Лекции по Основам ВТ

отдельный процесс может породить другой процесс –породивший и

порожденный процессы выполняются параллельно, или породивший процесс

может быть приостановлен до завершения выполнения порожденного.

В структуре многозадачности OS/2 имеется ещё 1 слой: подобно сеансу,

состоящему из нескольких параллельных витков – выполнений серии

инструкций программы. Время процесса распределяется между всеми

активными витками, т.о. несколько секций программы могут выполняться

параллельно. В целом компоненты многозадачности OS/2 представляют собой

3 –х уровневую иерархию, причем все элементы иерархии могут выполняться

параллельно.

Осн. Понятия OS/2. --Сеанс состоит из набора сеансов. –Сеанс – один

виртуальный экран, виртуальная клавиатура и виртуальная мышь.

-–Переключение между сеансами с пом. ALT+Escp. –Процесс – выполнение

отдельной програмы, в совокуп. С выделенными под это ресурсами. –Сами

процессы могут создавать и запускать процессы. –Степень вложенности

неограначена. –Процесс состоит из 1 –го или нескольких витков.(Виток-

выполнение последовательности инструкций внутри программы. Витки не

запускаются пользователем, они создаются при выполнении самой

программы).

Сеанс реального режима. Для выполнения станд. Прилож. MS-DOS в реальн.

реж. OS/2 представляется отдельный сеанс – сеанс реальн.режима (сеанс

совместимости), что означает тождественность с MS-DOS. Сеанс реальн.

Режима необязателен и его можно отменить при запуске OS/2. Также можно

назначить размер памяти для сеанса реальн. Реж. И изменить др.

параметры. а от сеанса Отличия данного сеансзащищенного режима: --у OS/2

может быть т-ко 1 сеанс реального режима, в то время как сеансов

защищенного режима несколько. –Когда сеанс совместимости активен все

сеансы защищенного режима выполняются. Если активен сеанс защищенного

режима, то сеанс совместимости приостанавливается. Т.е. сеанс реального

режима выполняется только после его активизации. Программы, работающие в

реальном режиме не могут использовать свойство OS/2 –режим

многозадачнсти, вирт. Адресное пространство и т.д., т.е. реальн. Реж.

Обусловлен тем, что многие из них игнорируя О.С. непосредственно

осуществляют доступ к машинным функциям низкого уровня.

Фоновые программы. Под управлением OS/2 могут выполняться программы

защищенного режима, к-ые будут постоянно находиться в фоне. Эти

настоящие фоновые программы ни к одному из запущенных сеансов. (Нельзя

переключиться на фоновую программу с пом. ALT+Escp. Т.о. фоновая

программа – спец. Сеанс, к-ый не может быть приравнен к обычному сеансу

защищенного режима. Фонов. Программы обычно не взаимодействуют с

пользователем, а ведут учет ресурсов, следят за появлением вирусов.

UNIX.

Ю спроектирован как инструментальная система для разработки П.О. Она

имеет простой, но мощный командный язык и независимую от устройств

файловую систему. Ю изначально спроектир. С 65 по 69г. Bell laboratories

и General Electric. 1-ая версия возникла в США в Масачусецком

уневерситете. В 72г. на яз. Си написал Ритчи – 2-ая версия. Она стала

более надежной, любимой, а программы были совместимы и понятны.

Цели проекта. Своей уникальностью Ю обязан: 1.Нулевая версия была

создана 2-мя идеологами за минимальное кол-во чел*лет. 2.Люди,

создававшие систему были её главными пользователями.

Внутренняя согласованность и встроенность является следствием этих 2-

ух обстоятельств, как и яз. Паскаль, созд. Виртом.

Управлние процессами. Центральная часть – ядро (около 25000 строк на

Си и 2500 строк на Ассемблере). Большая часть ассемблерного текста

относится к аппаратным ф-циям, к-ые трудно программировать на Си.

Образ – текущее состояние псевдокомпьютера, предоставляемое

пользователю. Конкретный процесс – это выполнение конкретного образа.

