Как показано выше, основой информационного обеспечения АРМ для обработки экономической и юридической информации являются банки данных (базы данных).
База данных (БД) – совокупность данных, организованных по определённым правилам, предусматривающим общие правила описания, хранения и манипулирования данными, независимая от прикладных программ. Структура данных, содержащихся в файле базы данных, состоит из полей и записей. Организация базы данных отличается от организации обычного файла тем, что:
описание полей записи хранится вместе с данными;
для повышения эффективности работы с БД используются специальные поисковые структуры.
Организация данных – представление данных и управление данными в соответствии с определёнными соглашениями.
Управление данными – совокупность функций обеспечения требуемого представления данных, их накопления и хранения, обновления, удаления, поиска по заданному критерию и выдачи данных.
Принято различать следующие виды управления данными: ведение БД, защита данных и доступ к порции данных.
Что такое База Данных? — простыми словами ► ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ
Ведение БД – деятельность по обновлению, восстановлению и перестройке структуры базы данных с целью обеспечения её целостности, сохранности и эффективности использования.
Защита данных – организационные, программные и технические методы и средства, направленные на удовлетворение ограничений, установленных для типов данных или экземпляров типов данных в системе обработки данных.
Доступ к порции данных – предоставление процессу обработки данных порции данных посредством последовательности операций поиска, чтения и (или) записи данных.
К современным информационным системам предъявляются повышенные требования, основными из которых являются следующие.
1. Адекватность информации состоянию предметной области. Хранимая в банке данных информация должна полно и точно отражать объекты предметной области, их свойства и отношения между объектами. Отступление от принципа адекватности делает систему бесполезной. В свою очередь, требование адекватности порождает ряд новых требований к системе, таких, как необходимость постоянного внесения изменений в данные и периодического изменения способа организации данных.
2. Надёжность функционирования – одно из важнейших требований, предъявляемых к любой системе.
3. Быстродействие и производительность. Эти два близких друг к другу требования отражают временные потребности пользователей. Первое из них определяется временем реакции системы на запрос, исчисляемым с момента ввода запроса до момента начала выдачи найденных данных. Это время зависит не только от быстродействия ПК, но и от способов физической организации данных, методов доступа, способов поиска, сложности запроса и др. факторов. Второе требование определяется количеством запросов, выполняемых в единицу времени.
4. Простота и удобство. Это требование предъявляется к банкам данных со стороны всех категорий пользователей, особенно конечных, в работе которых необходим простой, но в то же время обладающий достаточными возможностями язык запросов. Сложность запросов, отсутствие сервиса формируют у пользователя нежелание работать с информационной системой.
База данных — основа информационной системы | Информатика 10-11 класс #29 | Инфоурок
5. Массовость использования. Современная информационная система должна обеспечивать коллективный доступ пользователей, при котором они могут одновременно и независимо обращаться к базам данных для получения необходимых сведений.
6. Защита информации. Система должна обеспечивать защиту хранимых в ней данных и программ как от случайных искажений и уничтожения, так и от преднамеренных, несанкционированных действий пользователей.
7. Возможность расширения. Архитектура системы должна допускать расширение её возможностей путём модификации или замены существующих программных модулей либо добавления новых компонентов, а также путём реорганизации информационных массивов.
В операционных системах, в среде которых функционирует банк данных, специальных средств для создания и обработки БД, как правило, не предусматривается. Поэтому необходим комплекс программ, обеспечивающий автоматизацию всех операций, связанных с решением этих задач. Такой комплекс программ получил название системы управления базами данных
Система управления базами данных (СУБД) — это совокупность программ и языковых средств, предназначенных для управления данными в базе данных, ведения базы данных и обеспечения взаимодействия её с прикладными программами.
Основной составной частью СУБД является её ядро — управляющая программа, предназначенная для автоматизации всех процессов, связанных с обращением к базам данных. После запуска СУБД её ядро постоянно находится в основной памяти и организует обработку поступающих запросов, управляет очерёдностью их выполнения, взаимодействует с прикладными программами и операционной системой, контролирует завершение операций доступа к базе данных, выдает сообщение. Важнейшей функцией ядра является организация параллельного выполнения запросов.
