11. Общее понятие о базах и системах управления базами данных

1) Понятия бд и субд

База данных (БД) – совокупность взаимосвязанных, специальным образом организованных данных, хранящихся во внешней памяти ЭВМ или на бумажных носителях

– это интегрированная не избыточная, совокупность взаимосвязанных данных совместного доступа, в которой размещаются данные конечного пользователя и метаданные, с помощью которых осуществляется интегрирование данных.

Система управления базами данных (СУБД) – программный продукт, совокупность языковых и программных средств, обеспечивающих централизованное управление данными в базе данных и отвечающий за работу всей БД.

Требования к БД: минимальная избыточность данных, возможность работы с большим объемом данных, поддержка достоверности хранимой информации и ее непротиворечивость, возможность поиска информации, обеспечение доступа к информации лишь нескольким людям, возможность выдачи инф-и в удобной для пользователя форме и др.

2) Модели данных определяются совокупностью взаимосвязанных структур данных, которые поддерживает СУБД на машинном носителе, и операций над этими структурами. В модели данных определяются объекты модели и связи между ними. Связь двух объектов определяет их подчиненность. Объектом модели является основной тип структуры данных из тех, которые поддерживаются СУБД. Вид модели данных, поддерживаемой СУБД, - важнейший признак классификации: иерархические, сетевые, реляционные.

Иерархические модели. Иерархические базы данных могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй — объекты второго уровня и т. д. Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня.

Сетевые модели. Логическая модель данных, являющаяся расширением иерархического подхода, строгая математическая теория, описывающая структурный аспект, аспект целостности и аспект обработки данных в сетевых базах данных. Разница между иерархической моделью данных и сетевой состоит в том, что в иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка, а в сетевой структуре данных у потомка может иметься любое число предков.

Сетевая БД состоит из набора экземпляров определенного типа записи и набора экземпляров определенного типа связей между этими записями.

Достоинства: отсутствие дублирования данных в различных объектах модели; доступ к данным практически не имеет ограничений и возможен непосредственно к объекту любого уровня; допустимы всевозможные запросы.

Реляционная модель данных (РМД) – логическая модель данных, прикладная теория построения БД-х, которая является приложением к задачам обработки данных таких разделов математики как теории множеств и логика первого порядка.

На реляционной модели данных строятся реляционные БД. Реляционная модель данных включает следующие компоненты:

- Структурный аспект (составляющая) — данные в базе данных представляют собой набор отношений.

- Аспект (составляющая) целостности — отношения (таблицы) отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена (типа данных), уровня отношения и уровня базы данных.

• Аспект (составляющая) обработки (манипулирования) — РМД поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление).

Термин «реляционный» означает, что теория основана на математическом понятии отношение (relation). В качестве неформального синонима термину «отношение» часто встречается слово таблица. «Таблица» - понятие нестрогое и неформальное и часто означает не «отношение» как абстрактное понятие, а визуальное представление отношения на бумаге или экране. Некорректное и нестрогое использование термина «таблица» вместо термина «отношение» нередко приводит к недопониманию. Наиболее частая ошибка состоит в рассуждениях о том, что РМД имеет дело с «плоскими», или «двумерными» таблицами, тогда как таковыми могут быть только визуальные представления таблиц. Отношения же являются абстракциями, и не могут быть ни «плоскими», ни «неплоскими».

- модель является логической, то есть отношения являются логическими (абстрактными), а не физическими (хранимыми) структурами;

- для реляционных баз данных верен информационный принцип: всё информационное наполнение базы данных представлено одним и только одним способом, а именно — явным заданием значений атрибутов в кортежах отношений; в частности, нет никаких указателей (адресов), связывающих одно значение с другим;

- наличие реляционной алгебры позволяет реализовать декларативное программирование и декларативное описание ограничений целостности, в дополнение к навигационному (процедурному) программированию и процедурной проверке условий.