Любой образ включает образ памяти, значение общих регистров, состояние

открытых файлов, текущие директории – оглавления, справочники и др.

информацию. Образ процесса во время его выполнения размещается в

основной памяти (не менее 128Мб). Образ может быть откачан на диск, если

какому-либо приоритетному процессу потребуется место в основной памяти.

В современных версиях – это оптимизатор процесса.

Образ памяти делится на 3 логических сегмента: --СРП-сегмент

реентерабельных процедур (начиная с нулевого адреса в виртуальном

адресном пространстве). –СД-сегмент данных. –СС-сегмент стека.

Картинка. СД располаг. За СРП в сорону больших адресов. Сегмент стека

начинается со старшего адреса в виртуальном адресном пространстве и

растет вверх по мере занесения в него иформации, при вызове пограмм и

прерывании. СД в образе памяти содержит данные, записываемые и

считываемые т-ко одним конкретным процессом. Системные данные,

относящиеся к процессу хранятся в отдельном сегменте фиксированного

размера. Этот системный сегмент данных откачивается вместе с процессом.

Он содержит такие данные об активном процессе, как состояние регистров,

дескрипторов(описатели открытых файлов), данные для расчетов за

использованием ЭВМ, область рабочих данных, стек для системной фазы

выполнения процесса. Процесс которому принадлежит сегмент системных

данных непосредственно адресоваться не может.

Таблица процесса – когда процесс не активен, в ней хранится информация

о процессе. Она содержит: --имя процесса –расположение его сегментов

–информацию для планировщика. Таблица процесса существует во время всей

жизни процесса. Адресуется она из ядра ситемы.

Создание процессов. Новые процессы создаются с помощью системного

примитива (разветвления). Вызов этого примитива приводит к тому, что

текущий процесс расщепляется на 2 независимых, параллельных процесса,

называемых родительским и дочерним. Эти два процесса не имеют общей

первичной памяти, но совместно могут использоватьвсе открытые файлы.

Примитив EXEC дает возможность процессу выполнять файл. Он приводит к

замене текущего програмного сегмента и текущего сегмента данных на новые

соответствующие сегменты, к-ые задаются в файле. Прежние сегменты, если

их не зарезервировать, теряются (по умолчанию). Этот процесс выполняется

процессом программы, но не самим процессом.

Синхронизация процессов осуществляется при помощи механизма событий.

Все процессы ожидают событий, таблицы процессов ассоциируются с

событиями. События представляют собой адрес элемента таблицы своего

родительского процесса. В любой момент времени все процессы, кроме

одного стоят на примитиве – ожидании событий в ядре.

Планирование процесса. Процесс может выполняться в одном из двух

событий – пользовательском или системном. В пользовательском состоянии

процесс выполняет программу пользователя и имеет доступ к

пользовательскому сегменту данных. Главня цель планирования процессов в

Ю – обеспечение быстрой реакции для интерактивных пользователей.

Планирование процессов проводится в соответствии с приоритетами

процессов. Высший приоритет у процессов, к-ые обрабатывают события и

ожидания. Следущие по старшинству – связанные с работой дисков. События,

связанные с терминалами, временем суток, пользовательскими процессами

получают более низкий приоритеты. Пользовательским процессам

приписываются приоритеты в зависимости от кол-ва получаемого ими

процессорного времени. Процессы с большим временем имеют более низкие

приоритеты.

Процессы вталкивания и выталкивания. Процессы могут выталкиваться

(выкачиваться) во вторичную память и вталкиваться (подкачиваться). Как в

первичной, так и во вторичной памяти выделяется стратегия свободного

пространства, имеющего общее название (если процессу требуется

дополнительная память он её запрашивает непосредственно у ядра). Ему

выделяется новая, большая секция памяти, чтобы вместить процесс и всё

содержимое старой памяти копируется в новую область памяти вместе с

процессом, а старая область освобождается. Завершение процессов может

происходить аварийно (преднамеренно) при помощи примитива EXEC (выход)

или непреднамеренно, как результат запрещенных действий (для О.С.

