Понятие базы данных. Преимущества БД. Среда системы БД.

Четверг, 24 Фев 2011 13:06

Понятие базы данных. Преимущества БД. Среда системы БД. Стержневые идеи современных информационных технологий базируются на концепции баз данных.

Согласно этой концепции, основой информационных технологий являются данные, которые должны быть организованы в базы данных в целях адекватного отображения изменяющегося реального мира и удовлетворения информационных потребностей пользователей.

Одним из важнейших понятий в теории баз данных является понятие информации. Под информацией понимаются любые сведения о каком-либо событии, процессе, объекте. К информации может относиться все, что может интересовать пользователя любого уровня.

Данные — это информация, представленная в определенном виде, позволяющем автоматизировать ее сбор, хранение и дальнейшую обработку человеком или информационным средством..

Для компьютерных технологий данные -это инф-ия в дискретном, фиксированном виде, удобная для хранения, а также для передачи по каналам связи.

Каждая ИС в зависимости от ее назначения имеет дело с той или иной частью реального мира, которую принято называть предметной областью (ПрО) системы.

Выявление ПрО — это необходимый начальный этап разработки любой ИС.

База данных (БД) – именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.

База данных это – интегрированная компьютерная структура совместного доступа, в которой размещаются следующие сведения:

— данные конечных пользователей, т. е. сведения, отражающие сферу интересов конечного пользователя;

— метаданные , или данные о данных, с помощью которых осуществляется интегрирование (объединение) данных..

Метаданные описывают свойства данных и совокупность отношений, которыми связаны данные, хранящиеся в БД. В некотором смысле база данных представляет собой очень хорошо организованную электронную картотеку, в которой мощное программное обеспечение, называемое системой управления базой данных, помогает управлять содержимым этой картотеки

В отличие от систем файлов с большим количеством не связанных друг с другом файлов, БД состоит из логически взаимосвязанных данных, размещенных в едином хранилище.

clip_image001

 

clip_image002

В широком смысле слова база данных – это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области.

Объектом может быть предмет, вещество, событие, лицо, явление, т.е. все то, что может характеризоваться набором значений некоторой совокупности атрибутов.

Например, телефонный справочник, личные дела сотрудников, библиотечные каталоги.

Данные могут представляться разными способами: неструктурированно и структурировано.

Структурирование – это введение соглашений о способах представления данных.

Пример 1.

Иванов, Иван, Иванович, менеджер, отдел продаж, год рождения – 1972; Петров, Петр, Петрович, менеджер, отдел продаж, год рождения – 1977.

При использовании неструктурированных данных трудно осуществлять поиск необходимых данных, практически невозможно упорядочить информацию.

Пример 2.

Фамилия Имя Отчество Отдел Должность Год рождения
Иванов, Иван, Иванович Отдел продаж менеджер 1972
Петров, Петр, Петрович Отдел продаж менеджер 1973
Сидоров Сидор Сидорович Транспортный отдел водитель 1966

 

База данных – это поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.

БД должна соответствовать следующей системе требований:

  • многократное использование;
  • быстрый поиск и получение информации по запросам;
  • простота обновления;
  • уменьшение избыточности данных;
  • защита от несанкционированного доступа;
  • защита от уничтожения данных;
  • максимальная независимость от прикладных программ.

Для успешней реализации системы на основе БД на первом месте стоит проектирование структуры данных, а затем только осуществляется разработка приложений. Плохо спроектированная база данных будет поставлять некорректную информацию, порождать ошибки, способные привести к принятию неправильных решений с далеко идущими последствиями.

Проектируемая БД должна обладать определенными свойствами. Назовем основные свойства БД.

