Системы управления базами данных

База данных – это один или несколько файлов данных, предназначенных для хранения, изменения и обработки больших объемов взаимосвязанной информации.

База данных (БД) представляет собой совместно используемый набор логически связанных данных (и их описание), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации.

В базе данных предприятия, например, может храниться:

- вся информация о штатном расписании, о рабочих и служащих предприятия;

- сведения о материальных ценностях;

- данные о поступлении сырья и комплектующих;

- сведения о запасах на складах;

- данные о выпуске готовой продукции;

- приказы и распоряжения дирекции и т.п.

Даже небольшие изменения какой-либо информации могут приводить к значительным изменениям в разных других местах.

Пример. Издание приказа о повышении в должности одного работника приводит к изменениям не только в личном деле работника, но и к изменениям в списках подразделения, в котором он работает, в ведомостях на зарплату, в графике отпусков и т.п.

СУБД (система управления базами данных) – программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также получать к ней контролируемый доступ.

Иногда вводят понятие по-другому: программное обеспечение, аппаратные средства, программируемая логика и процедуры, осуществляющие управление БД, образуют СУБД – обобщенный инструмент для создания и ведения данных.

Современные СУБД дают возможность включать в них не только текстовую и графическую информацию, но и звуковые фрагменты и даже видеоклипы.

Популярные СУБД — FoxPro, Access for Windows, Paradox.

Для менее сложных применений вместо СУБД используются информационно-поисковые системы (ИПС), которые выполняют следующие функции:

- хранение большого объема информации;

- быстрый поиск требуемой информации;

- добавление, удаление и изменение хранимой информации;

- вывод ее в удобном для человека виде.

Два основных достоинства баз данных:

- организация данных, обеспечивающая возможность активного использования в целях многочисленного применения;

- среда системы, обеспечивающая высокую степень независимости прикладных программ и базы данных.

Наличие БД само по себе не разрешает полностью проблем организации в области обработки данных и принятия решений. Управление БД, являющейся достоянием многих пользователей, должно осуществляться для всей организации. Без централизованного управления базой данных ее полезность снижается.

Для решения проблем управления БД были использованы две концепции:

1. программное обеспечение, развивающееся в направлении, обеспечивающем поддержание общего интерфейса между всеми пользователями и интегрированной базой данных, т.е. для интеграции файлов в базу и обеспечения пользователям различных представлений о данных были разработаны СУБД.

2. концепция администратора БД (АБД). Администратор базы данных (АБД) – лицо или группа лиц, на которое возложено управление средствами БД. АБД должен иметь опыт работы в таких областях, как программное обеспечение СУБД, ОС, техническое обеспечение ЭВМ, прикладное программирование, системное проектирование.

Основные требования, которым должна удовлетворять СУБД:

- эффективное выполнение одной и той же СУБД различных функций по обработке данных предметной области;

- минимизация избыточности хранимых данных (т.к. некоторые элементы данных неизбежно используются во многих программах, они и записываются в несколько файлов, т.е. одни и те же данных хранятся в различных местах на носителях информации. Такое положение называют «избыточностью» данных).

- представление непротиворечивой информации для принятия решений;

- обеспечение управления безопасностью;

- отсутствие повышенных требований к персоналу, связанному с разработкой, поддержанием и совершенствованием прикладных программ;

- обеспечение независимости представления данных (от формата, расположения данных, т.е. пользователь БД не должен знать деталей физической реализации данных).

- простая физическая реорганизация БД;

- возможность централизованного управления базой данных.

Основные понятия баз данных

Основной единицей информации в БД является поле (field). Поле (иногда его называют полем данных) характеризуется атрибутами, такими как имя, тип (например, символьный или целый) и длина.

Записью (record) называется ряд взаимосвязанных полей, обращение к которым для доступа и сохранение в БД происходит как к единому целому.

Ключом (key) называется поле, позволяющее осуществить наиболее быстрый доступ к записи или навигацию по отсортированным записям.

Индексом (index) называется файл содержащий только ключи. Его так же называют ключевым файлом (key file).

Схемой (schema) является абстрактное определение содержания и организации БД. Схема должна включать определения всех типов записей, полей и ключей. Используемая схема иногда называется словарем (dictionary).

Модели баз данных

Модель данных (data model) (или модель БД (database model)) является абстрактным представлением связи между записями. Реляционная модель БД обеспечивает связь между записями через использование общих полей.

В сетевой модели связи между типами записей явно определены и напрямую поддерживаются через наборы. Набор определяет связь один-ко-многим между двумя типами записей. Примеры наборов: один отдел имеет много служащих, один служащий имеет много начислений.

Заметим, что тип записи E владеет сам собой. Тип записи C член двух наборов (A и B) и сам владеет двумя наборами (D и E). Записи также могут владеть другими записями через множественные наборы, как в нашем примере B владеет E.

В иерархической модели (подмножество сетевой модели) типу записи разрешается быть членом только одного набора. Тип записи может правда владеть более чем одним набором. Владелец набора называется родителем (parent), а член набора – ребенком (child).