сигналы или ловушки предписанные пользователем). Ловушки, связанные с

ошибками к программе, т.е. обращаться к некорректным адресам памяти или

попытка выполнить программу с несуществующим кодом операции. Для снятия

процесса в Ю используются директивы: interrubt – процедура прерывания,

quit – увольнение.

Файловая система UNIX. Файл – это множество символов с произвольным

доступом, его размер – число содержащихся в нём символов, на физическом

уровне до 1000000000 символов. В файле содержатся произвольные данные и

не имеет другой структуры, кроме наложенной пользователем.

Диск разбивается на 4 блока: 1.Неиспользуемый блок. 2.Управляющий

(суперблок) – содержит размер диска и др. областей. 3.i-список,

состоящий из описания файлов, наз. i-узлами. 4.Область для хранения

содержимого файла.

Каждый i-узел содержит: --идентификацию владельца –идентификацию

группы владельца –биты защиты –физические адреса на диске или ленте, где

находится содержимое файлов –время создания файлов –размер файла –время

последнего его изменения –число связей (ссылок на файл) –индикация

(является ли файл директорией, обычным файлом или специальным файлом).

Следом за i-списком идут блоки памяти, предназначенные для хранения

содержимого файлов. Пространство на диске, оставшееся свободным от

файлов образует связанный список свободных блоков. Т.о. файловая система

UNIX представляет собой структуру данных, размещенных на диске и

содержащую управляющий суперблок, в котором определена вся файловая

система в целом, массив i-узлов, в которых определены файлы в файловой

системе, сами файлы, совокупность свободных блоков. Выделение

пространства осуществляется блоками фиксированного размера. Таблица.

Каждый файл однозначно идентифицируется старшим номером устройства,

младшим номером устройства i-ым номером (индексом i-го узла данного

файла в массиве i-узлов). Когда вызывается драйвер устройства, но

старшему номеру индексируется массив входных точек в драйверы. По

младшему номеру драйвер выбирает одно устройство из группы идентичных

физических устройств. Файл директории, в котором перечислены имена

файлов позволяет установить соответствие между именами и самими файлами.

Директория образует древовидную структуру, на каждый физический обычный

файл, или файл устройства могут существовать ссылки (потенциальные

ссылки в различных узлах этой структуры).

В непривелегированных программах запись в директории не разрешена,но

при наличии паролей-приоритетов они могут быть прочитаны. Дополнительных

связей между директориями нет. Большинство системных директорий UNIX

используются для своих нужд. Один из них – корневой директорий, который

является базой для всей структуры директорий и считая его отправной

точкой можно найти размещение всех файлов. Файл не являющийся

директорией можно встречать в различеых директориях, иногда под разными

именами – это явление называется связыванием. Элемент директории,

относящийся к одному файлу называется связью. Такие связи в UNIXе имеют

равный приоритет.

Понятие оболочка. Оболочка в Ю – это механизм взаимодействия между

пользователем и системой. Т.е. это интерпретатор команд, который

считывает, набираемые пользователем команды и запускает выполнение

запрошенных системных функций. В отличие от ядра оболочка не

располагается резидентно в основной памяти, а подкачивается туда по мере

необходимости, т.е. она является прикладной программой и поэтому

пользователи могут писать свою индивидуальную оболочку для своих

прикладных програм (сценарий).

Транспортеры и фильтры. Транспортер – это открытый файл, соединяющий

два процесса. Информация записывается в транспортер на одном конце, файл

можно считывать на другом. Схемка. Синхронизация, диспетчеризация и

буферизация обеспечиваются UNIXом автоматически. Воспользовавшись

транспортерами между парами процессов можно организовать конвейер,

связав процессы друг с другом в линию. Оболочка обеспечивает конвейеры

линейной структурой. Процессы могут быть взаимосвязаны и более сложно.