Другой частью СУБД является набор обрабатывающих программ: трансляторов с языков описания данных, языков запросов и языков программирования, редакторов, отладчиков. Отдельную группу программ составляет сервис банков данных. Сама СУБД, являясь инструментальным средством и средством организации доступа к базам данных, не решает никаких прикладных расчётных задач. Обработка данных, вычисления, формирование выходных документов по заданной форме выполняются с помощью прикладных программ.
Функции СУБД можно разделить на три группы: управление базами данных (система выполняет функцию менеджера); разработка, отладка и выполнение прикладных программ (система осуществляет функции транслятора); выполнение вспомогательных операций (сервис).
Одна БД может обеспечить автоматизацию процессов получения информации многими пользователя. При этом необходимо выполнение двух важнейших свойств БД — логической и физической независимости данных в БД.
Логическая независимость данных в БД означает, что:
с одной стороны — логическая структура данных не зависит от особенностей прикладных программ, которые их используют (т.е. изменение прикладных программ не влечёт изменения логической структуры данных);
с другой — прикладные программы не зависят от логической структуры данных (т. е. изменение логической структуры не влечет изменения прикладных программ).
Физическая независимость данных в БД означает, что:
с одной стороны — особенности размещения данных на физических носителях не зависят от логической структуры данных и особенностей прикладных программ;
с другой — логическая структура данных и прикладные программы не зависят от способа размещения данных на физических носителях.
Обеспечение логической и физической независимости данных в БД является одной из функций СУБД.
Современные СУБД включают:
развитый системный интерфейс;
многопользовательский режим доступа;
средства оптимизации использования БД (например, ускорения поиска информации);
средства защиты от несанкционированного доступа к информации;
язык программирования высокого уровня.
Системный интерфейс позволяет в диалоге с пользователем:
— создавать и модернизировать структуру БД;
— создавать и модернизировать формы ввода и вывода информации;
— осуществлять запись, коррекцию и выдачу данных в БД.
Язык программирования позволяет создавать пользовательский интерфейс, который обеспечивает те же функции, что и системный интерфейс, но в виде, удобном пользователю.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 250.
Источник: findout.su
VI. Базы данных
6.1. Базы данных (бд), системы управления базами данных (субд)
В широком смысле слова база данных (БД) – это совокупность сведений об объектах реального мира в какой-либо предметной области. Для удобной работы с данными их необходимо структурировать, т. е. ввести определенные соглашения о способах их представления.
База данных (в специальном смысле слова) — совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, независимая от прикладных программ.
Между собственно данными и пользователями располагается уровень программного обеспечения.Ядром его является система управления базами данных (databasemanagementsystem–DBMS), или диспетчер БД (databasemanager).
Система управления базами данных (СУБД)- это комплекс программных и языковых средств, реализующих создание баз данных, поддержание их в актуальном состоянии, а также обеспечивающих различным категориям пользователей возможность получать из БД необходимую информацию.
Выделяют следующие функции, реализуемые СУБД:
- организация и поддержка логической структуры данных;
- организация и поддержка физической структуры данных во внешней памяти;
- организация доступа к данным и их обработка в оперативной и внешней памяти.
6.2. Реляционные базы данных
Любая модель данных, в том числе и реляционная, включает три взаимосвязанные составляющие, которые кратко можно назвать объекты (структурная составляющая), целостность данных (целостная составляющая) и операторы (манипуляционная составляющая).
Реляционные объекты данных
Существует специальная терминология, принятая в теории реляционных БД (рис. 13). 
| № | Фамилия | Имя | Отчество | Адрес | Телефон |
| 1 | Иванов | Иван | Иванович | Ленина,12-4 | 22-22-22 |
| 2 | Петров | Петр | Петрович | Свободы,2-9 | 33-33-33 |
| 3 | Андреев | Андрей | Андреевич | Грина,34-18 | 44-44-44 |
| … |
Отношениемназывается вся таблица, отвечающая определенным свойствам (о которых более подробно – ниже). Отношение характеризуется следующими понятиями: Поле (атрибут)соответствует столбцу этой таблицы, а именно – свойствам объектов, сведения о которых хранятся в ней. Степень отношения– количество полей отношения.
Запись (кортеж)соответствует заполненной строке таблицы. Кардинальное число– количество записей в отношении в текущий момент времени. Первичный ключ– это поле (или множество полей), значения которого уникально идентифицируют записи. Значения элементов первичного ключа не должны быть пустыми. Первичный ключ не должен быть избыточен.
