Введення, введення в бази і банки даних, поняття бази і банку даних, компоненти банку даних -

Сьогодні важко собі уявити скільки-небудь значущу інформаційну систему, яка не мала б у якості основи або важливою складовою базу даних. Концепції і технології баз даних складалися поступово і завжди були тісно пов'язані з розвитком систем автоматизованої обробки інформації. Створення баз даних після появи реляційного підходу перетворилося з мистецтва в науку, але, як показала практика останніх років, все, ж остаточно його не виключила. Проте, зараз це цілком сформована дисципліна (хоча є скоріше інженерної, ніж чисто наукової), заснована на досить формалізованих підходах і включає широкий спектр прийомів і методів створення баз даних.

Відповідно призначення систем управління базами даних - забезпечення протягом тривалого часу їх збереження, а також можливості вибірки і актуалізації. Дані існують завжди. поки є потреба в їх використанні, хоча характер використання, як і шляхи отримання практичної користі можуть бути самими різними: від їх використання для вдосконалення складних систем управління до формування «валіз компромату».

Бази даних в стрімко, а в якійсь мірі і сумбурно, що розвиваються інформаційні технології - це порівняно консервативний напрямок, де СУБД і самі бази являють собою «довготривалі споруди». Елементарна база ЕОМ і парадигми програмування змінюються швидше, ніж збережені дані втрачають актуальність. В таких умовах, на відміну від прикладних програмістів, творці баз даних повинні постійно пам'ятати про проблему «спадковості» - про те, як інтегрувати в створювану систему успадковані дані, що знаходяться під управлінням застарілої СУБД. і про те, як побудувати систему, щоб новостворювані дані могли бути, в свою чергу, успадковані наступним поколінням систем і розробників.

Поняття бази і банку даних

Розвиток обчислювальної техніки і поява ємних запам'ятовуючих пристроїв прямого доступу зумовило інтенсивний розвиток автоматичних і автоматизованих систем різного призначення і масштабу, в першу чергу помітне в області бізнес-додатків. Такі системи працюють з великими обсягами інформації. (Рис. 1)

Малюнок 1 - Схема «Автоматизованої системи»

Іншими напрямками стали, з одного боку, системи управління фізичними експериментами, що забезпечують надоперативну обробку в реальному масштабі часу величезних потоків даних від датчиків, а з іншого - автоматизовані бібліотечні інформаційно-пошукові системи. Це і призвело до появи нової інформаційної технології інтегрованого зберігання та обробки даних - концепції баз даних, в основі якої лежить механізм надання обробній програмі з усіх збережених даних лише тих, які їй необхідні, і в формі, необхідної саме цій програмі.

Банк даних (БнД) - це система спеціально організованих даних, програмних, мовних, організаційних і технічних засобів, призначених для централізованого накопичення та колективного багатоцільового використання даних.

Бази даних (БД) - це іменована сукупність даних, що відображає стан об'єктів та їх відносини в аналізованої предметної області. Характерною рисою баз даних є сталість: дані постійно накопичуються і використовуються; склад і структура даних, необхідні для вирішення тих чи інших прикладних задач, зазвичай постійні й стабільні в часі; окремі або навіть всі елементи даних можуть змінюватися - але і це є прояви сталості - постійна актуальність.

Система управління базами даних (СКБД) - це сукупність мовних і програмних засобів, призначених для створення, ведення і сумісного використання БД багатьма користувачами.

Іноді в складі банку даних виділяють архіви. Підставою для цього є особливий режим використання даних, коли тільки частина даних знаходиться під оперативним управлінням СУБД. Всі інші дані зазвичай розташовуються на носіях, оперативно не керував СУБД. Одні і ті ж дані в різні моменти часу можуть входити як в бази даних, так і в архіви. Банки даних можуть не мати архівів, але якщо вони є, то склад банку даних може входити і система управління архівами.

