Сегментно-страничное распределение

Виртуальное пространство процесса делится на сегменты, а каждый сегмент в свою очередь делится на виртуальные страницы, которые нумеруются в пределах сегмента. Оперативная память делится на физические страницы. Загрузка процесса выполняется операционной системой постранично, при этом часть страниц размещается в оперативной памяти, а часть на диске. Для каждого сегмента создается своя таблица страниц, структура которой полностью совпадает со структурой таблицы страниц, используемой при страничном распределении. Для каждого процесса создается таблица сегментов.

БАЗЫ ДАННЫХ.

База данных. СУБД.

База данных (БД) – совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отражающая состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области. Логическую структуру данных называют моделью представления данных.К основным моделям представления данных относятся: иерархическая, сетевая, реляционная, объектно-ориентированная.

Система управления базами данных (СУБД) –совокупность программных средств, предназначенная для создания, сопровождения и совместного использования БД. Обычно СУБД различают по используемой модели данных. Также может выполнять функции словаря данных (хранение, защиту данных, ограничение доступа, связи и т.п.).

С точки зрения пользователя, СУБД реализует функции хранения, изменения (пополнения, редактирования и удаления) и обработки информации, а также разработки и получения различных выходных документов.

Основные функции СУБД:

1) Обеспечение зависимости данных и приложений (Все СУБД предоставляют программистам API для работы с БД без учета физического размещения элементов данных (например, SQL для реляционных БД)).

2) Обеспечение безопасности данных

3) Управление параллельным доступом (разграничение операций чтения и редактирования данных при одновременном доступе к базе)

4) Ведение журнала транзакций (для восстановления данных в случае сбоев и ошибочных операций)

5) Поддержка целостности БД

6) Обеспечение доступа к данным

Механизм транзакций используется в СУБД для поддержания целостности данных в базе. Транзакцией называется некоторая неделимая последовательность операций над данными БД, которая отслеживается СУБД от начала до конца. Если по каким-либо причинам транзакция окажется незавершенной, то она отменяется.

Классификация СУБД:

1) По модели данных:

§ Иерархические;

§ Сетевые;

§ Реляционные;

§ Объектно-ориентированные;

2) По степени распределенности:

§ Локальные СУБД (все части СУБД располагаются на одном компьютере)

§ Распределенные СУБД (части СУБД могут размещаться на одном и более компьютеров);

3) По способу доступа к БД:

§ Файл-серверные (Microsoft Access, Paradox, Visual FoxPro). Данные, СУБД целиком располагаются на сервере.

§ Клиент-серверные (Oracle, IBM DB2, MS SQL Server, PostgreSQL, MySQL)

§ Встраиваемые (SQLite, Microsoft SQL Server Compact). Как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки.

Модели данных.

Модель данных — это определение объектов, операторов и прочих элементов, в совокупности составляющих абстрактную машину доступа к данным, с которой взаимодействует пользователь. Таким образом, конкретная модель данных отражает структуру данных и способы взаимодействия с ними.

Каждая БД и СУБД строится на основе некоторой явной или неявной модели данных. Все СУБД, построенные на одной и той же модели данных, относят к одному типу.

Наиболее известными являются модели данных:

1) Иерархическая модель

2) Сетевая модель

3) Реляционная модель

4) Объектно-ориентированная модель

В иерархической модели связи между данными можно описать в виде упорядоченного графа (или дерева).

Иерархическая база данных представляет собой упорядоченную совокупность экземпляров данных типа «дерево», содержащих экземпляры типа «запись». Поля записей хранят собственно числовые или символьные значения, составляющие основное содержание базы данных.

Основное правило контроля целостности формулируется следующим образом: потомок не может существовать без родителя, а у некоторых родителей может не быть потомков.

К достоинствам иерархической модели относятся эффективное использование памяти ЭВМ и неплохие показатели времени выполнения основных операций над данными. Иерархическая модель удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией.

Недостатком является громоздкость иерархической модели для обработки информации с достаточно сложными логическими связями, а также сложность понимания для обычного пользователя.

Можно сказать, что иерархической БД является файловая система, состоящая из корневой директории, в которой имеется иерархия поддиректорий и файлов.

Сетевая модель данных позволяет отображать различные взаимосвязи элементов в виде произвольного графа, обобщая тем самым иерархическую модель. Сетевая БД состоит из набора записей и связей. Особых ограничений на связи не накладывается.

Достоинства: эффективное использование памяти, скорость. В сравнении с иерархической моделью сетевая модель предоставляет большие возможности в смысле допустимости образования произвольных связей.

Недостаткисетевой модели: высокая сложность и жёсткость схемы базы данных, построенной на основе, а также слабый контроль целостности вследствие допустимости установления произвольных связей между записями.

Реляционная модель основывается на понятии отношение. Отношение представляет собой множество элементов, называемых кортежами. Наглядной формой представления отношения является привычная двумерная таблица. Таблица имеет строки (записи) и столбцы (колонки). Достоинства: простота, понятность и удобство. Недостатки: неэффективное использование памяти, меньшая скорость сложность описания иерархических и сетевых связей.

Объектно-ориентированная модель. В объектно-ориентированной модели при представлении данных имеется возможность идентифицировать отдельные записи базы данных. Между записями базы данных и функциями их обработки устанавливаются взаимосвязи с помощью механизмов, подобных соответствующим средствам в объектно-ориентированных языках программирования.

Структура объектно-ориентированной базы данных представима в виде дерева, узлами которого являются объекты. Свойства объектов описываются некоторым стандартным типом или типом, конструируемым пользователем (определяется как class).

Каждый объект – экземпляр класса принадлежит своему классу и имеет одного родителя. Родовые отношения в базе данных образуют связную иерархию объектов.

Основным достоинством объектно-ориентированной модели в сравнении с реляционной является возможность отображения информации о сложных взаимосвязях объектов. Объектно-ориентированная модель позволяет идентифицировать отдельную запись базы данных и определять функции их обработки.

Недостатками являются высокая понятийная сложность, неудобство обработки данных и низкая скорость выполнения запросов.