Система управления базами данных
Система
управления базами данных (СУБД)
План
язык программа данные банк
1.
Предназначение и задачи СУБД. Языки общения
.
Виды обеспечений используемых в СУБД
.
Принципы построения банка данных
1. Предназначение и задачи СУБД. Языки общения
СУБД - это совокупность программ и языковых
средств (специальных языков описания и манипулирования данными),
предназначенных для создания, ведения и использования баз данных.
СУБД - является средством организации доступа к
базам данных и при этом не решает прикладных задач. Обработка найденных СУБД,
сложные вычисления формирования выходных документов по заданной форме
выполняются с помощью прикладных программ, составленных с использованием языков
манипулирования данными.
База данных решает следующие задачи:
хранение информации и организация защиты;
изменение хранимых данных (обновление,
добавление, удаление);
поиск и отбор данных по запросам пользователей и
прикладных программ;
вывод данных в заданной форме.
В процессе функционирования каждый пользователь
обращается к БД с помощью специального языка общения с ней.
Для прикладного программиста средства этого
языка должны быть ориентированы на язык программирования, использующийся при
написании программ. Такой язык общения получил название языка манипулирования
данными.
Язык общения конечных пользователей -
должностных лиц органов управления не должен быть связан с языком
программирования. В качестве такого языка чаще всего выступает разновидность
формализованного языка, называемого языком запросов.
. Виды обеспечений используемых в СУБД
Говоря о «банке данных» имеется в виду несколько
баз данных, в том числе, технических, программных, лингвистических и
информационных средств их формирования и ведения, а также о коллективе
специалистов обеспечивающих его функционирование.
Математическое обеспечение БД - представляет
собой совокупность методов, способов, математических моделей и алгоритмов
управления БД и решения прикладных задач.
Программное обеспечение БнД охватывает базовое
программное обеспечение - операционные системы компьютеров, используемых для
работы банка данных, сетевое и телекоммуникационное программное обеспечение,
так как банк данных должен работать и в локальной, и в глобальной сети, базовую
СУБД, которая должна быть единой для конкретного банка данных, иначе банк
данных превратится в разрозненную совокупность отдельных информационных систем,
плохо стыкующихся между собой.
Информационное обеспечение БнД - представляет
собой совокупность системы классификации и кодирования информации, входных
документов и вспомогательных информационных массивов.
Лингвистическое обеспечение БнД содержит
множество языков, используемых в СУБД, а также набор различных словарей
образующих словарный состав информационной системы.
Организационное обеспечение БнД представляет
собой комплекс мероприятий и руководящих документов, направленных на
организацию повседневной эксплуатации БнД и эффективное информационное
обслуживание пользователей.
Примерами банков данных могли бы служить:
банк данных «таможенная информация по экспорту и
импорту»;
банк данных «нарушений таможенных правил»;
банк данных «поступлений таможенных платежей»;
банк данных «нормативно-правовых актов ГТК
России (ФТС)»
Данные формулировки фактически определяют цели
информационных систем и достаточно точно отражают требуемое информационное
наполнение БнД.
Банк данных предполагает накопление и хранение
информации в течение нескольких лет. Поэтому очень важно заранее определить для
БнД стабильное информационное направление, которое по возможности не должно
терять актуальность и изменять структуру с течением времени. Может меняться
структура входной информации, но структура самого БнД должна быть
спроектирована так, чтобы оставаться стабильной.
Банк данных является автоматизированной
информационной системой общего назначения, которая должна функционировать и
использоваться как самостоятельно, так и в рамках информационно-расчетных
систем.
К банкам данных предъявляются следующие
требования:
адекватность информации состоянию предметной
области;
надежность функционирования;
быстродействие и производительность;
простота и удобство использования;
защита информации;
возможность расширения.