Фильтр в сист. Ю – это программа с одним входным и одним выходным

потоками. В этом смысле Ю оставляет большое число фильтров. (например:

языковые процессоры в Ю не выводят листинга, их вывод направляется

фильтру, который печатает все необходимые листинги в едином

унифицированном формате.

Многозадачность (мультипрограммирование). Пользователь может задать

многозадачность, сопровадив команду знаком &. В этом случае оболочка не

ожидает завершения выполняемой команды. Она даёт приглашение на ввод

новой команды, продолжая выполнять предыдущую команду в фоновом режиме.

Вновь задаваемая команда может быть файлом, содержащем другие команды,

тем самым пользователь, работающий в интерактивном режиме может

запустить в качестве фона последовательность пакетных работ.

Windows.

MS в 1985 г. разработал первую версию Windows. Начиная с 1990 г.

появилось несколько новых модификаций. Обеспечивается возможность

одновременного выполнения нескольких программ и переключение с одной на

другую.

Обмен данными Windows: 1) Буферная передача данных; 2) Динамический

обмен данными; 3) Механизм связи и внедрения объектов (OLE-технологии);

4) Проектирование программных продуктов и систем (CASE-технологии).

Возможности для разработчиков.

Основная идея оболочки Windows — естественность представления

информации, которая должна представляться в той форме, которая

обеспечивает наиболее эффективное усвоение этой информации человеком.

Windows — замкнутая рабочая Среда. ( операции Windows могут

заканчиваться без выхода из нее. Это ОС графического типа, где юзеру не

нужно вводить директивы в виде текстовых строк. Все операции

поддерживаются мышью. Обеспечивается независимый запуск и выполнение

нескольких программ. Очень хорошая интеграция (встраиваемость программ).

Windows — мультиагентная Среда.

Режимы работы: 1) Стандартный; 2) Расширенный. Реализуются

параллельные процессы с автоматическим разделением во времени; 3) Работа

в режиме MS-DOS; 4) Режим виртуальной памяти.

Концепция RISC-архитектуры и транскьюторы.

RISC-машины обладают сокращенным набором команд. Идея RISC-

архитектуры порождена с одной стороны развитием сверхбольших

интегральных схем, а с другой стороны стремлением реализовать с

наименьшими аппратными средствами машины с большими вычислительными

возможностями. RISC-машины появились в начале 1980х годов.

Среднестатистические данные показали: 80% команд исполняются в

течение 20% машинного времени. Возникла идея разбиения сложной команды

на элементарные, добившись роста производительности.

Архитектура RISC-процессора: 1) Упрощенный и фиксированный состав

команд (одинаковая длина и структура); 2) Аппратная реализация

управления вместо микропрограммного; 3) Выполнение всех (большинство)

команд за 1 такт; 4) Осущ. доступа к памяти только через команды

загрузки в процессор и записи в запоминающее устройство.

Преимущества: 1) Сокращеееный набор команд позволяет строить

эффективные компиляторы; 2) Интенсивность исполнения больших регистровых

стеков уменьшает число обращений к памяти; 3) Снижение аппаратных затрат

улучшает надежность, технологичность.

Превосходство RISC-машин в 2-4 раза по производительности (по

сравнению с простыми). Проблема возможности применения языков высокого

уровня.

Транспьютер — компонент многопроцессорных систем. Эта ориентация

определяет значение транспьютора для реализации в ЭВМ 5го поколения.

Вычислительная система, состоящая из N транспьюторов с

быстродействием N операций в секунду ничего не теряет в суммарном

быстродействии N*N операций в секунду. Можно создавать

сверхвысокопроизводительные системы.

Первый транспьютер появился в 1979 г. (микропроцессор нового типа с

емкой памятью, с простым и быстродействующим ЦП, а также эффективными

средствами связи) связан с появлением языка высокого уровня Аккам (Мэт и

Баррон). Язык позволил описать систему, состоящую из набора

транспьюторов как ряд параллельных процессов, которые происходят

совмесно и независимо друг от друга. Особое внимание в транспьюторе

уделяется организации сквозных обменов при взаимодействии нескольких

транспьюторов.

