ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМЫ БАЗ ДАННЫХ

ВВЕДЕНИЕ

КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ БАЗ ДАННЫХ.

КОНЦЕПЦИЯ БАЗЫ ДАННЫХ.

ВВЕДЕНИЕ

Основной компонентой информационной системы является хранящийся в ней запас информации, причем информация определенным образом организована.   Эксплуатация информационной системы сводится к ограниченному числу процедур: обновлению информации, информационному поиску и обработке найденной информации. Начиная с 50-60х годов многие промышленные, коммерческие, правительственные и другие организации в развитых странах стали накапливать и хранить данные в виде отдельных файлов, доступных для автоматизированной обработки. По мере возникновения новых потребностей ими создавались все новые и новые файлы. Отдельные группы внутри организаций разрабатывали собственные приложения, накапливая необходимые данные в частных файлах. Прикладные программы разрабатывались с учетом уже имеющихся файлов данных и наоборот; много информации неявным образом содержалось в организации взаимосвязи между программой и файлом.

Постепенно организации осознавали необходимость централизованного управления данными и приложениями. понимание этой необходимости приходило различными путями. Во-первых, руководители высшего уровня очень быстро обнаружили, что требуемую для принятия решений информацию не так-то легко получить. Чтобы выполнить запрос на информацию, необходимо было написать прикладную программу, способную обработать несколько частных файлов, каждый со своим собственным форматом, и составить на их основе необходимы отчет. Руководитель зачастую был вынужден отказываться от запроса из-за того, что за время, в течение которого информация могла быть получена, она становилась бесполезной, или из-за того, что ценность информации не соответствовала затратам на ее получение. Во-вторых, принятие решений сдерживалось отсутствием целостности данных. Выдаваемые компьютерами отчеты имели много расхлждений по той причине, что одни и те же данных имели разные значения. Это было вызвано дублированием данных, накапливаемых в частных файлах, и возможностью непоследовательного проведения их обновления. И наконец, в-третьих, развитие компьютерной техники подошло к тому уровню, когда стало возможным проектировать, накапливать и систематизировать большие объемы данных.

База данных может быть определена как совокупность предназначенных для машинной обработки данных, которая служит для удовлетворения нужд многих пользователей в рамках одной или нескольких организаций. База данных ориентирована на интегрированные требования всех членов организации, а не на одну программу, как это было с частными файлами данных. Информация уже не скрыта в сочетании "файл-программа”: вся информация хранится явным образом в базе данных, а различные программы могут по-разному использовать одни и те же данные. Для любой программы все данные, кроме своих, "прозрачны”, т.е. она их просто не замечает.

Базы данных являются одними из основных компонентов автоматизированных систем различных уровне и типов (АСУП – автоматизированных систем управления предприятиями, АСУ ТП – автоматизированных систем управления технологическими процессами, АСНИ – автоматизированных систем научных исследований и т.п.). Они созданы и создаются во всех сферах деятельности, начиная от предприятий, банков, административных служб и кончая всевозможными тренажерами и справочниками.

Теория баз данных является самостоятельной научной дисциплиной, обладающей собственным понятийным аппаратом, разветвленной проблематикой и предметом исследования, концептуальными подходами и фундаментальными теоретическими результатами. В теории баз данных естественным образом нашли применение достижения смежных отраслей информатики – операционных систем, языков и технологии программирования, искусственного интеллекта. Активно используется здесь и математический аппарат, прежде всего теория множеств, алгебра логики и теория графов.

Наряду с научными основами получила массовое распространение практическая технология баз данных. Созданы методология проектирования и эксплуатации баз данных, а также развитиые инструментальные средства для разработчиков баз данных, для администраторов таких систем, для разнообразных по характеру потребностей и по уровню квалификации категорий пользователей. Возникла крупная отрасль индустрии программного обеспечения, выпускающая, в первую очередь, системы управления базами данных (СУБД) и сопутствующий им программный инструментарий в виде смежных продуктов различного назначения.

Области применения баз данных: моделирование, системы автоматизированного проектирования, управление производством, геоинформационные системы, обработка изображений, планирование, издательское дело, гипертекстовые системы, мультимедиа, имитационное моделирование, финансы, автоматизация офисной деятельности, экспертные системы, телекоммуникации и Интернет, и др.

 В начало

КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ БАЗ ДАННЫХ

Как уже отмечалось выше, система баз данных —это компьютеризированная система, основная цель которой — со­держать информацию и предоставлять ее по требованию. К информации может отно­ситься все, что заслуживает внимания отдельного пользователя или предприятия, ис­пользующего систему; иначе говоря, все необходимое для текущей работы данного пользователя или предприятия.

На рис. 2 показана весьма упрощенная схема системы баз данных. Здесь отражено четыре главных компонента системы, а именно: данные, аппаратное обеспечение, программное обеспечение и пользователи. Каждый из этих компонентов кратко рас­сматривается ниже. 

Данные

Системы баз данных могут быть однопользовательские и многопользова­тельские. Однопользовательская система (single-user system) — это система, в которой в одно и то же время к базе данных может получить доступ не более одного пользователя; многопользовательская система (multi-user system) — это система, в которой к базе дан­ных могут получить доступ сразу несколько пользователей. Основная задача большинства многопользовательских систем — позволить каждому отдельному поль­зователю работать с системой как с однопользовательской. Различия между многопользова­тельской и однопользовательской системами проявляются в их внутренней структуре и пото­му практически не видны конечному пользователю.

В общем случае данные в базе данных явля­ются интегрированными и общими. Эти два аспекта, интеграция и разрешение общего доступа, представляют собой наиболее важное преимущество использования систем баз данных.

• Под понятием интегрированные данные подразумевается возможность представить базу данных как объединение нескольких отдельных таблиц, полностью или частично не перекрывающихся. Например, база данных может содержать таблицу СОТРУДНИКИ, включающую имена сотрудников, адреса, отделы, зарплату и т.д., и таблица РЕГИСТРАЦИЯ, представляющая регистрацию сотрудников на курсах обучения (рис. 3). Допустим, что для контроля процесса обучения необходимо знать отдел каж­дого зачисленного на курсы сотрудника. Совершенно очевидно, что нет необходимости включать такую информацию в таблицу РЕГИСТРАЦИЯ, поскольку ее всегда можно полу­чить путем обращения к таблице СОТРУДНИКИ.

Рис. 3. Таблицы СОТРУДНИКИ и РЕГИСТРАЦИЯ

• Под понятием общие данные подразумевается возможность использования отдельных областей данных в базе данных несколькими различными пользователями, т.е. каждый из этих пользователей может иметь доступ к одной и той же области данных (причем различные пользователи могут использовать эти данные для разных целей). Различные пользователи могут иметь доступ даже к одной и той же об­ласти данных в одно и то же время (одновременный доступ). В приведенном выше примере информация об отделе в таблице СОТРУДНИКИ может разделяться (совместно ис­пользоваться) пользователями отдела кадров и отдела обучения; причем эти две группы пользователей могут использовать такую информацию для разных целей, как обычно и происходит.

Одним из следствий интегрированности базы данных является то, что любой кон­кретный пользователь обычно имеет отношение к какой-то небольшой части всей базы данных (кроме того, эти части, связанные с различными пользователями, могут перекры­ваться многими способами). Иначе говоря, такая база данных может восприниматься различными пользователями по-разному. На самом деле, даже два пользователя одной и той же общей области базы данных могут иметь значительно отличающиеся взгляды на эту область.