователя) и многопользовательские базы данных (обеспечивают работу нескольких приложений);
  • локальные базы данных (представлены на одном компьютере для использования ограниченным количеством приложений, запускаемых на том же компьютере) и сетевые, централизованно хранимые или распределенные по сети базы данных (хранятся на сервере баз данных и используются значительным количеством приложений, запускаемых на разных рабочих станциях сети).

При использовании компьютерных сетей система баз данных имеет следующие варианты организации:

  • • "файловый сервер" – единицей обмена между клиентским приложением на рабочей станции (Workstation – WS) и базой данных, находящейся на сервере, становится файл базы данных. Существенно растет трафик сети в связи с передачей файлов базы данных. Для корректировки данных применяется монопольный режим работы, что снижает производительность системы;
  • • "клиент-сервер" – от клиента к серверу баз данных передается запрос на обработку базы данных, а от сервера к клиенту – релевантная запросу выборка данных. Существенно сокращается трафик сети, а корректировка базы данных не требует монопольного доступа, вследствие этого растет производительность системы.

В сетевом варианте возможно как централизованное, так и распределенное хранение базы данных.

На рис. 10.22 представлены различные варианты информационно-технологической архитектуры системы баз данных. Централизованное хранение данных упрощает процесс администрирования базы данных, но создаст проблемы при доступе к данным и снижает производительность системы. Распределенное хранение базы данных требует больших затрат на администрирование базы данных, способствует росту производительности приложений.

Структуры данных

Данные в базах данных хранятся в структурированном виде. Структура данных (data structure) – схема организации полей внутри записи и записей в массив (файл, дерево, таблицу и т.п.). Структуры данных рассматриваются па логическом и физическом уровне.

Варианты информационно-технологической архитектуры системы баз данных

Рис. 10.22. Варианты информационно-технологической архитектуры системы баз данных

  • • Структурные единицы данных логического уровня:
    • 1. Поле – элементарное данное (item, attribute), характеризуется именем (идентификатор поля), типом данных, признаком обязательного значения и др.
    • 2. Запись (record) – совокупность логически связанных полей. Экземпляр записи – отдельная реализация записи, содержащая конкретные значения полей. Для идентификации отдельного экземпляра записи служит ключ – одно или несколько полей. Запись имеет линейную или нелинейную структуру (иерархия, сеть).
    • 3. Массив – совокупность экземпляров записей.

Физическая запись – элементарная единица данных, которая может быть считана или записана на устройство хранения данных одной командой ввода-вывода. Физические записи (блок или сектор) могут объединять несколько логических записей – для них определяется порядок расположения, способ поддержания связей между ними. Основными способами организации и методами доступа к данным являются: последовательная, списковая (строковая) и произвольная.

Последовательная организация определяет расположение записей файла на носителе в физической близости друг относительно друга, при этом служебная информация для поддержания структуры данных не используется. Допускается фиксированная и переменная структура записи файла, а также фиксированная и переменная длина полей. Доступ к произвольной записи выполняется путем последовательного чтения от начала файла, причем среднее число обращений к массиву – [N/2], где N – количество записей в файле. Для удаления отдельных записей или изменения упорядоченности записей осуществляется полная перезапись массива.

Списковая структура создается с помощью служебной информации в виде указателей (адрес или ключ записи), с помощью которых поддерживается нужная последовательность записей. Указатели хранятся либо вместе с записями, либо в индексном файле. Разновидностью списковой структуры является мультисписок, который содержит несколько указателей для создания различных списков из записей одного файла. На рис. 10.23 приведены списки и мультисписок: "список 1" объединяет элементы {a, b, с, d}; "список 2" – элементы {а, с, d}; "мультисписок" одновременно поддерживает "список 1" и "список 2".

Списковые структуры данных

Рис. 10.23. Списковые структуры данных

При поиске записи первоначально обращаются к индексному файлу, а затем по указателям находят запись в основном файле.

Различают следующие типы индексных файлов:

  • сплошной индекс – каждый элемент индекса описывает одну запись основного файла;
  • k-индекс – элемент индекса содержит адрес и ключевой реквизит записи основного файла, в котором ключи образуют арифметическую прогрессию с шагом d, первый индекс адресует первую запись основного файла;
  • А-индексы – элемент индекса содержит адрес записи массива, адреса приблизительно образуют арифметическую прогрессию, первый индекс адресует первую запись основного файла.

При произвольной организации данных местоположение на носителе записи основного файла определяется с помощью адресной функции

i=f(p).

где i – номер записи, р – значение ключа записи основного файла.

Если для разных ключей вырабатывается один и тот же адрес, то записи считаются синонимичными, при этом только первая запись размещается по указанному адресу, а все остальные записи – в свободных участках памяти и связываются между собой в общий список с помощью адресных указателей. Эффективность обработки массива с произвольной организацией записей зависит от адресной функции и значений ключей.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Популярные страницы