Характеристики:

Память данных — 64 16разрядных килослова.

Память команд — 4 16разрядных килослова.

Скорость передачи данных по шине — 350 Mb в сек.

Скорость передачи (I/O) — 150 Mb в сек.

Диспетчер задач является основной ОС транспьюторов. Отслеживает

ресурсы, управляет процессами запуска и остановки задач, топология

транспьюторного ядра. Осуществляет управление ресурсами системы,

управление конфигурацией транспьюторного ядра, ведет статистику

выполнения задач, тестирует, собирает информацию об отказах.

Общие представления о системе БД.

Современные системы информации имеют различные назначения и объем

этой информации постоянно увеличивается. Основным требованием является

интеграция информации и эффективность обработки. В сис. БД

взаимосвязанные данные называются системой.

( сис., предназначенная облегчить труд человека. Кроме обычных форм

знаний требуется создание сложной модели реального мира.

! ЯДРОМ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ЯВЛЯЮТСЯ ХРАНИМЫЕ ДАННЫЕ !

Данные описывающие конкретную предметную область должны храниться в

легко доступном виде.

Накопители данных: магнитные диски, стриммеры, CD, М/О диски и т.д.

Координатором БД выступает ОС. Говоря об обработке данных подразумевают

некоторую предметную область.

Объект — может быть человек, предмет, событие, место или понятие о

котором записаны данные. Клиенты, банковские счета и т.д.

Атрибут (элемент данных) — каждый объект харак-ся рядом атрибутов

(дом: габариты, цвет, размер участка. Клиент банка: ФИО, адрес,

идентификационный номер).

Значение данных.

Значения данных представляют действительные данные, содержащиеся в

каждом элементе данных. В зависимости от того, как элементы данных

описывают объект, их значения могут быть количественными, качественными

и описательными. Информацию о некоторой предметной области можно

представить несколькими объектами, каждый из которых описывается

несколькими элементами данных.

Данные — принимаемые элементами значения.

Экземпляр, объект — единичный набор, принимаемый элементами данных

значений.

Концептуальная модель — соответствующая модель объектов со

составляющими их элементами данных и их взаимосвязями. Объекты связаны

между собой. Концептуальная модель дает общее представление о потоке

данных в предметной области.

Ключевые элементы данных (идентификаторы) — элементы данных, по

которым можно определить другие элементы данных.

Кандидаты в ключевые элементы данных — иногда на практике однозначно

идентифицировать объект могут 2 или более элемента данных.

Выбирать ключевые элементы данных следует с определенной

тщательностью, так как это способствует созданию концептуальной модели

данных.

Запись данных — совокупность значений связанных элементов данных.

Значения, которые принимают элементы данных образуют запись.

Преимущества универсальных подпрограмм.

Универсальная подпрограмма (УП) обеспечивает заранее определенные

методы доступа, освобождая прикладного программиста от необходимости

кодирования, тестирования и отладки специфических методов. Реализует

обобщенные методы доступа, позволяя удалять, добавлять, заменять, и

искать данные. Обобщенные методы доступа распространены в ОС.

Методы доступа или УП гарантирует разную степень независимости от

физического хранения данных, при котором изменение физического хранения

могут отражаться в методах доступа и не требовать внесение изменений в

прикладные программы. Вместо отдельных подпрограмм могут применяться

универсальные методы доступа, поэтому прикладному программисту не нужно

писать программы обслуживания файлов данных.

(...)

Недостатки традиционной организации файдов данных: избыточность

данных (такое состояние данных, которое дублируется многими программами,

могут храниться в различных местах.

При отсутствии инструмента БД пришлось решать ряд сложных задач,

которые вызвали трудности недостаточных средств защиты хранимых данных,

неадыкватная процедура восстановления, трудности с ведением длинных

записей, трудности с адаптивностью, высокая стоимость программирования и

сопровождения, сложность процедур управления и эксплуатации ЭВМ.

Ограничение разделения данных.

