Современные системы управления базами данных (СУБД) и их применение

Министерство  образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Ишимский государственный педагогический институт

им. П.П. Ершова»

 

 

 

Кафедра математики, информатики и методики их преподавания

 

 

 

 

 

 

Современные системы  управления базами данных (СУБД) и их применение

 

 

Курсовая работа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                         

 

 

 

 

Работа защищена

«___» ____________ 20__г.

Оценка ________________

^{(подпись)}

 

 

 

 

Ишим, 2011

Оглавление

 

 

 

 

Введение

 

Базы данных - важнейшая  составная часть информационных систем. Информационные системы предназначены  для хранения и обработки больших  объемов информации. Изначально такие системы существовали в письменном виде. Для этого использовались различные картотеки, папки, журналы, библиотечные каталоги и т.д. Любая информационная система должна выполнять три основные функции: ввод данных, запросы по данным, составление отчетов.

Обслуживание информационных систем, реализованных в письменном (бумажном) виде, сопряжено со многими трудностями: чем больше информационная система, тем больше бумаги (карточек) и места требуется для их хранения (в этом можно убедиться на примере библиотеки); много времени тратится на поиск нужной информации. Сложности возникают при обновлении, анализе и обработке данных.

Основные идеи современной  информационной технологии базируются на концепции, согласно которой данные должны быть организованы в базы данных с целью адекватного отображения изменяющегося реального мира и удовлетворения информационных потребностей пользователей. Эти базы данных создаются и функционируют под управлением специальных программных комплексов, называемых системами управления базами данных (СУБД).

Современные информационные системы организованного управления предназначены оказывать помощь специалистам, руководителям, принимающим  решения, в получении им своевременной, достоверной, в необходимом количестве информации, созданий условий для  организации автоматизированных офисов, проведения с применением компьютеров и средств связи оперативных совещаний, сопровождаемых звуковым и видеорядом. Достигается это переходом на новую информационную технологию [3, C. 223].

Современные информационные системы, основанные на концепции интеграции данных, характеризуются огромными объемами хранимых данных, сложной организацией, необходимостью удовлетворять разнообразные требования многочисленных пользователей [1, С. 560].

Данная курсовая работа направлена на изучение представления о базах данных (БД), возможностях систем управления базами данных (СУБД) и их использовании.

Система управления базами данных предоставляет нам возможность  контролировать задание структуры  и описание своих данных, работу с ними и организацию коллективного пользования этой информацией. СУБД также существенно увеличивает возможности и облегчает каталогизацию и ведение больших объемов хранящейся в многочисленных таблицах информации. СУБД включает в себя три основных типа функций: определение (задание структуры и описание) данных, обработка данных и управление данными.

Увеличение объема и  структурной сложности хранимых данных, расширение круга пользователей  информационных систем привели к  широкому распространению наиболее удобных и сравнительно простых для понимания реляционных (табличных) СУБД. Для обеспечения одновременного доступа к данным множества пользователей, нередко расположенных достаточно далеко друг от друга и от места хранения баз данных, созданы сетевые мультипользовательские версии БД основанных на реляционной структуре. В них тем или иным путем решаются специфические проблемы параллельных процессов, целостности (правильности) и безопасности данных, а также санкционирования доступа.

В данной курсовой работе будут рассмотрены все наиболее известные в настоящее время виды систем управления базами данных, используемых в современном обществе, основные типы моделей баз данных, структура простейшей базы данных, рассмотрена работа системы управления базами данных на примере работы СУБД Access и приведен пример конкретной базы данных. Это и определило тему курсовой работы «Базы данных и системы управления базами данных»

Целью моей курсовой работы является ознакомление со всеми наиболее известными системами управления базами данных, научится создавать базы данных, рассмотреть различные способы построения баз данных.

Объект исследования- процесс создания и использования  базы данных.

Предмет исследования- механизм использования баз данных в среде MS Access.

Цель и предмет исследования определили необходимость решения следующих задач:

1)   определить какое  значение для современного общества  имеют базы данных;

2)   разработать  конкретный пример базы данных  в среде MS Access.

 

1. Основные понятия баз данных

1.1 Базы данных и системы управления базами данных

 

Цель любой информационной системы — обработка данных об объектах реального мира. Существует множество определений базы данных. Некоторые из них имеют право  на существование. Другие устарели и  не соответствуют современным представлениям. Так, в ранних определениях базы данных указывалось на их неизбыточность, отсутствие дублирования данных. На самом деле это не так. В базах данных может наблюдаться избыточность информации. Она может быть вызвана спецификой используемой модели данных, не позволяющей полностью устранить дублирование, или технологическими факторами (обеспечение большей надежности, сокращение времени реакции системы и др.). Но это должна быть управляемая избыточность, причины и цели возникновения которой известны администратору базы данных, и управляются как им, так и СУБД.

База данных - это организованная структура, предназначенная для  хранения информации. В современных  базах данных хранятся не только данные, но и информация.

Это утверждение легко  пояснить, если, например, рассмотреть  базу данных крупного банка. В ней есть все необходимые сведения о клиентах, об их адресах, кредитной истории, состояние расчетных счетов, финансовых операциях и т.д. Доступ к этой базе данных имеется у достаточно большого количества сотрудников банка, но среди них вряд ли найдется такое лицо, которое имеет доступ ко всей базе полностью и при этом способно единолично вносить в нее произвольные изменения. Кроме данных, база содержит методы и средства, позволяющие каждому из сотрудников оперировать только с теми данными, которые входят в его компетенцию. В результате взаимодействия данных, содержащихся в базе, с методами, доступными конкретным сотрудникам, образуется информация, которую они потребляют и на основании которой в пределах собственной компетенции производят ввод и редактирование данных.

База данных (БД) представляет совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных при наличии такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений; данные запоминаются так, чтобы они были независимы от использующих их программ; для добавления новых или модификации существующих данных, а также для поиска данных в базе данных применяется общий управляемый способ [2, C. 241-243].

Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро извлекать выборку с произвольным сочетанием признаков. Сделать это возможно, только если данные структурированы, т.е. если введены соглашения о способах представления данных.

Пользователями базы данных могут быть различные прикладные программы, программные комплексы, а также специалисты предметной области, выступающие в роли потребителей или источников данных, называемые конечными пользователями. В современной технологии баз данных предполагается, что создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляются централизованно с помощью специального программного инструментария — системы управления базами данных. Это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

Централизованный характер управления данными в базе данных предполагает необходимость существования  некоторого лица (группы лиц), на которое возлагаются функции администрирования данными, хранимыми в базе.

С понятием базы данных тесно  связано понятие системы управления базой данных. Это комплекс программных  средств, предназначенных для создания структуры новой базы. В мире существует множество систем управления базами данных. Широкое распространение имеют СУБД: D BASE, Ms. Access, Clipper, Lotus, Oracule, Clarion. Несмотря на то что они могут по-разному работать с разными объектами и предоставляют пользователю различные функции и средства, большинство СУБД опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий.

Чтобы обеспечить быстроту и качество поиска данных в базе, этот процесс должен быть автоматизирован. Компьютерную базу данных можно создать несколькими

способами:

• С помощью алгоритмических языков программирования, таких как Basic, Pascal, С и т.д. Данный способ применяется для создания уникальных баз данных опытными программистами.

• С помощью прикладной среды, например Visual Basic. Данный способ требует некоторых навыков работы   в программных средах и навыков программирования. С его помощью   можно   создавать   базы   данных,   требующих   каких-   то   индивидуальных особенностей  построения.  Создание  такой  базы  данных  под  силу только  опытным пользователям

• С помощью специальных  программных средств, которые называются Системами Управления Базами Данных (СУБД). Работа с такими системами  требует навыков работы с компьютером, она может быть освоена пользователями в достаточно короткие сроки.

Остановимся на третьем способе и рассмотрим, что такое СУБД.

Система управления базами данных (СУБД)- комплекс программных  средств для создания баз данных, хранения и поиска в них необходимой  информации. Основными функциями  СУБД являются:

•  Определение данных, т.е. какая именно информация будет храниться в базе данных;

•  Обработка данных. Данные могут обрабатываться самыми различными способами, т.е. их можно  сортировать, объединять данные с другой, связывающей их информацией и  вычислять итоговые значения;

•  Управление данными, т.е. разграничение прав доступа к данным. Развитие СУБД продвигалось в двух направлениях 1.Внедрение   в   имеющиеся   языки   программирования   функций   работы   с   БД. 2.Автономные системы работы с БД.

Преимущества СУБД:

1. Сокращение избыточности данных.

2.Устранение противоречий  данных.

3.Возможность параллельной работы с данными нескольких пользователей.

4.Возможность соблюдения стандартов предметной области.

5.Возможность защиты  данных.

б.Независимость данных от программ их обработки.

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 базе данных.

1.2 Классификация и виды моделей баз данных

 

По технологии обработки  данных базы данных подразделяются на централизованные и распределенные. 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 использования баз данных часто применяют в локальных сетях ПК. Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД). По способу доступа к данным базы данных разделяются 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 и клиент-сервер.

Архитектура систем БД (файл-сервер) с сетевым доступом предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов). На такой машине хранится совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети выполняют функции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользовательской системы к централизованной базе данных. Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где в основном и производится обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность информационной системы падает. Пользователи могут создавать также на рабочих станциях локальные БД, которые используются ими монопольно.

В концепции клиент-сервер подразумевается, что помимо хранения централизованной базы данных центральная машина (сервер базы данных) должна обеспечивать выполнение основного объема обработки данных. Запрос на данные, выдаваемый клиентом (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные (но не файлы) транспортируются по сети от сервера к клиенту. Спецификой архитектуры клиент-сервер является использование языка запросов SQL.