Просмотр исходного текста страницы ПБД (9) - Лекция №1 - Постреляционные базы данных

== Определения ==

=== Базы данных ===

Большой объём долгосрочно хранящихся данных.

=== СУБД ===

Система управления базами данных. Чтобы программа могла называться СУБД, она должна обеспечивать следующее:
* специальные языки, которые предоставляют:
** DDL - для описания структуры БД;
** DML - для манипулирования данных (добавление, удаление, изменение, запросы).
* хранение больших объёмов структурированных данных;
* восстановление после сбоев;
* параллельная работа с данными нескольких пользователей;
* выполнение транзакций - набора действий, из которого выполняются либо все, либо ни одно;
* защита информации от несанкционированного доступа;
* возможность оптимизации запросов;
* поиск информации в огромных объёмах информации.

== Технология работы с БД ==

* Определение структуры данных:
** ER-реляция (SQL);
** объектная реляция (расширенный SQL);
** объектно-ориентированная (ODL);
** полуструктурированная (XML).
* Программирование БД:
** SQL + объектное расширение SQL;
** OQL;
** Datalog;
** xQuery, xPath;
** драйвера доступа (ODBC, LINQ, MVC);
** all in/out;
** проекция классов;
** хранимые процедуры, функции, триггеры.
* Реализация СУБД;
* Интеграция информации (OLAP, data-mining).

== Поколения СУБД ==

=== Первое поколение ===

1960 годы, сетевые и иерархические системы. Применялись в следующих сферах:
* бронирование и продажа билетов;
* банковскиие системы;
* корпоративные системы (покупки, продажи, сотрудники).

=== Второе поколение ===

1970-90 годы. Реляционные БД. Связи хранятся в виде таблиц отношений. SQL.

=== Третье поколение ===

Постреляционные БД - это БД и СУБД так называемого третьего поколения.

Проблемы реляционных БД и задачи постреляционных БД:
* уменьшение и удешевление систем;
* большие объёмы хранимых данных. Реляционные БД нормально справляются с гигабайтами, но уже с трудом с терабайтами и выше;
* появление третичных устройств хранения (первичные - RAM, вторичные - HDD), то есть съёмных дисков. Суть в том, что скорость чтения всё ниже и ниже;
* параллельное хранение данных (типа RAID). Запросы теперь нужно разбивать, а потом соединять;
* данные со сложной структурой (мультимедийные данные). Требуются новые типы данных;
* появление распределённых архитектур;
* интеграция информации и наследование БД.

== Постреляционные БД ==

Делятся на два вида:
* объектно-ориентированные БД;
* объектно-реляционные БД.

Оба очень близки и различаются, в основном, только внутренней реализацией.

== Основные возможности постреляционных БД ==

=== Расширение системы типов данных ===

* могут создаваться новые типы:
** описывается его интерфейс (функции, сигнатуры);
** реализация.
* конструктор составных типов:
** структуры, множества, списки, массивы, объединения;
** ортогональность конструкторов (список массивов, объединения множеств);
** система образования пользовательских систем встроенных типов однообразны.

=== Инкапсуляция ===

В БД хранятся объекты. У объектов есть данные и методы, открытые и закрытые поля. Для разрешения проблемы необходимости доступа к скрытым полям используются специальные методы: обозреватели (''get'') и модификаторы (''set'');

=== Наследование ===

* добавление свойств;
* добавление методов;
* ограничение значений.

=== Полиморфизм и позднее связывание ===

=== Типы и классы ===

Тип - это некоторое описание, как следует работать с переменной или объектом. Используются на этапе компиляции для проверки соответствия.

Класс поддерживает иерархию и от типа отличается:
* используется для производства (генерации) новых объектов;
* экстент - множество объектов конкретного класса.

=== Идентифицируемость объекта ===

У БД идентификатором объекта является первичный ключ записи таблицы. В программировании идентификатором объекта является его адрес в памяти.

Различаются два понятия: равенство (одинаковый с другим) и идентичность (он сам).

Копирование может быть поверхностным и глубоким. При поверхностном копировании копируется только ссылка, а при глубоком также и внутренняя структура объекта.

=== Правила и триггеры ===

Правила обеспечивают целостность данных и накладывают логические условия на БД. Например, что значение поля "''зарплата''" в таблице "''директора''" не может быть меньше значения поля "''зарплата''" в таблице "''сотрудники''".

Триггеры являются процедурами, которые вызываются и выполняются. Могут вызываться при любых ситуациях (DDL-триггеры), в отличие от реляционных БД.

=== Обновление представления ===

Обновляемые представления позволяют скрыть от пользователя структуру БД и изменять данные.

Для их реализации могут использоваться правила либо специальные триггеры типа ''instead''.

=== Язык работы с БД ===

* DDL, язык высокого уровня
** поддерживает создание новых типов данных, конструкторы типов данных
** добавление новых данных
** чёткое разделение физической и логической структуры

* DML, язык высокого уровня
** работает на уровне логики, а не конкретной физической реализации
** должна быть возможность выполнять незапланированные запросы
** должна быть возможность работать с элементами типов (обращение в элементу массива, к полю структуры)

* SQL + расширения, которые обеспечивают:
** вычислительную полноту
** ресурсную полноту - возможность обратиться к любым ресурсам компьютера

== Проблемы взаимодействия ПО и СУБД ==

* обращение должно идти на языке высокого уровня;
* встраивание запроса в язык;
* стабильное хранение данных;
** неявное хранение объекта ПО в БД (выключили компьютер, а объект сохранился);
* соответствие систем типов;
** временные типы - существующие только на момент выполнения запроса (извлекли только фамилии и адреса);
* использование кэша на стороне клиента;
* восстановление после сбоев;
* оптимизация запросов - неизвестно, сколько будет выполняться та или иная функция;
* возможность конфигурирования физической структуры (индексы, кластеры);
* поддержка транзакций и параллельной работы;
* дополнительно:
** версионность;
** множественное наследование;
** распределённая работа.

[[Категория:Постреляционные базы данных (9 семестр)]]
[[Категория:Конспекты лекций и семинаров]]