Например, если надо в таблицу поместить сведения о студентах, то первичным ключом может быть полеНомерЗачетнойКнижки или НомерСтуденческогоБилета, но не оба вместе. Домен– это общая совокупность значений, из которой берутся значения для конкретного поля. На практике домены часто не описывают явно, а задают типом, форматом и другими свойствами полей. Каждое поле должно быть определено на единственном домене. Для всех отношений должны выполняться следующие свойства.
- Нет одинаковых записей.
Следствие этого свойства: в отношении всегда существует первичный ключ.
- Записи неупорядочены.
- Поля не упорядочены.
- Все значения полей неделимы.
Для обозначения таблицы (отношения) и его полей условимся использовать следующую запись: ИмяТаблицы(ИмяПоля1,ИмяПоля2, …,ИмяПоляN), где будем подчеркивать поля, входящие в первичный ключ, и где N– степень таблицы (отношения).
Источник: studfile.net
Проектирование баз данных и работа с ними Веб-приложений. Введение в БД, SQL Server, ADO.NET
Презентацию к данной лекции Вы можете скачать здесь.
9.1. Проектирование баз данных
9.1.1. Понятие базы данных
Большинство автоматизированных систем тем или иным образом используют структурированную информацию. В современных приложениях такие упорядоченные данные принято хранить в базах данных – особых файлах, использование которых вместе со специальными программными средствами позволяет пользователю, как просматривать необходимую информацию, так и манипулировать ею.
Например, телефонный справочник представляет собой простейшую базу данных , в которой вся информация располагается в единственной таблице [1, 2]. Каждая запись в этой таблице содержит идентификатор конкретного человека – ФИО и его номер телефона. Таким образом, таблица состоит из записей, информация в которых разделена на несколько частей – полей (табл. 9.1).
| Иванов Иван Иванович | 532-43-12 |
| Ильин Федор Иванович | 321-32-34 |
Рассмотрим различные определения базы данных :
- Базой данных является представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов, систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины [3].
- База данных – организованная в соответствии с определенными правилами и поддерживаемая в памяти компьютера совокупность данных, характеризующая актуальное состояние некоторой предметной области и используемая для удовлетворения информационных потребностей пользователей [4].
- База данных – совокупность данных, хранимых в соответствии со схемой данных, манипулирование которыми выполняют в соответствии с правилами средств моделирования данных [5].
- База данных – некоторый набор перманентных (постоянно хранимых) данных, используемых прикладными программными системами какого-либо предприятия [6].
- База данных – совокупность взаимосвязанных данных, совместно хранимых в одном или нескольких компьютерных файлах [7].
- База данных – совместно используемый набор логически связанных данных (и описание этих данных), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации [8].
- База данных – это совокупность связанных данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования, независимая от прикладных программ [9].
Существует множество и других определений, отражающих скорее субъективное мнение тех или иных авторов о том, что означает этот термин в их понимании, однако общепризнанная единая формулировка отсутствует. Наиболее часто используются следующие отличительные признаки [10]:
- База данных хранится и обрабатывается в вычислительной системе. Таким образом, любые некомпьютерные хранилища информации (архивы, библиотеки, картотеки и т. п.) базами данных не являются.
- Данные в базе данных логически структурированы (систематизированы) с целью обеспечения возможности их эффективного поиска и обработки в вычислительной системе. Структурированность подразумевает явное выделение составных частей (элементов), связей между ними, а также типизацию элементов и связей, при которой с типом элемента (связи) соотносится определенная семантика и допустимые операции.
- База данных включает метаданные, описывающие логическую структуру БД в формальном виде (в соответствии с некоторой метамоделью ). В соответствии с ГОСТ Р ИСО МЭК ТО 10032-2007, «постоянные данные в среде базы данных включают в себя схему и базу данных . Схема включает в себя описания содержания, структуры и ограничений целостности, используемые для создания и поддержки базы данных . База данных включает в себя набор постоянных данных, определенных с помощью схемы. Система управления данными использует определения данных в схеме для обеспечения доступа и управления доступом к данным в базе данных » [5].
Из перечисленных признаков только первый является строгим, а другие допускает различные трактовки и различные степени оценки. Можно лишь установить некоторую степень соответствия требованиям к БД.
Многие специалисты указывают на распространенную ошибку, состоящую в некорректном использовании термина база данных вместо термина система управления базами данных . Эти понятия, следовательно, необходимо различать.
