5. Понятие и структура автоматизированного банка данных.

Современной формой организации информационных систем являются банки данных, которые представляют собой:

• систему информационных, математических, программных, языковых, организационных и технических средств, предназначенных для централизованного накопления и коллективного использования с целью получения необходимой информации;

• сложную информационную систему, на вход которой поступают исходные данные, а на выходе пользователь получает результатную информацию;

• информационную модель объекта, информация о котором необходима для обеспечения управления этим объектом.

Автоматизированный банк данных включает:

• вычислительную систему;

• одну или несколько баз данных;

• набор прикладных программ пользователей;

• систему управления базами данных;

• языковые средства (языки программирования, языки запросов и ответов, языки описания данных);

• методические средства (инструкции и рекомендации по созданию и функционированию банков данных, выбору системы управления базами данных);

• техническую составляющую, основой которой является компьютер, удовлетворяющий по своим техническим характеристикам определенным требованиям.

Преимущества работы с банком данных:

• повышается производительность труда пользователей и уровень удовлетворения их информационных потребностей;

• прикладные программисты освобождаются от необходимости организации данных за счет централизованного управления ими;

• обеспечивается независимость прикладных программ от данных;

• снижаются затраты на создание и хранение данных и поддержание их в актуальном состоянии;

• уменьшаются потоки циркулирующих в системе данных.

6. Классификация и функции субд

Системой управления базами данных (СУБД) называются типовые программные комплексы, предназначенные для формирования, поддержания, поиска и выдачи данных. Это сложные системы манипулирования данными, обеспечивающие создание общей базы данных для множества приложений, поддержание ее в актуальном состоянии, централизованное управление хранимыми данными, простой доступ к ним.

Классификация СУБД:

• по типу используемой модели СУБД подразделяются на иерархические, сетевые, реляционные и объектно-ориентированные;

• по характеру использования - на персональные (Peradox, Clipper, Access, VisualFoxPro) и многопользовательские (Oracl, Informix).

Персональные СУБД обеспечивают создание персональных баз данных и недорогих приложений, работающих с ними, создание приложений, работающих с сервером базы данных. Многопользовательские СУБД включают сервер базы данных и клиентскую часть, работают в неоднородной вычислительной среде, допускающей разные типы ЭВМ и различные операционные системы. На базе таких СУБД создаются информационные системы, функционирующие по технологии «клиент-сервер».

Разработчики систем не имеют единого мнения по вопросу о том, какая СУБД лучше. Одни их них отдают предпочтение одной системе управления базами данных, другие -другой, а третьи — высказываются за то, что прикладная программная система должна уметь взаимодействовать с различными СУБД по выбору пользователя, причем сторонников СУБД-независимых программ становится все больше.

Функции СУБД.

Функциями СУБД являются:

• управление данными непосредственно в базе данных. Функция обеспечивает управление и хранение входящих в базы данных, служебной информации, обеспечивающей работу СУБД;

• управление данными в памяти компьютера. Функция обеспечивает ускорение работы СУБД за счет использования буферизации данных в оперативной памяти компьютера и использования той части базы, которая необходима для решения конкретной задачи пользователем;

• управление манипуляциями над данными. Функция обеспечивает поддержку логической целостности базы данных в многопользовательских системах, выполнение ряда операций над базой данных, как над единым целым;

• управление изменениями в базе данных и протоколирование. Функция обеспечивает надежность хранения данных, возможность СУБД восстанавливать состояние базы данных в аварийных ситуациях;

• поддержка языков базы данных. Функция обеспечивает поддержку специальных языков, называемых языками баз данных. Обычно в СУБД поддерживается единый язык, содержащий все необходимые средства, начиная от создания базы данных и до обеспечения пользовательского интерфейса при работе с данными.

Перспективы развития СУБД

Сформулируем перспективы развития СУБД:

• разработка баз данных сложных объектов, обеспечивающих выполнение операций со сложно структурированными объектами;

• разработка активных баз данных, выполняющих не только действия, указанные пользователем, но и дополнительные действия в соответствии с правилами, заложенными в саму базу данных;

• разработка темпоральных баз данных, используемых в качестве надстроек над реляционной базой данных и позволяющих поддерживать исторические данные системы, обеспечивая решение задачи интеграции неоднородных баз данных в единую глобальную систему;

• разработка объектно-ориентированных баз данных, обеспечивающих проектирование сложных информационных систем, для которых технология предшествующих баз данных не была удовлетворительной;

• разработка распределенных баз данных, обеспечивающих выполнение функций хранения, управления данными в нескольких узлах и передачи данных между этими узлами в процессе выполнения запросов. В условиях децентрализации обеспечивается высокая степень одновременности обработки вследствие распределения нагрузки, улучшенное использование данных на местах при выполнении удаленных дистанционных запросов, простота и незначительные затраты на осуществление процесса управления.

Языки СУБД

СУБД является промежуточным звеном между прикладными программами и базами данных. Общение между прикладной программой и СУБД осуществляется на уровне языков описания и манипулирования данными.

Язык описания данных (ЯОД) называют языком определения данных. Описание данных средствами этого языка называется схемой базы данных и обеспечивает описание логической структуры данных и налагаемых на нее ограничений деятельности в рамках правил, регламентированных моделью данных. С помощью языка создаются описания элементов, групп и записей данных, а также взаимосвязей между ними, которые обычно задаются в виде таблиц. Язык описания данных может быть составной частью языка данных, сочетающего возможности определения данных и манипулирования ими, с его помощью создается не сама база данных, а лишь ее описание.

Язык манипулирования данными (ЯМД) предназначен для выполнения операций с базой данных, позволяет запрашивать операции над данными из базы данных, содержит набор операторов манипулирования данными, позволяющих заносить данные, удалять, модифицировать или выбирать их. Как и язык описания данных, язык манипулирования данными не обязательно выступает в качестве синтаксически самостоятельного языка СУБД.

В настоящее время имеются многочисленные примеры языков СУБД, объединяющих возможности описания данных и манипулирования ими в единых синтаксических рамках. В таких СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык, содержащий все необходимые средства для работы с базой данных и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с различными базами данных. Наиболее популярным для реляционных СУБД является язык SQL.

Некоторые СУБД располагают языками, которые помимо названных функций, обладают управляющими структурами и другими средствами, свойственными традиционным языкам программирования. Благодаря этому они могут использоваться как функционально полное средство для создания прикладных программ и для формулировки запросов пользователей к базе данных. Такие языки называют автономными языками, или языками запросов, однако для многих приложений функциональных возможностей автономных языков оказывается недостаточно. Наиболее популярными для реляционных СУБД являются языки SQL, Quel, dBase/R:Rase.

Структурированный язык запросов (SQL) обеспечивает манипулирование данными, является стандартным средством доступа к серверу базы данных.

Языки конечных пользователей позволяют разрабатывать приложения быстрее, реализовать именно те алгоритмы, которые необходимы пользователю в момент разработки приложений, снижать себестоимость программной реализации системы, упрощать весь процесс ее разработки.