  1. Целостность. В каждый момент времени существования БД сведения, содержащиеся в ней, должны быть непротиворечивы. Целостность БД достигается вследствие введения ограничений целостности, в частности, к ним относятся ограничения, связанные с нормализацией БД.
  2. Восстанавливаемость. Данное свойство предполагает возможность восстановления БД после сбоя системы или отдельных видов порчи системы. Сюда относится проверка наличия файлов, составляющих приложение. В основном свойство восстанавливаемости обеспечивается дублированием БД и использованием техники повышенной надежности.
  3. Безопасность. Безопасность БД предполагает защиту данных от преднамеренного и непреднамеренного доступа модификации или разрушения. Применяется запрещение несанкционированного доступа, защита от копирования и криптографическая защита. Также необходимы и чисто административные меры, например ограничение доступа к носителям информации.
  4. Эффективность. Свойство эффективности обычно понимается как:

— минимальное время реакции на запрос пользователя;

— минимальные потребности в памяти

— сочетание этих параметров.

  1. Предельные размеры и эксплуатационные ограничения. Предельные размеры, а также другие ограничения» накладываемые эксплуатацией данной БД, могут существенно повлиять на проектное решение.

OCHOBHЫE XAPAKTEPИCTИKИ БАЗ ДAHHЫX, ОТЛИЧАЮЩИE ИX OT ФAЙЛOBЫX CИCTEM

1.- повышение надежности, целостности и сохранности данных;

2.- сохранение затрат интеллектуального труда;

3.- простота и легкость использования данных, сложный доступ к данным осуществляет CУБД;

4.- независимость прикладных программ от изменений описаний данных и наоборот;

5.- простота внесения изменений и обеспечение достоверности данных;

6.- обеспечение требуемой скорости доступа;

7.- стандартизация данных в пределах одной предметной области;

8.- автоматизированная реорганизация данных;

9.- защита от искажения и уничтожения;

10.- сокращение дублирования информации за счет структурирования данных;

11.- многократное использование данных;

12.- обработка незапланированных запросов;

Создание баз данных поддержка их в целостном, непротиворечивом состоянии, обеспечение безопасности их использования и сохранности информации вплоть до восстановления ее после различных сбоев, предоставление различных информационных услуг пользователям и многое другое обеспечивается СУБД.

Система управления базами данных (СУБД) – совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

Программы или комплекс программ, реализующие автоматизацию решения прикладных задач обработки данных, называются приложениями.

Приложения созданные средствами СУБД относят к Приложениям СУБД,

Приложения, созданные вне среды СУБД с помощью систем программирования, использующих средства доступа к БД (Delphi, C++Builder) называют внешними Приложениями.

С точки зрения общего управления система с БД состоит из пяти основных частей:

1. Оборудование. Сюда относятся все системные аппаратные средства. Сети компьютеров особенно важны для баз данных, хранящих информацию, доступ к которой необходимо обеспечивать с удаленных мест, например, в системах банкоматов и бронирования авиабилетов.

2. Программное обеспечение. Сюда входят комплекты компьютерных программ, используемых в системе базы данных. Хотя, как правило, под программным обеспечением понимают именно СУБД, тем не менее, для выполнения всех функций системы базы данных требуется программное обеспечение трех видов: системное программное обеспечение, программное обеспечение СУБД, а также прикладные программы и утилиты.

Системное программное обеспечение управляет всеми компонентами оборудования и обеспечивает доступ к нему всем другим приложениям, работающим на компьютере. Примеры системного программного обеспечения: DOS, Windows, Unix, Linux.

Программное обеспечение СУБД управляет базой данных. Примерами СУБД являются приложения Ассеss SQL Server (Microsoft), ORACLE (корпорации Огасlе).

Прикладные программы и утилиты предназначены для получения доступа к данным и манипулирования ими в среде СУБД, а также в вычислительных средах, где необходимо выполнять такие действия. Прикладные программы (приложения) в большинстве случаев используются для получения доступа к данным, хранящимся в БД, для составления отчетов и таблиц, помогающих в принятии решений,

3. Люди. Сюда относятся все пользователи системы базы данных. Если взять за основу функциональные обязанности, то в системе базы данных можно выделить пять основных групп пользователей:

3.1. Системные администраторы наблюдают за основными операциями системы.

3.2. Администраторы базы данных управляют работой СУБД и обеспечивают функционирование базы данных.

3.3. Проектировщики базы данных проектируют структуру БД. Они являются архитекторами базы данных.

3.4. Системные аналитики и программисты пишут и реализуют прикладные программы. Они проектируют и создают формы ввода данных, отчеты и процедуры, с помощью которых конечные пользователи получают доступ к данным и возможность манипулирования ими.