Данная задача может возникнуть при обработке данных из различных

файлов. В этом случае программа управления ресурсами должна следить за

правильностью исполнения данных и чтобы не было избыточности данных из

различных файлов.

БД

БД — совокупность связанных данных конкретной предметной области

различного назначения. Определение данных и отношений между ними

отделены от процедурных предложений программы.

Разница между БД и файлом.

БД может иметь несколько назначений, соответствующих о различных

представлениях о хранимых данных. Несколько назначений может иметь и

файл, но соответствует только одному представлению. Несколько

представлений файла ( сортировка данных. Множество назначений БД

возникло из ее использования многими юзерами.

СУБД

Для интеграции файлов в БД и обеспечения различным юзерам различных

представлений от данных необходима система.

СУБД — Hard & Soft, программная логика и процедуры обеспечивающие

управление БД.

( СУБД создает возможность доступа к интегрированным данным, которые

пересекают операционные, функциональные организационные границы в

предметной области.

Недостатки интеграции данных:

Из-за интеграции отдельных данных в БД, юзеры теряют право

единоличного владения этими данными ( уменьшается достоверность данных.

Если не предусмотреть повышение мер недостоверности данных ( проблемы с

защитой в БД. ( интеграция в БД уменьшает секретность хранимой

информации.

Требования к СУБД: 1) Эффективность выполнения различных функций

предметной области; 2) Минимизация избыточности; 3) Предоставление для

процесса принятия решений непротиворечивой информации; 4) Обеспечение

безопасности; 5) Отсутствие повышенных требований к персоналу, связанное

с разработкой прикладных программ; 6) Реорганизация БД; 7)

Централизованное управление; 8) Упрощение эксплуатации ЭВМ.

БД должна: 1) Удовлетворять актуальным требованиям внешних юзеров,

обеспечивать хранение и модификацию больших объемов информации; 2)

Обеспечивать заданный уровень достоверности хранимой информации и ее

непротиворечивость; 3) Обеспечивать доступ к секретным данным только

спец. юзерам; 4) Возможность поиска информации по ключу; 5)

Удовлетворение требованиям по производительности обработки запросов; 6)

Возможность реорганизации и расширения при замене границ ПО; 7)Различные

виды выдачи информации; 8) Простота и удобство обращения к инф.; 9)

Обеспечивать возможность одновременного обслуживания большого числа

юзеров.

Администратор БД (АБД).

АБД — лицо, ответственное за выполнение функции администрирования БД.

АБД не обладатель БД, а ее хранитель. С усложнением предметной

области усложняются процессы формирования инф. и принятия решения (

расширение спектра функций аминистрирования БД. Главный принцип —

непротиворечивость данных.

АБД должен: координировать все действия по сбору инф. Ее

проектирование и ведение в целом. А также ЗИ.

Независимость данных.

Прикладному программисту для организации доступа к данным надо знать:

1)каков формат; 2) где распологаются; 3) как обратиться к ним.

Используя ту или иную БД и не зная ее внутреннего представления, этим

достигается независимость данных. Возникают модернизации, связанные с

экспортом и импортом файлов в БД (добавление и усечение БД).

Причины, порождающие необходимость независимости данных: 1) АБД

должен проводить изменения содержания, расположения БД; 2) поставщик

Hard & Soft обработки данных должен вводить новые технологии не требуя

перепрограммирования программ клиента.

Необходимо обеспечить разделение данных представляя их по разному

ограниченно прикладным программистам.

Защита АБД.

Два уровня независимости данных. Процесс проектирования БД начинается

с установления концептуальных требований ряда юзеров. Эти требования

интегрируются как единое обобщенное представление, из которого

образуется концептуальная модель предметной области.

Транслирование концеп. модели (адаптация) в ( совместимую область с

выбраннной СУБД.

Логическая модель — версия концеп. модели, которая может быть

обеспечена конкретной СУБД. Логич. модель отбражается в физическую

память.

Внешние модели — юзерам выделяются подмножества этой логич. модели.

