1.5 Итоги

♦ Системы управления БД. СУБД позволяют проектировщикам структурировать информацию, пользователям - запращивать и изменять ее, а также обеспечивает управ-пенис большими массивами данных и множеством параллельных onepaimfi с данными.

f Языки БД. Существуют языки или компоненты языков для определения структуры данных (языки определения данных), а также для запросов и изменения данных (языки манипллирования данными).

f Системы реляционных БД. Сегодня большинство систем БД основано на ре ляционной модели данных, организующей информацию в таблицы. Чаще всего в этих системах применяеттся язык SQL.

♦ Объектно-ориеитнроеаиные системы БД. В некоторых современных системах БД используются идеи объектно-ориентированного моделирования данных, в том числе классы, мощные системы типов, идентификация объектов и иа следование свойств подклассами. По-видимому, когда-нибудь большинство систем упраапения БД, включая реляционные, будут поддерживать вес эти свойства или некоторые из них.

Вторичная памнть и допо.пните.1ьные носители памяти. Большие БД хранятся на устройствах вторичной памяти, обычно на дисках Очень большие БД требуют дополнительных носителей памяти, которые не только во много раз вместительнее дисков, но и работают во много раз медленнее.

♦ Компоненты СУБД. Главными компонентами системы управления БД являются процессор запросов, менедх<ер транзакций и менеджер памяти.

* Менеджер памяти. Устройство управления памятью оперирует файлами .laHHMX вторичной памяти и буферами основной памяти, содержащими части этих файлов. Система управлещш БД обычно оперирует индексами - структурами Лйниых. обеспечивающими эф()ективный доступ к данным.

+ Менеджер запросов. Важная задача менеджера запросов - оптимизация запросов , те. нахождение хорошего алгоритма ответа на данный запрос.

4- Менеджер транзакций. Транзаю.ши - это элементарные единицы работы в БД. Менеджер транзакций позволяет выполнять транзакции пара.плельно, в то же время (арантируя их свонсгва ACID: атомарность, непротиворечивость, изолированность и долговремениость.

В главе 7 рассматриваются более сложные аспекты программирования SQL. Хотя npocTciiuieii моделью прсграмм11роиат1я SQL является автономный интерфейс порождения запросов, на практике болыиннспю SQL-программ погружается в оолес сложную программу, написанную иа конвенциональном языке типа С. В главе 7 показано, как сое.чинять операторы SQL с окружающей их профаммой, как передавать данные из БД переменным июграммы и обратно и как средства SQL применяются для оирсделення транзакш1й, под.ключения клиентов к серверу и авторизации доступа к БД теин, кто не является ее пользователем.

В главе 8 новые стандарты программирования объектно-ориентированных БД рассматриваются в двух направлениях. Язык объектных запросов OQL можно считать попыткой совместить С++ с требоваш1ями программирования БД высокого уровня, а объектно-орпеитнрованные свойства S0L3 - попыткой совмешсиия ре-ляиноиных БД и SQL с объскт1ю-ориснтирова11Ным программированием. В опреде-ленн011 степени эти два подхода имеют общую основу, хотя во многом отличаются друг от друга.

1.6 Литература к r/iaee 1 19

Системы к/шент/серпер. Системы упраплеиия БД обычно пояаержииают архитектуру клиент/серпер, п которой главные компоненты БД находятся иг сервере, клиент применяется для интерфейса с пользователем.

f Активные элементы БД. Современные системы БД поддерживают некоторую форму активных элементов, обычно триггеры и/иди ограничения иелостности.

♦ Будущие системы. Большинство направлений развития систем БД включают п себя поддержку очень больших мультимедийных объектов типа видео или изображений и интеграцию информации из множества разных источников в единой БД.

1.6 Литература к главе 1

Ниже приведен ряд книг, посвяшекных важным аспектам реализации систем БД. 13) и 3) посвящены реализации менеджера транзакций. В этих же работах, а также в 7] рассматривается реализация распределенной БД. Реализация менеджера файлов описана в [11].

Системы объектно-ориентированных БД рассматриваются в (2). [4] и 61, теория систем БД - в \9] и [10. В [81 включено множество научных статей по БД.

1. Abiteboul, S., R. Hull and V. Vianu. Foimdaiions Databases, Addison-Wesley, . Reading, MA, 1995.

2. Bancrlhon. F., C. Delobel, and P. Kanellakis, Building an Object-Oriented Database System, Morgan-Kaufmann, San Francisco, 1992.

3. Bernstein, P. A., V. Hadzilaccs, and N. Goodman, Concurrency Control and Recoveiy in Database Systems, Addison-Wesley, Reading, MA, 1987.

4. Gaiell. R. 0. G., Object Data Management, Addison-Wesley. Reading, MA, 1994.

5. Gray, G. N. and A. Renter, Transaction Processing: Concepts and Techniques, Morgan-Kaufmann, San Francisco. 1993.

6. Kim, W. (ed.). Modern Database Systems: The Object Model, Interoperability, and Beyond, ACM Press, New York, 1994.

7. Oszu, M. T. and P. Valduriez, Principles of Distributed Database Systems, Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1991.

8. Stonebraker, M. (ed.), Readwgs in Database Systems, Могвап-Kaufmann, San Francisco, 1994.

9. Ullman, J. D.. Principles of Database and Knowledge-Base Systems. Volume I, Computer Science Press, New York, 1988.

10. Ullman, J. D., Principles of Database and Knowledge-Base Systems, Volume II, Computer Science Press. New York. 1989.

11. Wiederliold, G., Database Design, McGraw-Hill. New York, 1983.

Глава 2

Моделирование базы данных

Процесс проектирования БД начинается с анализа того, какую информацию должна содержать БД, и определения отношений между компонентами этой информации. Часто структура БД, называемая схемой БД, определяется в одном из нескольких языков, или нотаций, которые подходят для выражения проектов. После соответствующего рассмотрения проекту придается форма, позгюляюшая ввести его и систему управления БД, и БД начинлет свое физическое существование.

В этой книге используются две нотации проектирования. Более град1гционная из них, называемая моделью сущности-связи (E/R), имеет графическую природу, с прямоугольниками и стрелками, представляющими главные элементы данных н их связи. Параллельно введем ODL - объектно-ориентированный подход к проектированию БД. Этот стандарт для объектно-ориентированных БД только формируется. В данной iviaBc упоминаются еще две модели - сетевая и иерархическая, представляющие в основном исторический интерес. В каком-то смысле это ограниченные версии ODL, применявшиеся в коммерческих системах БД в 70-х годах.

В главе 3 мы рассмотрим реляционную модель, в которой мир представлен множеством таблиц. Реляционная модель имеет несколько ограниченные структуры представления данных, однако она исключительно проста и полезна. В настоящее время именно на ней базируется большинство коммерческих систем управления БД. Часто проектировитки начинают построение счемы с помошью E/R-модели или основанной на объектах модели, а заттем преобразуют эту схему в реляционную модель для реализации.

На рис. 2.1 изображен процесс проектирования.

Идеи

Объектно-ориентированвая СУБД

Отношения

Рис. 2.1. Процесс ллоде/иооонип и реолизоции БД

Начнем с того, какую информацию моделировать. Эти идеи должны быть выр.1жены в каком-то языке проектирования В к.зчестве альтернативы здесь исполь-зуюгсп F/R и ODL. хотя существуют, конечно и другие языки. Затем в больш1И1Ствс случ.1ев проскп.1 будут роишзованы с помоишю системы управления реляционной БД. Поэтому с помощью чисто механического процесса, рассмотренного в 1лаве 3.