Ефективне управління зовнішньою пам'яттю є основною функцією СУБД. Ці зазвичай спеціалізовані засоби настільки важливі з точки зору ефективності, що при їх відсутності система просто не зможе виконувати деякі завдання вже по тому, що їх виконання буде займати занадто багато часу. При цьому жодна з таких спеціалізованих функцій, як побудова індексів, буферизація даних, організація доступу і оптимізація запитів, не є видимою для користувача і забезпечує незалежність між логічним і фізичним рівнями системи: прикладний програміст не повинен писати програми індексування, розподіляти пам'ять на диску і т. д.

Розвиток теорії і практики створення інформаційних систем, заснованих на концепції баз даних, створення уніфікованих методів і засобів організації та пошуку даних дозволяють зберігати і обробляти інформацію про всі більш складних об'єктах і їх взаємозв'язках, забезпечуючи багатоаспектні інформаційні потреби різних користувачів. Основні вимоги, що висуваються до банків даних, можна сформулювати так:

Багаторазове використання даних: користувачі повинні мати можливість використовувати дані по-різному.

Простота: користувачі повинні мати можливість легко дізнатися і зрозуміти, які дані є в їх розпорядженні.

Легкість використання: користувачі повинні мати можливість здійснювати (процедурно) простий доступ до даних, при цьому всі складності доступу до даних повинні бути приховані в самій системі управління базами даних.

Гнучкість використання: звернення до даних або їх пошук повинні здійснюватися за допомогою різних методів доступу.

Швидка обробка запитів на дані: запити на дані, повинні оброблятися за допомогою високорівневого мови запитів, а не тільки прикладними програмами, написаними з метою обробки конкретних запитів.

Мова взаємодії кінцевих користувачів з системою повинен забезпечувати кінцевим користувачам можливість отримання даних без використання прикладних програм.

База даних - це основа для майбутнього нарощування прикладних програм: бази даних повинні забезпечувати можливість швидкої і дешевої розробки нових додатків.

Збереження витрат розумової праці: існуючі програми і логічні структури даних не повинні перероблятися при внесенні змін до бази даних.

Розподілена обробка даних: система повинна функціонувати в умовах обчислювальних мереж і забезпечувати ефективний доступ користувачів до будь-яких даних розподіленої БД, розміщеним в будь-якій точці мережі.

Адаптивність і розширюваність: база даних повинна бути настроюється, причому установка не повинна викликати перезапису прикладних програм. Крім того, що поставляється з СУБД набір визначених типів даних повинен бути розширюваним - в системі повинні бути кошти для визначення нових типів і не повинно бути розходжень у використанні системних і певних користувачем типів.

Контроль за цілісністю даних: система повинна здійснювати контроль помилок в даних і виконувати перевірку взаємного логічного відповідності даних.

Відновлення даних після збоїв: автоматичне відновлення без втрати даних транзакції. У разі апаратних або програмних збоїв система повинна повертатися до деякого узгодженим станом даних.

Допоміжні засоби повинні дозволяти розробнику або адміністратора бази даних передбачити і оптимізувати продуктивність системи.

Автоматична реорганізація і переміщення: система повинна забезпечувати можливість переміщення даних або автоматичну реорганізацію фізичної структури.

Компоненти банку даних

Визначення банку даних передбачає, що з функціонально-організаційної точки зору банк даних є складною людино-машинної системою, що включає в себе всі підсистеми, необхідні для надійного, ефективного та тривалого у часі функціонування.

У структурі банку даних виділяють наступні компоненти:

· Організаційно-адміністративні підсистеми і нормативно-методичне забезпечення.

1.3 Типологія моделей

1.4 Користувачі баз даних

В інформаційних системах, що створюються на основі СУБД, способи організації даних і методи доступу до них перестали відігравати вирішальну роль, оскільки виявилися прихованими всередині СУБД. Масовий, так званий кінцевий користувач, як правило, має справу тільки з зовнішнім інтерфейсом, підтримуваним СУБД.

Адміністратор додатків (або, якщо такий спеціально не виділяється - адміністратор БД) визначає для додатків подмодели даних. Тим самим різні додатки забезпечуються власним «поглядом», але не на всю БД, а тільки на необхідну для конкретного додатка ( «видиму») її частина. Вся інша частина БД для цього додатка буде «прозора».

Прикладні програмісти мають, як правило, в своєму розпорядженні один або кілька мов програмування, за допомогою яких генеруються прикладним документом.