Внутренняя модель — физмческая модель, специфицирующая размещение

данных, методы доступа, технику индексации.

Логич. модель обуславливается требованиями к СУБД, поэтому при замене

СУБД она также изменяется.

(схема №1)

Концеп. модель — требования отдельных юзеров. Логич. модель — версия

концеп. модели, которая может обеспечивать СУБД. Внут. модель —

физическая модель, учитывающая размещение данных, методы доступа,

индексирование.

Словарь данных (СД).

СД — централизованное хранилище сведений об объектах, составляющих их

элементов данных, взаимосвязями между объектами, их источниках,

значениях, использованиях и форматах представления. Служит средством,

которое представляет единообразную инф. обо всех ресурсах данных. СД —

стандарт БД.

СД включает функции: 1) устанавливает связи с другими юзерами; 2)

осущ. эффективное управление данными при изменении последних; 3)

уменьшает избыточность и противоречивость данных; 4) определяет степень

влияния изменений в элементах данных на всю БД; 5) централизованное

управление элементами данных.

СД содержит сведения о других категориях данных (группы элементов

данных, БД и перекрестные ссылки на элементы и группы данных).

Отслеживает каждую программу, которая в каждый момент использует какие-

то данные.

Требования к БД с точки зрения конкретного юзера: 1) должна

удовлетворять актуаль. инф. потребностям; 2) должна работать в реальном

времени производительности; 3) должна удовлетворять требованиям конечных

юзеров; 4) должна легко расширяться при реорганизации и при расширении

предметной области; 5) должна легко модифицироваться при изменении Hard

& Soft Среды (адаптивность); 6) данные должны до их загрузки в БД

проверяться на достоверность; 7) доступ к данным по приоритету.

БД как автоматизированная система.

БД как оперативная компонента включает два конструктивных элемента:

1) БД; 2) СУБД.

Процесс обработки данных СУБД не является очевидной задачей, так как

включает в себя многоэтапность и мультизадачность в зависимости от

постановки задачи.

Составляющие БД:

(схема №2)

Языковые средства БД.

(схема №3)

Языковые средства предназначены: 1) для общения юзеров разных классов

с БД; 2) служат для описания различных компонентов БД, а иногда и

внешних по отношению к банку элементов, находящихся с ними в

взаимодействии, а также обращение к нужным частям БД.

Языки описания данных (ЯОД) классифицируют в зависимости от своего

значения.

Схема — описания состава и логич. организации БД, а соответствующий

язык — язык описания схем.

Подсхема — описание части БД, представляющей интерес для определенного

юзера (различные приложения).

Язык описания хранимых данных — среда хранения БД и соответствующая

отображаемой схемы в память и описанная на данном языке.

Кроме языковых средств, предназначенных для описания БД, в состав

некоторых БД входят специальные языковые средства для описания внешних к

БД инф-ных совокупностей (языки описания входной информации, языки

описания выходных сообщений). Особое место в языках общения с БД

занимают языки общения с БД. В зависимости от сосбенностей БД языковые

средства, их синтаксические и семантические свойства, способы

реализации, круг лиц, на который они ориентированны могут изменяться в

широком диапазоне ( от языков программирования высокого уровня до

языков, ориентированных на конечного юзера “псевдо-языки”). СУБД,

требующие написания прикладных программ на универсальных языках

программирования включают в свой состав языки манипулирования данными

(ЯМД), которыми программист пользуется для организации передачи данных

между его собственным процессом и БД. ЯМД является полным языком, он

опирается на включающий язык (базовый язык программирования “входной

язык”), то есть из различных программ, написанных на процедурных языках

программирования. Для юзеров в БД разработаны специальные языки

запросов. БД обеспечивает различные режимы работы с информационной

системой. При общении с БД широко используется режим диалога, для

поддержания которого предназначены языки ведения диалога (постоение

сценариев, запросов и так далее).