Система управления базами данных ( СУБД ) – это специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная для организации и ведения базы данных [11].
Таким образом, система управления базой данных ( СУБД ) – важнейший компонент информационной системы. Для создания и управления информационной системой СУБД необходима в той же степени, как для разработки программы на алгоритмическом языке необходим транслятор.
Основные функции СУБД [12]:
- управление данными во внешней памяти (на дисках);
- управление данными в оперативной памяти;
- журналирование изменений и восстановление базы данных после сбоев;
- поддержание языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).
Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты [12] (рис. 9.1):
- ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журналирование;
- процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода;
- подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД;
- сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.
Рис. 9.1. Компоненты СУБД
На рис. 9.2 приведены основные функции и содержимое компонентов обработки баз данных [13].
увеличить изображение
Рис. 9.2. Функции компонентов обработки баз данных
9.1.2. Классификация БД
Существует огромное количество разновидностей баз данных, отличающихся по различным критериям (например, в «Энциклопедии технологий баз данных» М. Р. Когаловского [4] определяются свыше 50 видов БД).
Базы данных могут быть классифицированы [10]:
- По технологии хранения:
- БД во вторичной памяти (традиционные);
- БД в оперативной памяти (in-memory databases);
- БД в третичной памяти (tertiary databases);
- Географические;
- Исторические;
- Научные;
- Мультимедийные;
- Централизованные (сосредоточенные);
- Распределенные.
Подробнее же рассмотрим классификацию БД по моделям данных .
9.1.2.1. Классификация БД по модели данных
В классической теории баз данных, модель данных есть формальная теория представления и обработки данных в системе управления базами данных (СУБД), которая включает, по меньшей мере, три аспекта [12, 14]:
- структура данных – описывает точку зрения пользователя на представление данных;
- набор допустимых операций, выполняемых на структуре данных ( модель данных предполагает, как минимум, наличие языка определения данных (ЯОД), описывающего структуру их хранения, и языка манипулирования данными (ЯМД), включающего операции извлечения и модификации данных);
- ограничения целостности – механизм поддержания соответствия данных предметной области на основе формально описанных правил.
Другими словами, структура данных определяет, что из себя логически представляет база данных, ограничения целостности определяют средства описаний корректных состояний базы данных, набор допустимых операций определяет способы перехода между состояниями базы данных (то есть способы модификации данных) и способы извлечения данных из базы данных [14].
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. Например, основой реляционных СУБД является реляционная модель данных , сетевых СУБД – сетевая модель данных и т.д.
Длительное время термин » модель данных » использовался без формального определения. Одним из первых специалистов, который достаточно формально определил это понятие, был Э. Кодд. В статье » Модели данных в управлении базами данных» [15] он определил модель данных как комбинацию трех компонентов:
- коллекции типов объектов данных, образующих базовые строительные блоки для любой базы данных, соответствующей модели;
- коллекции общих правил целостности, ограничивающих набор экземпляров тех типов объектов, которые законным образом могут появиться в любой такой базе данных;
- коллекции операций, применимых к таким экземплярам объектов для выборки и других целей.
В процессе исторического развития в СУБД использовалось следующие модели данных [12]:
9.1.2.1.1. Иерархические
Иерархическая модель базы данных состоит из объектов с указателями от родительских объектов к потомкам, соединяя вместе связанную информацию.
Организация данных в СУБД иерархического типа определяется в следующих терминах [12]:
- Атрибут (элемент данных) – наименьшая единица структуры данных. Обычно каждому элементу при описании базы данных присваивается уникальное имя. По этому имени к нему обращаются при обработке. Элемент данных также часто называют полем.
- Запись – именованная совокупность атрибутов. Использование записей позволяет за одно обращение к базе получить некоторую логически связанную совокупность данных. Именно записи изменяются, добавляются и удаляются. Тип записи определяется составом ее атрибутов. Экземпляр записи – конкретная запись с конкретным значением элементов
- Групповое отношение – иерархическое отношение между записями двух типов. Родительская запись (владелец группового отношения) называется исходной записью, а дочерние записи (члены группового отношения) – подчиненными. Иерархическая база данных может хранить только такие древовидные структуры.
Одной из наиболее популярных иерархических СУБД была Information Management System (IMS) компании IBM, появившаяся в 1968 году [13].
Источник: intuit.ru