Системы управления базами данных

Содержание

Введение………………………………………………………………………………………….3

Глава 1. Теоретические аспекты СУБД…………………………………………………….4

                     1.1.Основные понятия баз данных………………………………………………..4

                     1.2 Функции и компоненты СУБД………………………………………………..7

Глава 2. Виды и типы баз  данных……………………………………………………………8

                     2.1 Классификация баз данных……………………………………………………8

                     2.2  Типы СУБД…………………………………………………………………12

Заключение……………………………………………………………………………………15

Список литературы………………………………………………………………………….16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

      Развитие  средств вычислительной техники  обеспечило для создания и  широкого использования систем  обработки данных разнообразного  назначения. Разрабатываются информационные  системы для обслуживания различных  систем деятельности, систем управления  хозяйственными и техническими  объектами, модельные комплексы  для научных исследований, системы  автоматизации проектирования и  производства, всевозможные тренажеры  и обучающие системы. Одной  из важных предпосылок создания  таких систем стала возможность  оснащения их "памятью" для  накопления, хранения и систематизации  больших объемов данных. Другой  существенной предпосылкой нужно  признать разработку подходов, а  также создание программных и  технических средств конструирования  систем, предназначенных для коллективного  пользования. В этой связи потребовалось  разработать специальные методы  и механизмы управления такого  рода совместно используемыми  ресурсами данных, которые стали  называться базами данных. Исследования  и разработки, связанные с проектированием,  созданием и эксплуатации баз  данных, а также необходимых для  этих целей языковых и программных  инструментальных средств, привели  к появлению самостоятельной  ветви информатики, получившей  название системы управления  данными.

Такие программные комплексы  выполняют довольно сложный набор  функций, связанный с централизованными  управлениями, данными в базе данных интерфейсах всей совокупности ее пользователей. По существу, система управления базами данных служит посредником между  пользователями и базой данных. В  настоящее время разработаны  и используются на персональных компьютерах  около двадцати систем управления базами данных.¹

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1.Теоретические  аспекты СУБД

1. Основные понятия баз данных

 

В настоящее время жизнь  человека настолько насыщена различного рода информацией, что для ее обработки  требуется создание огромного количества хранилищ информации различного назначения.

Современные информационные системы характеризуются огромными  объемами хранимых данных, сложной  организацией, необходимостью удовлетворять  разнообразные требования многочисленных пользователей.

Основой информационной системы  является база данных.

Целью любой информационной системы является обработка данных об объектах реального мира.

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

Кроме того, база данных – это хранилище данных для совместного использования. При автоматизации деятельности человека происходит перенос реального мира в электронный формат. Для этого выделяется какая-то часть этого мира и анализируется на предмет возможности автоматизации. Она называется предметной областью и строго очерчивает круг объектов, которые изучаются, измеряются, оцениваются и т.д. В результате этого процесса выделяются объекты автоматизации и определяются реквизиты, по которым данные объекты оцениваются.

Результатом данного процесса становится база данных, которая описывает  конкретную часть реального мира со строго определенных позиций. Итак, оценивая все вышесказанное, можно  сказать, что:

Предметная область – это часть реального мира, подлежащего изучению для организации управления и автоматизации.

Объект – это элемент предметной области, информацию о котором мы сохраняем.

Реквизит (атрибут) – поименованная характеристика объекта. Он показывает, какая информация об объекте должна быть собрана.

Объектами могут быть:

• люди, например, перечисленные в какой-либо платежной ведомости или являющиеся объектами учетов органов внутренних дел;
• предметы, например, номерные или имеющие характерные отличительные особенности вещи, средства автомототранспорта;
• построения – воображаемые объекты;
• события.

Базы данных выполняют  две основные функции. Они группируют данные по информационным объектам и  их связям и предоставляют эти  данные пользователям.

Данные – это формализованное представление информации, доступное для обработки, интерпретации и обмена между людьми или в автоматическом режиме.

Информация может храниться  в неструктурированном виде, например, в виде текстового документа, где  данные об объектах предметной области  записаны в произвольной форме:

Студент Иванов Иван родился 4 апреля 1981 года, обучается в 411 группе, номер его зачетной книжки 200205; студент  Виктор Сидоров 06.08. 1982г.р., имеет зачетную книжку №200213, обучается в 413 группе; Женя Петров, родился в 1982 году 25 марта, номер зачетной книжки 200210, обучается  в 411 группе.

В качестве предметной области  в данном примере может быть представлена сфера деятельности деканата факультета по учету студентов. Объектами этой предметной области выступают как  сами студенты, так и данные их номеров  зачетных книжек.

