Тема 7. Система управління базами даних

1. Основні положення

Процес розв’язування будь-якої задачі на ЕОМ є опрацювання даних за заданим алгоритмом. Даними можуть бути числа, літери, слова, прізвища, домашні телефони, адреси підприємств тощо.

Довгий час для розв’язування кожної задачі використовувалась тільки своя сукупність даних. Такий метод використання має певні недоліки, зокрема надмірність і дублювання даних. Припустимо, що для одного і того самого університету розроблено програму нарахування заробітної платні для викладачів і програму складання розкладу занять. Як дані для першої задачі використовують прізвища викладачів, їх кваліфікацію, педагогічний стаж, навчальне навантаження тощо. Водночас прізвища викладачів та їхнє навчальне навантаження є даними і для іншої задачі. Таким чином, для двох різних задач повторюються (дублюються) прізвища викладачів та їх навчальне навантаження.

База даних – це єдине, централізоване сховище даних певної предметної галузі (під предметною галуззю тут розуміють, наприклад, університет, підприємство, район тощо), до якої мають доступ багато програм. Кожна програма має доступ до конкретних даних БД за допомогою спеціальних програм, які одержали назву систем управління базами даних (СУБД).

Прикладами баз даних є: бібліотечні каталоги, записні книжка, журнали обліку успішності, журнали обліку майна галантерейної бази тощо.

Кожна програма вибирає із бази лише ті дані, які потрібні тільки для даної задачі.

Функція забезпечення незалежності даних від програм реалізує СУБД. БД містить інформацію, необхідну для розв’язування цілого комплексу задач даної установи, підприємства тощо. БД може поповнюватися новими даними, а раніше введені дані можуть змінюватися або зовсім видалятися.

Під банком даних розуміють базу даних і СУБД. Кожен рядок БД називають записом, а стовпчик – полем.

Осіб, які використовують відомості, що містяться у БД, називають користувачами. Серед багатьох категорій користувачів особливе місце займає адміністратор БД. Це ідеолог і основний конструктор БД. Ніхто, крім адміністратора не має права вносити зміни до структури БД, тобто змінювати назви полів, видаляти або вводити нові поля.

Адміністратор БД відповідає за збереження даних, розробляє заходи щодо захисту даних від руйнування, забезпечує їх вірогідність і ефективне використання.

При експлуатації великих БД у адміністратора БД може бути певний штат працівників, у тому числі системні та прикладні програмісти. Головне завдання системних програмістів полягає у контролі за функціонуванням банку даних, а також у розробці програм, що розширюють можливості СУБД. Прикладні програмісти розробляють програми опрацювання даних, що містяться в БД, відповідно до потреб, що виникають. Крім перерахованих осіб базами даних користуються спеціалісти, які не мають хорошої підготовки в галузі програмування, але які використовуються БД у своїй повсякденній роботі. До них відносяться працівники бібліотек, відділів кадрів, лікарі тощо. Цю категорію людей називають кінцевими користувачами. Кожна категорія кінцевих користувачів повинна мати доступ не до усієї БД, а лише до тієї її частини, до якої є відповідний дозвіл адміністратора бази даних. У зв’язку з цим в банках даних мають бути передбачені міри та засоби, що забезпечують захист певних даних від несанкціонованого доступу.

Банк даних з точки зору кінцевого користувача має відповідати таким основним вимогам:

• Мати можливість оновлення, поповнення і розширення БД;

• Забезпечити високу надійність зберігання інформації;

• Видавати повну і вірогідну інформацію на запити;

• Мати засоби, що забезпечують захист БД від несанкціонованого доступу.

Між елементами БД (полями і записами) існують певні зв’язки.

Залежно від характеру цих зв’язків розрізняють три типи організації БД: ієрархічний, мережний та реляційний. Для персональних комп’ютерів використовують в основному реляційні БД.

В основі реляційної БД лежить математичне поняття відношення. В теорії реляційних БД рядки називають кортежами, а стовпчики – атрибутами. У кожному відношенні виділяють атрибут, який називають ключовим, або просто ключем. Для виконання операцій над відношеннями в СУБД є спеціальні алгоритмічні мови.

СУБД – це спеціальний пакет програм, що забезпечує створення, супроводження і використання БД багатьма користувачами.

Будь-яка база даних створюється спочатку на папері, а потім вводиться в комп’ютер. Створення БД починається з визначення переліку, змісту і типу даних, що використовуються. СУБД має забезпечити введення в комп’ютер підготовлених даних, тобто імен полів, їх типів і величини.

При введенні даних одночасно забезпечується перевірка їх правильності.

Редагування даних в СУБД містить такі основні операції:

• Видалення застарілих записів;

• Заміну одних записів іншими;

• Зміну окремих даних в записах;

• Вставку у певні місця нових записів;

• Доповнення новими записами;

• Додавання нових полів, зміна їх імен тощо.

Якщо БД доступна одночасно кільком користувачам, то СУБД має забезпечити, щоб вони не заважали один одному.

Для реалізації основних функцій СУБД використовується мова маніпулювання даними, яка використовується для виконання різноманітних операцій над даними, наприклад, вибірка даних, що відповідають певним умовам; видалення певних даних і запис нових; знаходження середнього значення даних певного типу тощо.