2.1. Введение в технологии машинной обработки данных и основные определения
Реальные базы данных промышленного масштаба содержат миллионы записей, данные которых описывают состояния и взаимосвязи многих и многих объектов реального мира. Требования, предъявляемые пользователями к автоматизированным или автоматическим системам обрабатывающим эти данные, обуславливают и требования к параметрам подсистем внешней памяти, в первую очередь предполагают высокую оперативность доступа.
Важной особенностью здесь является то, что архитектура систем и технологий управления данными непосредственно связана с двумя следующими значительными, хотя и противоположными обстоятельствами:
- непредсказуемой вариантностью представления данных в прикладной программе, зависящей от разнообразных особенностей пользовательских задач;
- жесткостью технических решений устройств внешней памяти, выражающейся в функциональной простоте[1] операций и ограниченности форм представления данных.
Высокая эффективность решений в области обработки данных достигается введением промежуточных слоев специализированных технических и программных средств. Характер проблем и архитектурно-технологические решения такого рода достаточно полно иллюстрируются приведенной на рис.2.1 примерной схемой реализации операций ввода-вывода - взаимодействия прикладной программы с компонентами операционной системы и устройствами внешней памяти. Здесь специализация компонентов выражается в том, что по существу каждый из них реализует различные способы работы с потоком данных (и, в частности, его фрагментацию на блоки), что и обеспечивает с одной стороны необходимый уровень декомпозиции и идентификации логических/физических записей, а с другой – независимость физического и логического уровней представления данных.
Здесь термины логический и физический отражают различия аспектов представления данных. Логическое представление указывает на то, как данные используются в прикладной программе, т.е. – отражают логику обработки. Физическое представление – это то, как данные хранятся на физическом носителе.
Будем считать логической записью идентифицируемую (именованную) совокупность элементов или агрегатов данных, воспринимаемую прикладной программой как единое целое при обмене информацией с внешней памятью (по крайней мере, для операций ввода-вывода).
Физической записью будем считать совокупность данных, которая может быть считана или записана как единое целое одной командой ввода-вывода. Важно, что для компонент различного уровня в технологической цепи ввода-вывода состав и структура физической записи может быть разной.
Рис. 2.1. Примерная схема организации ввода-вывода
Структура данных и их взаимосвязь в случаях логического и физического представления могут не совпадать. Например, а) одна физическая запись может включать несколько логических; б) порядок следования элементов данных в физической записи может быть изменен для оптимизации использования пространства памяти. То есть, если логическая структура может варьироваться в широком диапазоне и даже представляться, например, вариантными записями, то физическая - практически всегда представлена жесткой структурой, причем в значительной степени определяемой типом носителя.
Назад к разделу "1.6. Типология моделей"
Вперед к разделу "2.2. Схема организации файлового ввода-вывода"