Базы данных. Основные понятия и определения

Человеку свойственно систематизировать информацию обо всем, что его окружает — о растениях, животных, химических элементах, механизмах. Созданы многотомные справочники по самым разным областям человеческого знания. Современные компьютерные технологии позволяют организовать хранение разнообразной информации на компьютере в электронном виде. Для хранения и обработки большого количества информации используются специальные программы, называемые системами управления базами данных (СУБД).

В истории вычислительной техники можно проследить развитие двух основных областей ее использования. Первая область - применение вычислительной техники для выполнения численных расчетов, которые слишком долго или вообще невозможно производить вручную. Развитие этой области способствовало интенсификации методов численного решения сложных математических задач, появлению языков программирования, ориентированных на удобную запись численных алгоритмов, становлению обратной связи с разработчиками новых архитектур ЭВМ. Характерной особенностью данной области применения вычислительной техники является наличие сложных алгоритмов обработки, которые применяются к простым по структуре данным, объем которых сравнительно невелик.

Вторая область, которая непосредственно относится к нашей теме, — это использование средств вычислительной техники в автоматических или автоматизированных информационных системах. Информационная система представляет собой программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий выполнение следующих функций:

§ надежное хранение информации в памяти компьютера;

§ выполнение специфических для данного приложения преобразованйй информации и вычислений;

§ предоставление пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса.

Обычно такие системы имеют дело с большими объемами информации, имеющей достаточно сложную структуру. Классическими примерами информационных систем являются банковские системы, автоматизированные системы управления предприятиями, системы резервирования авиационных или железнодорожных билетов, мест в гостиницах и т. д. Вторая область использования вычислительной техники возникла несколько позже первой. Это связано с тем, что на заре вычислительной техники возможности компьютеров по хранению информации были очень ограниченными. Говорить о надежном и долговременном хранении информации можно только при наличии запоминающих устройств, сохраняющих информацию после выключения электрического питания. Оперативная (основная) память компьютеров этим свойством обычно не обладает. В первых компьютерах использовались два вида устройств внешней памяти — магнитные ленты и барабаны. Емкость магнитных лент была достаточно велика, но по своей физической природе они обеспечивали последовательный доступ к данным. Магнитные же барабаны (они ближе всего к современным магнитным дискам с фиксированными головками) давали возможность произвольного доступа к данным, но имели ограниченный объем хранимой информации.

Эти ограничения не являлись слишком существенными для чисто численных расчетов. Даже если программа должна обработать (или произвести) большой объем информации, при программировании можно продумать расположение этой информации во внешней памяти (например, на последовательной магнитной ленте), обеспечивающее эффективное выполнение этой программы. Однако в информационных системах совокупность взаимосвязанных информационных объектов фактически отражает модель объектов реального мира. А потребность пользователей в информации, адекватно отражающей состояние реальных объектов, требует сравнительно быстрой реакции системы на их запросы. И в этом случае наличие сравнительно медленных устройств хранения данных, к которым относятся магнитные ленты и барабаны, было недостаточным.

Можно предположить, что именно требования нечисловых приложений вызвали появление съемных магнитных дисков с подвижными головками, что яви· лось революцией в истории вычислительной техники. Эти устройства внешней памяти обладали существенно большей емкостью, чем магнитные барабаны, обеспечивали удовлетворительную скорость доступа к данным в режиме произвольной выборки, а возможность смены дискового пакета на устройстве позволяла иметь практически неограниченный архив данных.

С появлением магнитных дисков началась история систем управления данными во внешней памяти. Важным шагом в развитии именно информационных систем явился переход к использованию централизованных систем управления файлами. С точки зрения прикладной программы, файл — это именованная область внешней памяти, в которую можно записывать и из которой можно считывать данные. Правила именования файлов, способ доступа к данным, хранящимся в файле, и структура этих данных зависят от конкретной системы управления файлами и, возможно от типа файла. Система управления файлами берет на себя распределение внешней памяти, отображение имен файлов в соответствующие адреса во внешней памяти и обеспечение доступа к данным.

Под базой данных следует понимать некую совокупность специальным образом организованных данных, которые хранятся на каком-либо материальном носителе. Обратите внимание на то, что это не набор разрозненных данных. Данные обязательно должны быть связаны между собой так, чтобы человек мог составить представление о каком-либо объекте, явлении или процессе.

СУБД — совокупность языковых и программных средств, предназначенных для ведения и совместного использования БД многими пользователями. Т.е. СУБД – это программные средства, с помощью которых можно создавать базы данных, наполнять их и работать с ними. Существует немало различных систем управления базами данных. К ним относятся Clipper, Paradox, FoxPro, dBase и другие.

Данные, находящиеся в одной базе данных, должны быть связаны между собой по смыслу, логически. Это достигается путем группировки (объединения) их по определенным признакам. Такой процесс получил название структурирования данных. Следует заметить, что в результате структурирования данных должна появиться база данных в компьютерном или некомпьютерном варианте. Это определяется тем, был ли при этом использован компьютер. У любой базы данных должно быть имя. База данных — именованная совокупность структурированных данных предметной области, хранящаяся на материальном носителе.

Структурирование данных — процесс объединения данных по определенным параметрам.