Понятие о базах данных, система управления базах данных

Под базой данных понимается некоторая унифицированная совокупность данных, совместно используемая персоналом/населением группы, предприятия, региона, страны, мира. Задача базы данных состоит в хранении всех представляющих интерес данных в одном или нескольких местах, причем таким способом, который заведомо исключает ненужную избыточность. В хорошо спроектированной базе данных избыточность данных исключается, и вероятность сохранения противоречивых данных минимизируется. Таким образом, создание баз данных преследует две основные цели: понизить избыточность данных и повысить их надежность.

Информационные системы (ИС) служат для сбора и накопления информации с целью ее эффективного использования. На ранних этапах становления информационных технологий задачи автоматизации обработки решались так: для каждого отдельного участка писалась отдельная прикладная программа. В описание программных модулей входили описание структур данных. Однако это привело к значительному увеличению числу программ, выполняющих сходные функции, но несовместимых друг с другом по данным, используемых программой. Это служило препятствием к написанию больших программных комплексов, а также вызывала сложности в отладке и сопровождении программ. Исходя из этого была разработана концепция баз данных (БД). Основной чертой этой концепции является отделение структур данных от прикладных программ. БД – единое хранилище информации, используемое множеством прикладных программ. Структура данных хранится отдельно от программы для обработки данных. Прикладные программы становятся независимы от данных, которые они обрабатывают.

Предметная область (ПО) - часть реального мира, подлежащая изучению с целью дальнейшей автоматизации. Каждая ПО характеризуется множеством объектов и множеством процессов.

Пример: ПО – бухгалтерия; объекты – документы; процессы - расчет зар. платы, расчет плановой численности и т.д.

СУБД – система управления базами данных. Программная составляющая СУБД включает ядро и сервисные средства. Ядро - набор программных средств, необходимый для создания и поддержания БД. Сервисные средства – обеспечивают дополнительные возможности по управлению данными.

Каждая СУБД поддерживает свой обобщённый инструментарий для отображения ПО, этот инструментария называется моделью данных (МД). Поддерживаемые СУБД МД разбивают на сетевые, иерархические, реляционные.[3]

Жизненный цикл любого программного продукта, в том числе и системы управления базой данных, состоит (по-крупному) из стадий проектирования, реализации и эксплуатации. Естественно, наиболее значительным фактором в жизненном цикле приложения, работающего с базой данных, является стадия проектирования. От того, насколько тщательно продумана структура базы, насколько четко определены связи между ее элементами, зависит производительность системы и ее информационная насыщенность, а значит - и время ее жизни.

Хорошо спроектированная база данных должна удовлетворять следующим условиям:

Удовлетворяет всем требованиям пользователей к содержимому базы данных. Перед проектированием базы необходимо провести обширные исследования требований пользователей к функционированию базы данных.

Гарантирует непротиворечивость и целостность данных. При проектировании таблиц нужно определить их атрибуты и некоторые правила, ограничивающие возможность ввода пользователем неверных значений. Для верификации данных перед непосредственной записью их в таблицу база данных должна осуществлять вызов правил модели данных и тем самым гарантировать сохранение целостности информации.

Обеспечивает естественное, легкое для восприятия структурирование информации. Качественное построение базы позволяет делать запросы к базе более “прозрачными” и легкими для понимания; следовательно, снижается вероятность внесения некорректных данных и улучшается качество сопровождения базы.

Удовлетворяет требованиям пользователей к производительности базы данных. При больших объемах информации вопросы сохранения производительности начинают играть главную роль, сразу “высвечивая” все недочеты этапа проектирования.

Следующие пункты представляют основные шаги проектирования базы данных:

Определить информационные потребности базы данных.

Проанализировать объекты реального мира, которые необходимо смоделировать в базе данных. Сформировать из этих объектов сущности и характеристики (атрибуты) этих сущностей (например, для сущности “деталь” характеристиками могут быть “название”, “цвет”, “вес” и т.п.) и сформировать их список.

Поставить в соответствие сущностям и характеристикам - таблицы и столбцы (поля) в нотации выбранной СУБД (Paradox, dBase, FoxPro, Access, Clipper, InterBase, Sybase, Informix, Oracle и т.д.).

Определить атрибуты, которые уникальным образом идентифицируют каждый объект.

Выработать правила, которые будут устанавливать и поддерживать целостность данных.

Установить связи между объектами (таблицами и столбцами), провести нормализацию таблиц.

Спланировать вопросы надежности данных и, при необходимости, сохранения секретности информации.