Автоматизированные банки данных

Автоматизированные банки данных, информационные базы данных. Системы управления базами данных.

1. Понятия баз данных и банков данных. Системы управления базами данных (СУБД).

• Банки данных (БнД) – это автоматизированная система, представляющая совокупность информационных, программных, технических средств и персонала, обеспечивающих хранение, накопление, обновление, поиск и выдачу данных.
• Под данными понимают информацию, представленную в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами при возможном участии человека.

Структуру БнД составляют следующие компоненты:

• вычислительную систему, которая включает технические средства и программное обеспечение;
• базы данных;
• СУБД;
• персонал;

администратора баз данных.

База данных – совокупность специальным образом организованных (структурированных) данных и связей между ними. Если в состав БнД входит одна БД, то БнД принято называть локальным, если БД несколько – интегрированным.

• База данных должна удовлетворять следующим требованиям:
• - сокращению избыточности в хранении данных;
• - устранению противоречивости данных;
• - совместное использование данных для решения большого круга задач;
• - удобство доступа к данным;
• - безопасность хранения данных в БД, защита данных;
• - снижение затрат не только на хранение данных, но и на поддержание их в актуальном состоянии;
• - многократное использование данных при однократном их вводе.

• СУБД – специальный комплекс программ и языков, с помощью которых организуется централизованное управление базами данных и обеспечивается доступ к ним.
• Обслуживающий персонал (программисты, инженеры) контролирует работу БнД, обеспечивает взаимодействие всех его составляющих.

• Особую роль играет администратор БнД. Он управляет данными, персоналом. Важной его задачей является защита данных от разрушения и несанкционированного доступа. Администратор представляет пользователю доступ ко всей БД или ее части. Администрирование обеспечивает надежность и эффективность работы БД.

2. Архитектуры СУБД

По способу организации взаимодействия с базой данных через сеть, СУБД делят на:

• СУБД с централизованной архитектурой.
• СУБД с архитектурой файл-сервер.
• СУБД с архитектурой клиент-сервер.

• В СУБД с централизованной архитектурой СУБД и сама база данных размещается и функционирует на центральном миникомпьютере(мэйнфрейме), а пользователи получают доступ к базе данных при помощи обычных терминалов.

• В СУБД с архитектурой файл-сервер база данных хранится на сервере, а копии СУБД устанавливаются на компьютерах пользователей.
• Файл базы данных, находящийся на сервере, совместно используется всеми пользователями одновременно, при помощи сетевого программного обеспечения и самой операционной системы. Ярким примером такой архитектуры является СУБД МSAccess

• При архитектуре клиент-сервер база данных хранится на сервере, а СУБД подразделяется на две части: клиентскую и серверную. Клиентская часть СУБД выполняется на стороне клиента и обеспечивает интерактивное взаимодействие с пользователем и формирование запросов к базе данных (на языке SQL). Серверная часть работает на сервере и взаимодействует с базой данных, обеспечивая выполнение запросов клиентской части.

3. Модели баз данных.

• Сложность базы данных определяется объемом и структурой информации.
• Организация данных в БД требует предварительного моделирования, т.е. построения логической модели.
• Логическая модель – это модель, которая предназначена для систематизации (упорядочения) разнообразной информации, выявление ее свойств по структуре, объему, связям, динамике с учетом удовлетворения информационных потребностей пользователей.

• При построении логической модели выявляются объекты, процессы или сущности предметной области. Например, объектами могут быть предприятия, вкладчики, банки и т.д. Затем для каждого объекта выделяется набор характеризующих его свойств. Так, для вкладчика (физического лица)-это фамилия, имя, отчество, адрес, паспортные данные, место работы, вид и сумма вклада и т.д. Для организации, например, -наименование, адрес, расчетный счет, название банка и т.д.

• Автоматизацию работы базы данных обеспечивает СУБД. При построении логической модели выбирается один из трех подходов моделирования: иерархический, сетевой или реляционный.

• Иерархическая модель имеет структуру в виде дерева, в каждую вершину которого (кроме первой) входит только одна дуга, а из любой вершины (кроме последних) может исходить любое количество дуг. Т.е. подчиненный элемент данных всегда связан с одним исходным.
• Достоинства такой модели заключается в простоте представления предметной области, наглядности, удобстве анализа.
• Недостатки состоят в сложности добавления новых и удалении существующих записей, громоздкость описания, иногда дублированием информации.

Сетевая модель основана на представлении информации в виде графа, в котором в каждую вершину может входить любое число дуг.

• По сравнению с иерархической моделью сетевая модель обладает следующими преимуществами: возможностью отобразить взаимоотношения между объектами предметной области, непосредственный доступ к любой вершине сети. Но с ростом объема информации невозможно достичь полной независимости данных и становится сложно описывать и анализировать данные.

• И иерархическая, и сетевая модели достаточно просты, однако они имеют общий недостаток. Для того, чтобы выполнить простой запрос или выборку, необходимо написать программу, которая просматривала базу данных, двигаясь по указателям от одной записи к другой. Написание программы занимало много времени, что иногда необходимость в данных отпадала. Поэтому в 80-х гг. ХХв. произошел переход к реляционным базам данных.

• В реляционной модели вся информация представляется в виде совокупности таблиц, над которыми выполняются операции. Таблицы состоят из строк и столбцов. Строки – это записи, а столбцы (поля) представляют структуру таблицы.
• Реляционная модель обладает следующими достоинствами: наглядность представления данных, простота изменения и доступа к данным.
• Чтобы ссылаться на строки вводится понятие «ключевое поле». Это столбец, значения которого во всех строках разные.
• Подавляющее большинство СУБД, ориентированных на ЭВМ, являются системами, построенными на основе реляционной модели данных. Их называют реляционными СУБД.