Базы данных и системы управления базами данных

Современная организационная структура предприятия строится на основе банков данных, которые включают в свой состав вычислительную систему, одну или несколько баз данных (БД), систему управления базами данных (СУБД), прикладное программное обеспечение и пользовательские приложения.

Основными функциями банков данных являются:

· хранение данных и их защита;

· изменение (обновление, добавление, и удаление) хранимых данных;

· поиск и отбор данных по запросам пользователей;

· обработка данных и вывод результатов в нужной форме.

База данных обеспечивает хранение информации и представляет собой поименованную совокупность структурированных данных, организованных по определенным правилам, включающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными.

Приложения служат для обработки данных, проведения вычислений и формирования выходных документов в виде отчётов на основе правил документоведения принятых на предприятии.

Приложения обеспечивают автоматизацию обработки данных некоторой предметной области и могут создаваться как в среде СУБД, так и вне ее с помощью системы программирования, например, Delphi или C++Builder, использующей средства доступа к БД.

Разработка приложения включает этапы проектирования:

· проектирование структуры БД;

· создание БД (формирование и связывание таблиц, ввод данных, выполнение стандартных расчётов);

· создание меню приложения;

· создание запросов;

· создание экранных форм, отчетов;

· генерация приложения как исполняемой программы.

СУБД представляет собой пакет прикладных программ и совокупность языковых средств, предназначенных для создания, сопровождения и использования БД.

Основной составной частью СУБД является ее ядро – управ­ляющая программа для автоматизации всех процессов, связанных с обращением к базам данных. После запуска СУБД ее ядро по­стоянно находится в основной памяти и организует обработку данных, управляет очередностью выполнения операций, взаимо­действует с прикладным программным обеспечением и операци­онной системой, контролирует завершение операций доступа к БД.

Ядро выполняет следующие функции:

· управление данными во внешней памяти;

· управление буферами оперативной памяти (рабочими областями, в которые осуществляется подкачка данных из внешней памяти для повышения скорости работы);

· организацию параллель­ного выполнения запросов;

· управление транзакциями.

Транзакция – группа последовательных операций, которая представляет собой логическую единицу работы с данными. Транзакция может быть выполнена либо целиком и успешно, соблюдая целостность данных и независимо от параллельно идущих других транзакций, либо не выполнена вообще и тогда ни одно из изменений не отразится в БД.

Целостность данных – свойство, означающее, что БД содержит полную и непротиворечивую информацию, необходимую и достаточную для корректного функционирования приложений. Поддержание целостности БД может рассматриваться как защита данных от ошибочных изменений или разрушений.

Язык современной СУБД включает подмножества команд, которые разбиваются на следующие группы: язык описания данных, язык манипулирования данными. Стандартным языком реляционных СУБД, обеспечивающим доступ к серверу БД, является структурированный язык запросов SQL (Structured Query Language).

Сервером определенного ресурса в компьютерной сети называется компьютер (программа), управляющий этим ресурсом, клиентом – компьютер (программа), использующий этот ресурс. В качестве ресурса сети могут выступать БД, файловые системы, службы печати, почтовые службы. Тип сервера определяется видом ресурса, которым он управляет, например, если ресурс – БД, то соответствующий сервер называется сервером БД.

По технологии хранения БД различаются как:

· распределенные, состоящие из нескольких частей и хранимые на различных компьютерах;

· централизованные, размещающиеся в памяти одной вычислительной системы.

Распределённая БД состоит из набора узлов, связанных коммуникационной сетью, в которой:

- каждый узел – это полноценная СУБД;

- узлы взаимодействуют между собой таким образом, что пользователь любого из них может получить доступ к любым данным в сети так, как будто они находятся на его собственном узле.

По способу доступа к централизованной БД различают системы файл-сервер и клиент-сервер:

· в системе файл-сервер одна из вычислительных машин служит хранилищем централизованной БД, а доступ к базе осуществляется с других машин, которые носят название рабочих станций. Файлы БД передаются на рабочие станции, где производится их обработка средствами СУБД. Для этой архитектуры характерен коллективный доступ к общей базе данных на файловом сервере;

· в системе клиент-сервер кроме хранения базы данных на центральную машину ложатся и функции обработки данных, а на клиентских машинах выполняется только представление информации. Запрос на обработку данных выдается клиентом и передается по сети на сервер баз данных, где осуществляется поиск. Обработанные данные транспортируются по сети от сервера к клиенту.

По способу организации данных БД бывают фактографическими и документальными:

· фактографические БД содержат сведения об описываемых объектах, представленные в строго определенном формате. В БД библиотеки о каждой книге хранятся библиографические сведения: год издания, автор, название. Текст книги в БД содержаться не будет. В БД отдела кадров учреждения хранятся анкетные данные сотрудников: фамилия, имя, отчество; год и место рождения. Для фактографической базы характерны соответствия «элемент = файл» – для каждого адресата создаётся свой компьютерный файл. Характерной особенностью фактографических БД является то, что они работают не с текстом, а с фактическими сведениями, которые представлены в виде записей. На их базе создаются справочники, системы анализа и управления предприятиями, бухгалтерские системы;

· документальные БД предназначены для работы с документами на естественном языке: книги, тезисы, статьи. Наиболее распространенными являются информационно-поисковые системы (ИПС), которые предназначены для накопления и поиска документов по различным критериям. В состав ИПС входят: программные средства, поисковый массив документов и средства поддержки информационного языка этой системы.

Современные БД можно разделить по категориям использования:

· СУБД персонального направления, предназначенные для работы с информационными массивами в небольших компаниях – MS Access и Borland Interbase;

· Программные продукты корпоративного направления – Oracle и MS SQL Server;

· СУБД для Web, реализующих создание web-сайтов с неболь­шими базами данных – MySQL и Borland Interbase.