Элементы системы управления базой данных

Системы управления базами данных являются логическим расширением систем управления файлами [33], однако база данных не то же самое, что некий набор файлов, и управление ею подразумевает больше, чем обработка файлов [34, 35]. Системы управления файлами, вообще говоря, были ориентированы на организацию счета и первоначально в процессе счета обслуживали только один файл. На более позднем этапе развития расширенное управление файлами обеспечивало также обработку родственных файлов. Инвертированные файлы позволили осуществить поиск по различным ключам и устранили дублирование данных. С этой точки зрения различие между СУБД и расширенной системой управления данными выглядит весьма незначительным. Поэтому лучше сказать, что если система удовлетворяет большинству перечисленных ниже требований, то ее можно рассматривать как систему управления базой данных. Эти требования суммируют различные точки зрения, но в основном базируются на предложениях группы проблем баз данных (Data Base Task Group) при Ассоциации по языкам систем обработки данных (CODASYL) [1, 35, 36, 37, 38].

(а) СУБД должна обеспечивать возможность использования структур данных, соответствующих каждому приложению, не требуя для этого избыточности данных. Пользователь не обязан при этом знать, .каково фактически физическое представление и размещение его данных. Об этом заботится только администратор базы данных (разд. 9.7.6), который стремится достигнуть оптимального компромисса между временем обработки данных и занимаемым объемом памяти.

(b) Описания данных должны быть независимы от логики программ. Описание данных должно существовать и быть известно СУБД независимо от пользовательских программ. Поэтому для описания базы данных или той ее части, которая известна программе,
необходимо использовать некий язык описания данных (ЯОД). Конструкции языка описания данных в известной степени аналогичны описаниям данных в языке КОБОЛ, однако шире их.

Особый язык, язык манипулирования данными (ЯМД), используется для организации интерфейса между программой пользователя и базой данных. Этот язык не обязательно должен быть полностью самостоятельным. Он может основываться (быть расширением) на одном из ведущих языков программирования, обеспечивающем обработку данных [39].

С другой стороны, можно объединить процедурные средства и язык манипулирования данными и сформировать самостоятельный язык. Самостоятельные языки более специфичны. Их преимущество перед «языками-расширениями» заключается в том, что они облегчают программирование. Их основные недостатки заключаются в том, что они предоставляют ограниченные процедурные возможности и, как правило, увеличивают время выполнения обработки данных. Последнее обстоятельство становится чрезвычайно важным, когда речь идет о больших объемах данных, что как раз и типично для большинства приложений СУБД.

(c) СУБД должна обеспечивать возможность описания различных структур данных, начиная от тех, в которых нет связей между элементами данных, и кончая последовательными, древовидными и сетевыми структурами.

(d) СУБД должна обеспечивать многообразие методов доступа, начиная от поочередного просмотра и кончая последовательными и прямыми методами доступа, использующими прямые указатели, рандомизацию или многоуровневые индексы.

(e) СУБД должна позволять двум или более программам параллельно обращаться к данным и корректировать их. Для того чтобы исключить нежелательные взаимодействия между параллельными программами, должна быть также предусмотрена возможность монопольного доступа к базе данных.


Организация данных и структуры данных Метод обменной сортировки с выбором Метод турнирной сортировки Методом квадратичной сортировки Метод вставки Методы Замещения Слияние рассортированных подфайлов Осциллирующей сортировки Многофазная сортировка Сравнение методов внешней сортировки Генераторы программ сортировки слияния Информация и ее представление в вычислительных машинах Ассоциативная структура Последовательная структура Связанный список Простые операции над списками Иерархические структуры Древовидная структура Линейное представление древовидной структуры Преобразование арифметических выражений в списковые структуры Сетевая структура Системы управления базами данных Инвертированные файлы Пример инвертированного файла Поиск по нескольким ключам Элементы системы управления базой данных Работа системы управления базой данных Роль администратора базы данных Определения Организация в записи Компоненты записи Блоки Форматы блоков и записей Организация и методы доступа Последовательная организация Метод доступа с очередями Библиотечная организация Оглавление тома Метки оглавления тома Метки тома магнитной ленты Прямая организация Прямая адресация Методы рандомизации Сравнение методов рандомизации Индексно-последовательная организация Область основных данных Области переполнения Области индексов Произвольный поиск Режимы обработки Добавление новых записей Статистика Общее про методы сортировки Сортировка в основной памяти Метод сортировки посредством выбора	Элементы системы управления базой данных Системы управления базами данных являются логическим расширением систем управления файлами [33], однако база данных не то же самое, что некий набор файлов, и управление ею подразумевает больше, чем обработка файлов [34, 35]. Системы управления файлами, вообще говоря, были ориентированы на организацию счета и первоначально в процессе счета обслуживали только один файл. На более позднем этапе развития расширенное управление файлами обеспечивало также обработку родственных файлов. Инвертированные файлы позволили осуществить поиск по различным ключам и устранили дублирование данных. С этой точки зрения различие между СУБД и расширенной системой управления данными выглядит весьма незначительным. Поэтому лучше сказать, что если система удовлетворяет большинству перечисленных ниже требований, то ее можно рассматривать как систему управления базой данных. Эти требования суммируют различные точки зрения, но в основном базируются на предложениях группы проблем баз данных (Data Base Task Group) при Ассоциации по языкам систем обработки данных (CODASYL) [1, 35, 36, 37, 38]. (а) СУБД должна обеспечивать возможность использования структур данных, соответствующих каждому приложению, не требуя для этого избыточности данных. Пользователь не обязан при этом знать, .каково фактически физическое представление и размещение его данных. Об этом заботится только администратор базы данных (разд. 9.7.6), который стремится достигнуть оптимального компромисса между временем обработки данных и занимаемым объемом памяти. (b) Описания данных должны быть независимы от логики программ. Описание данных должно существовать и быть известно СУБД независимо от пользовательских программ. Поэтому для описания базы данных или той ее части, которая известна программе, необходимо использовать некий язык описания данных (ЯОД). Конструкции языка описания данных в известной степени аналогичны описаниям данных в языке КОБОЛ, однако шире их. Особый язык, язык манипулирования данными (ЯМД), используется для организации интерфейса между программой пользователя и базой данных. Этот язык не обязательно должен быть полностью самостоятельным. Он может основываться (быть расширением) на одном из ведущих языков программирования, обеспечивающем обработку данных [39]. С другой стороны, можно объединить процедурные средства и язык манипулирования данными и сформировать самостоятельный язык. Самостоятельные языки более специфичны. Их преимущество перед «языками-расширениями» заключается в том, что они облегчают программирование. Их основные недостатки заключаются в том, что они предоставляют ограниченные процедурные возможности и, как правило, увеличивают время выполнения обработки данных. Последнее обстоятельство становится чрезвычайно важным, когда речь идет о больших объемах данных, что как раз и типично для большинства приложений СУБД. (c) СУБД должна обеспечивать возможность описания различных структур данных, начиная от тех, в которых нет связей между элементами данных, и кончая последовательными, древовидными и сетевыми структурами. (d) СУБД должна обеспечивать многообразие методов доступа, начиная от поочередного просмотра и кончая последовательными и прямыми методами доступа, использующими прямые указатели, рандомизацию или многоуровневые индексы. (e) СУБД должна позволять двум или более программам параллельно обращаться к данным и корректировать их. Для того чтобы исключить нежелательные взаимодействия между параллельными программами, должна быть также предусмотрена возможность монопольного доступа к базе данных.