В основе построения банков данных лежат
определенные научные принципы, позволяющие создавать высококачественные
системы, отвечающие современным требованиям. Выбор принципов и их воплощение в
конкретной системе составляют основу проектирования. Создание такой сложной
автоматизированной системы, как банк данных, определяется общей
закономерностью: требования порождают принципы, принципы формируют систему,
система дает эффект. Перечень основных (рис.1) из множества используемых
принципов можно выделить наиболее существенные, занимающие высший уровень
иерархии - принцип интеграции данных и принцип централизации управления ими.
Оба принципа определяют суть банка данных: интеграция является основой
организации БД, централизация управления - основой организации и
функционирования СУБД.
Остальные принципы в той или иной степени
связаны с основными, некоторые из них являются их следствием либо одним из
возможных путей реализации.
Так, например, интеграция данных предполагает
взаимозависимость данных, что в свою очередь, вместе с принципом композиции
позволяет свести избыточность данных к минимуму, т.е. добиться высокой степени
неизбыточности данных.
Интеграция данных. Суть этого принципа состоит в
объединении отдельных, невзаимосвязанных данных в единое целое. В роли единого
информационного массива выступает база данных.
Целостность данных. Этот принцип отражает
требования адекватности хранимой в БД информации состоянию предметной области:
в любой момент времени данные должны в точности соответствовать свойствам и
характеристикам объектов. Нарушение целостности возникает вследствие искажения
или даже разрушения (стирания) всех или части данных, а также как результат
записи в базу данных неверной информации.
Искажение данных происходит по причине
некорректного выполнения программ, операторами, предусматривающие изменение
содержимого записей БД. Выдача искаженной информации приводит к тяжелым
последствиям. Поэтому поддержание целостности данных является одной из
важнейших задач любой информационной системы. Поддержание целостности
достигается контролем входной информации, периодической проверкой хранимых в БД
данных, применением специальной системы восстановления данных, а также рядом
других мероприятий.
Независимость данных. Одним из серьезных
недостатков информационных систем ранних разработок была зависимость прикладных
программ от данных. В таких системах любые изменения в логической или
физической организации информационных массивов неизбежно приводили к
необходимости коррекции прикладных программ. В банках данных, в которые
периодически вносятся изменения в организацию без данных, переделка множества
прикладных программ привела бы к большим временным и экономическим потерям.
Достижение независимости данных позволяет
сократить это потери.
Под независимостью данных будем понимать
независимость прикладных программ от хранимых данных, при которой любые
изменения в организации данных не требуют коррекции этих программ.
Независимость обеспечивается централизацией управления данными,
многоуровневостью архитектуры БД и отделением описания данных от процедур
обработки данных.
Абсолютной независимости на сегодняшний день в
современных системах достичь не удается.
Неизбыточность данных. Под избыточностью
понимается дублирование данных. В противоположность этому неизбыточность - это
состояние данных, когда каждое из них присутствует в информационном массиве в
единственном экземпляре. Избыточность может иметь место как на логическом
уровне, когда в структуре данных повторяются одни и те же типы данных, так и на
физическом уровне, когда данные хранятся в двух или более экземплярах. Принцип
интеграции позволяет свести избыточность к минимуму.
Непротиворечивость данных. Под непротиворечивостью
понимается смысловое соответствие между данными. Это состояние базы данных, при
котором хранимые в ней данные не противоречат друг другу.
Связность данных. Принцип связности заключается
в том, что данные в БД взаимосвязаны, и в связи отражают отношения между
объектами предметной области. Множество связей и множество типов данных
образуют структуры данных.
Централизация управления данными.
Принцип централизации управления состоит в
передаче всех функций управления данными единому комплексу управляющих программ
СУБД. При этом все операции, связанные с доступом к БД, выполняются не
прикладными программами, а ядром СУБД на основе информации, полученной от этих
прикладных программ.
Перечисленные выше принципы построения банков
данных фактически реализованы в СУБД ORACLE, и при правильном применении
технологии разработки информационных систем - они не могут быть нарушены. Это
относится и к интеграции данных, и к независимости данных от прикладных
программ, ровно как и к неизбыточности, непротиворечивости и связности данных.