3.5. Конечные пользователи это те, кто использует прикладные программы для выполнения ежедневных операций предприятия.

4. Процедуры. Процедуры это инструкции и правила, которые управляют проектированием и использованием системы БД. Процедуры — очень важный, хотя зачастую незаслуженно забытый компонент системы. Они играют важнейшую роль на предприятии, поскольку устанавливают стандарты ведения коммерческой деятельности в рамках предприятия и с клиентами. Процедуры также используются для организации наблюдения и аудита как за вводимой в БД информацией, так и за информацией, порождаемой на основе этих данных.

5. Данные. Под термином «данные», «информация» или «сведения» понимается весь фактический материал, хранящийся в базе данных. Принятие решения о том, какую информацию необходимо поместить в БД и каким образом ее упорядочить, является важнейшей частью работы проектировщиков базы данных.

clip_image003

В некоторых источниках вводится еще один компонент ХОСТ-Система.

Хост-система – компьют. система, в которой хранятся файлы. Доступ к строкам данных осуществляется Хост-системой . РольСУБД состоит в том, чтобы генерировать запррсы, позволяющие использовать функциональные возможности системы управления файлами хост-системы для обслуживания различных приложений. СУБД представляет собой дополнительный уровень программного обеспечения, надстроенной над ПО хост-системы.

Графически систему с БД можно представить в виде логической последовательности уровней:

clip_image004

Классификация:

По способу доступа к данным БД разделяются на БД с локальным доступом и БД с удаленным (сетевым) доступом.

По технологии обработки данных БД подразделяются на централизованные и распределенные.

По режиму работы (количеству пользователей) – одно пользовательские, многопользовательские(несколько пользователей подключаются к одному компьютеру через разные порты)

Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе. Такой способ часто применяется в ЛС (локальных сетях).

Распределенная БД состоит из нескольких пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ компьютерной сети.

По способу применения и сфере использования – транзакционные (рабочая или операционная – для транзакции(программный блок исполнение которого не нарушает непротиворечивости БД) отводится мало времени и результат запроса отображается в наикратчайшие сроки) и БД поддержки решения (хранилище данных информационные БД).

clip_image006

Существует два подхода к построению БД, базирующихся на двух подходах к созданию автоматизированной системы управления (АСУ).

Первый из них, широко использовавшийся в 80-е годы и потому получивший название классического (традиционного), связан с автоматизацией документооборота (совокупность документов, движущихся в процессе работы предприятия). Исходными и выходными координатами являлись документы.

Использовался следующий тезис. Данные менее подвижны, чем алгоритмы, поэтому следует создать универсальную БД, которую затем можно использовать для любого алгоритма. Однако вскоре выяснилось, что создание универсальной БД проблематично. Господствовавшая до недавнего времени концепция интеграции данных при резком увеличении их объема оказалась несостоятельной. Более того, стали появляться приложения (например, текстовые, графические редакторы), базирующиеся на широко используемых стандартных алгоритмах. Выявились стандартные алгоритмы и в управлении (бизнесе), как это следует из примера 2.2.

К 90-м годам сформировался второй, современный подход, связанный с автоматизацией управления. Он предполагает первоначальное выявление стандартных алгоритмов приложений (алгоритмов бизнеса в зарубежной терминологии), под которые определяются данные, а стало быть, и база данных. Объектно-ориентированное программирование только усилило значимость этого подхода. Состав БД для различных подходов представлен на рис. 2.3.

clip_image008

Используют восходящее и нисходящее проектирование БД. Первое применяют в распределенных БД при интеграции спроектированных локальных баз данных, которые могут быть выполнены с использованием различных моделей данных. Более характерным для централизованных БД является нисходящее проектирование.

Работа с базами данных может быть представлена в виде схемы, показанной на рис.

clip_image010

Из нее видно, что следует выделять методологию создания и методологию использования БД. Методология БД определяется в процедуре проектирования, но проявляется и в процедуре использования.



Вы можете оставить отзыв или трекбек со своего сайта.

Ваш отзыв