Структурированный вид хранения информации предполагает введение соглашений о способах представления данных. Это означает, что в определенном месте хранилища могут находиться данные определенного типа, формата и содержания. Указанная выше информация о гражданах Петрове, Сидорове и Иванове в структурированном виде будет выглядеть следующим образом:

 

№	Фамилия	Имя	Дата рождения	Учебная группа	№ зачетной книжки
1	ИВАНОВ	ИВАН	04.04.1981	411	200205
2	ПЕТРОВ	ЕВГЕНИЙ	25.03.1982	411	200210
3	СИДОРОВ	ВИКТОР	06.08.1982	414	200213

Табл. 1. Пример структурированных  данных

 

Представление информации в  таблице – наилучший способ структурирования данных. Все данные записаны в клеточках  таблицы по определенным правилам –  форматам, одинаковым для всего столбца. Все столбцы имеют названия. Кроме  этого нетрудно заметить, что фамилии  студентов записаны по алфавиту, при  этом для записей имен и фамилий  используются заглавные буквы. Каждая строка таблицы имеет порядковый номер.

Автоматизировать обработку  данных, которые хранятся в неструктурированном  виде сложно, а порой и просто невозможно. Поэтому вырабатывают определенные соглашения о способах представления  данных. Обычно это делает разработчик  базы данных. В результате все реквизиты  имеют одинаковый вид и тип  данных, что делает их структурированными и позволяет создать базу данных. В результате можно сказать, что:

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

Обрабатывает структурированные  данные централизованный программный  механизм, который называется системой управления базами данных.

Система управления базами данных (СУБД) – это программный механизм, предназначенный для записи, поиска, сортировки, обработки (анализа) и печати информации, содержащейся в базе данных.

В компьютерной базе данных информация представляется в виде таблицы, очень похожей на электронную таблицу. Названия столбцов, представляющих «шапку» таблицы, называют именами полей или реквизитами, а сами столбцы - полями. Данные в полях называют значениями реквизитов или значениями полей. Для описания поля, кроме его имени, используются следующие характеристики и свойства полей:

Тип поля. Подобно электронной таблице, работающей с тремя типами полей: текстовой, числовой и формула, в таблицах используется несколько большее количество типов полей.

Длина поля – максимально возможное количество символов.

Точность (для числовых типов полей) – количество знаков после запятой.

Маска ввода – форма средства автоматизации ввода, в которой вводятся данные в поле. Например, одно и то же значение имеют поля даты: 03.03.95 или 03.03.1995, или 03 – март – 1995, но отличаются по формату.

Сообщение об ошибке – текстовое сообщение, которое выдается в поле при попытке ввода ошибочных данных.

Условие на значение – ограничение, используемое для проверки правильности ввода данных.

Пустое и обязательное поле – свойство поля, определяющее обязательность заполнения поля при наполнении базы данных.

 

1.2 Функции и компоненты  СУБД

Основные функции СУБД:

1. Определение данных. СУБД должна допускать определения данных (внешние схемы, концептуальную и внутреннюю схемы, соответствующие отображения). Для этого СУБД включает в себя языковый процессор для различных языков определений данных.
2. Обработка данных. СУБД должна обрабатывать запросы пользователя на выборку, а также модификацию данных. Для этого СУБД включает в себя компоненты процессора языка обработки данных.
3. Безопасность и целостность данных. СУБД должна контролировать запросы и пресекать попытки нарушения правил безопасности и целостности.
4. Восстановление данных и дублирование. СУБД должна обеспечить восстановление данных после сбоев.
5. Словарь данных. СУБД должна обеспечить функцию словаря данных. Сам словарь можно считать системной базой данных, которая содержит данные о данных пользовательской БД, т.е. содержит определения других объектов системы. Словарь интегрирован в определяемую им БД и, поэтому, содержит описание самого себя.
6. Производительность. СУБД должна выполнять свои функции с максимальной производительностью.

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

• ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию;
• 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;
• а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

 

Глава 2. Виды и типы баз  данных

 

2.1 Классификация  баз данных

Многообразие характеристик  и видов баз данных порождает  многообразие классификации. Рассмотрим основные виды классификации.

По технологии обработки  данных базы данных подразделяются на централизованные и распределенные.

Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы, к которой подключены несколько других компьютеров.

Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ПК компьютерной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).

По способу доступа  к данным базы данных подразделяются на базы данных с локальным доступом и базы данных с удаленным (сетевым) доступом. Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагают различные архитектуры подобных систем:

• Файл – сервер. Согласно этой архитектуре в компьютерной сети выделяется машина – сервер для хранения файлов централизованной базы данных. Файлы базы данных могут быть переданы на рабочие станции для обработки: ввода, корректировки, поиска записей. При большой интенсивности доступа к одним и тем же файлам производительность системы падает. В этой системе сервер и рабочие станции должны быть реализованы на достаточно мощных компьютерах. На данный момент файл – серверные СУБД считаются устаревшими.
• Клиент – сервер – архитектура, используемая не только для хранения файлов централизованной базы данных на сервере, но и выполняющая на том же сервере основной объем работы по обработке данных. Таким образом, при необходимости поиска информации в базе данных рабочим станциям – клиентам передаются не файлы данных, а уже записи, отобранные в результате обработки файлов данных. Такая архитектура позволяет использовать маломощные компьютеры в качестве рабочих станций, но обязательно в качестве сервера используется очень мощный компьютер.