Схема взаимодействия компонентов БД:

(схема №4)

Схемы, подсхемы и схемы хранения проектирования и описания на ЯОД в

соответствии с методическими указаниями, приоритет (1). Эти описания

переносятся на HDD, вводятся в систему (2) и переводятся в объект и

загрузочные представления (3), которые хранятся в соответствующей

библиотеке. После этого подготавливаются и вводятся в систему входные

данные (4) и производится загрузка БД (5). Запросы БД формируются на

языке общения с БД (6) и вводятся в систему (7). Выходом из БД (8)

являются выходные данные в процессе запроса, диагностические сообщения о

работе базы (сбои, отказы, устранение их). Архивы — сохранение и

комплексный анализ предшествующих наработок, статистика общения с базой.

Архитектура БД с адаптивной моделью.

Модель данных отражает для юзера информационное содержание БД. Записи

модели создаются на момент, когда они затребуются прикладной программой

(чтение из БД и тд.). СУБД реализует отображение (прямое или обратное).

Модель данных ( Хранимая БД.

Модель представления хранимых данных — внут. модель БД.

Внешняя млдель ( Концеп. модель ( Внут. модель ( Физическая модель.

Общая схема обмены информацией в БД:

(схема №5)

Уровни моделей.

В ( БД отражается инф. об опреденной предметной области (часть

реального мира, представляющая интерес для данного исследования и

отражаемая в инф-онной системе). В автоматизированных инф. системах

предметные области представляются моделями нескольких уровней.

(схема №6)

Даталогич. модель—модель данных логич. уровня, поддерживаемая

средствами СУБД.

Эта модель престав собой отображение логических связей между

элементами данных, строится с учетом ограничений конкретной СУБД. В БД

предпологается интегрированное хранение данных, поэтому необходима

соответствующая модель предметной области.

Инфологич. модель предметной области — описание предметной области,

выполненное без орентации на используемые в дальнейшем программы и

технические средства.

Для привязки даталогич. модели к среде хранения используется

физическая модель. Модель каждого из последующих уровней строится на

основе фиксированных характеристик моделей предыдущих уровней.

Выделение моделей: 1) разделить сложный процесс отображения предметной

области БД на несколько более простых отображений; 2) обеспечить

специализацию БД; 3) обеспечить предпосылки автоматизации.

Глобальные модели отображают точку зрения АБД. Локальные модели —

взгляды различных юзеров. Концеп. модель обеспечивает интегрированное

представление предметной области.

Роль подсхемы. Наличие подсхем в архитектуре современных СУБД имеет

большое значение. При обращении к БД юзеру надо знать ее логич.

структуру, наличие подсхемы защищает данные. Соответствие состава и

структуры требованиям юзера увеличивает независимость программ от

данных, обеспечивается возможность применения различных языков

программирования.

Классификация БД.

БД являются сложными системами, объединяющими разнотипные компоненты

и выполняющие различные функции. Классификация БД производится как с

точки зрения системы в целом, так и по отдельным характеристикам

подсистем в отдельности. По используемому языку общения юзера с БД

различают системы с базовым языком (открытые системы) и с собственным

языком (замкнутые системы).

В открытых системах для обращения к БД используется язык

программирования, расширенный операторами ЯМД, что требует

непосредственного знания языка при общении с БД. Основной целью на этом

этапе ( автоматизация процесса написания программ для общения с БД

(автоматический синтез программ для общения с БД). Связи с применением

открытых систем при большом разнообразии типов запросов эффективным

является реализация не регламентированных по содержанию запросов.

Системы с базовыми языками требуют от программиста знание логической

структуры той части БД, к которой он имеет непосредственный доступ.

Замкнутые СУБД имеют собственные самостоятельные языки общения юзеров

с БД. Они позволяют обходиться без прикладных программистов и

обеспечивать непосредственное общение с БД в режиме вопрос - ответ или в

диалоговом режиме. Жесткой границы между открытыми и замкнутыми

системами не (. В настоящее время в связи с широким развитием работ по

автоматизации проектирования инф-ных систем с реализацией тенденции

программирования без программистов все разработанные системы все больше

Страницы: 1, 2, 3, 4