Тема 6.1. Базы данных.Основные понятия.

Понятие базы данных, простейшие базы данных, банк данных. Системы управления базами данных (СУБД), основные функции СУБД, требования, предъявляемые к СУБД. Структура БД, виды связей. Виды моделей БД(реляционная, иерархическая, сетевая).

После завершения занятия студент должен:

• Иметь представление о теоретических основах баз данных;

Знать:

• Основные понятия: база данных, банк данных, система управления базой данных, администратор базы данных

• Виды связей между таблицами;

• Виды моделей баз данных

Понятие базы данных

Хранение информации — одна из важнейших функций компьютера. Одним из распространенных средств такого хранения являются базы данных. Понятие БД можно применить к любой информации, в которой имеются связанные по определенному признаку элементы, хранимой и организованной особым образом - как правило, в виде таблиц. По сути, БД - это некоторое подобие электронной картотеки, электронного хранилища данных, которое хранится в компьютере в виде одного или нескольких файлов.

База данных — это файл специального формата, содержащий информацию, структурированную заданным образом

База данных — это один или несколько файлов данных, предназначенных для хранения, изменения и обработки больших объемов взаимосвязанной информации.

Простейшие базы данных

Простейшие базы можно создавать, не прибегая к специальным программным средствам. Чтобы файл считался базой данных, информация в нем должна иметь структуру (поля) и быть форматирована так, чтобы содержимое соседних полей легко различалось. Простейшие базы можно создавать даже в текстовом редакторе Блокнот, то есть обычный текстовый файл при определенном форматировании тоже может считаться базой данных.

Существует по крайней мере два формата текстовых баз данных:

• с заданным разделителем;

• с фиксированной длиной поля.

Несмотря на «примитивность» таких текстовых баз данных, мощные системы управления базами данных позволяют импортировать подобные файлы и преобразовывать их в «настоящие» базы данных. Поэтому если в организации пока нет системы управления базами данных, данные можно хранить в текстовом файле, а потом, когда такая система появится, данные не пропадут и будут успешно импортированы.

Пример текстовой базы с разделителями. Разделителем является запятая.

Та же текстовая база с фиксированной длиной полей

В широком смысле слова можно сказать, что БД — это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области или разделе предметной области.

Например:

• База данных по металлам и сплавам (металлургия);

• База данных по театральным постановкам (культура);

• База данных поликлиники (медицина);

• База данных по видеофильмам (видеотека) и т. п.

Синоним термина «база данных» — «банк данных».

II. Системы управления базами данных

Базы данных используются под управлением систем управления базами данных (СУБД)

Система управления базами данных (СУБД) — это система программного обеспечения, позволяющая обрабатывать обращения к базе данных, поступающие от прикладных программ конечных пользователей.

Система управления базами данных (СУБД) – комплекс программных средств для создания баз данных, хранения и поиска в них необходимой информации.

Системы управления базами данных позволяют объединять большие объемы информации и обрабатывать их, сортировать, делать выборки по определённым критериям и т.п. Современные СУБД дают возможность включать в них не только текстовую и графическую информацию, но и звуковые фрагменты и даже видеоклипы. Простота использования СУБД позволяет создавать новые базы данных, не прибегая к программированию, а пользуясь только встроенными функциями. СУБД обеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также удобный доступ к ним.

Популярные СУБД — FoxPro, Access for Windows, Paradox.

Все СУБД поддерживают в той или иной форме четыре основных операции:

• добавить в базу данных одну или несколько записей;

• удалить из базы данных одну или несколько записей;

• найти в базе данных одну или несколько записей, удовлетворяющих заданному условию;

• обновить в базе данных значение некоторых полей.

Для менее сложных применений вместо СУБД используются информационно-поисковые системы (ИПС), которые выполняют следующие функции:

• хранение большого объема информации;

• быстрый поиск требуемой информации;

• добавление, удаление и изменение хранимой информации;

• вывод ее в удобном для человека виде.

Основные функции СУБД.

• управление данными непосредственно в БД - функция, обеспечивающая хранение данных, непосредственно входящих в БД, и служебной информации, обеспечивающей работу СУБД;

• управление данными в памяти компьютера - функция, связанная в первую очередь с тем, что СУБД работают с БД большого размера. В целях ускорения работы СУБД используется буферизация данных в оперативной памяти компьютера. При этом пользователь СУБД использует только необходимую для его конкретной задачи часть БД, а при необходимости получает новую "порцию" данных;

• управление транзакциями - функция СУБД, которая производит ряд операций над БД, как над единым целым. Как правило, такие операции производятся в памяти компьютера. В первую очередь транзакции необходимы для поддержания логической целостности БД в многопользовательских системах. Если транзакция (манипуляция над данными) успешно выполняется, то СУБД вносит соответствующие изменения в БД. В обратном случае ни одно из сделанных изменений никак не влияет на состояние БД;

• поддержка языков БД - для работы с БД используются специальные языки, в целом называемые языками баз данных. В СУБД обычно поддерживается единый язык, содержащий все необходимые средства - от создания БД до обеспечения пользовательского интерфейса при работе с данными. Наиболее распространенным в настоящее время языком СУБД является язык SQL (Structured Query Language).

Требования, предъявляемые к СУБД

Говоря о базе данных, обычно подразумевают, что информация хранится в электронном виде и доступ к ней осуществляется средствами компьютерной обработки.

К современным базам данных предъявляются следующие требования: