Лекция 1. Базы данных и системы управления базами данных

Основные понятия

Данные - информация (факты и идеи), представленная в формализованном виде, позволяющем передавать или обрабатывать ее при помощи некоторого процесса (и соответствующих технических средств).

В последнем определении под «передачей» данных подразумевается и процесс их хранения, т.к. с теоретических позиций – хранение равносильно передаче данных, но не в пространстве, а во времени (соответственно схемы памяти рассматриваются как каналы передачи данных во времени).

В широком смысле под информацией понимают любые сведения о каком-либо событии, сущности, процессе и т.п., являющиеся объектом некоторых операций: восприятия, передачи, преобразования, хранения или использования.

Процесс осмысливания понятия информации и ее роли в жизни и деятельности человека продолжается. Понятие информации вместе с другими научными понятиями позволяет более глубоко познать законы развития материального мира. На современном этапе считается, что оно является общим для всех видов и форм движения материи и связывается с тем или иным неотъемлемым свойством или атрибутом материи [24].

Все многообразие информационных систем можно классифицировать по ряду признаков.

По средствам выполнения информационной задачи различают информационные системы ручные, механизированные и автоматизированные; по выполняемой функции – информационно-поисковые, управляющие, моделирующие, обучающие, экзаменующие и др.; по области применения – медицинские, финансовые, лингвистические и др.

Автоматизированная информационная система (АИС) – информационная система, использующая компьютер на этапах ввода, обработки и выдачи информации по различным запросам пользователей. Представляя собой развитие информационно-поисковых систем, обеспечивающих выполнение информационного поиска с помощью прикладных программ, АИС характеризуется преимуществами системного направления развития компьютерной техники:

• многофункциональностью, т.е. способностью решать разнообразные задачи; одноразовостью подготовки и ввода данных;

• независимостью процесса сбора и обновления (актуализации) данных от процесса их использования прикладными программами;

• независимостью прикладных программ от физической организации базы данных г

• развитыми средствами лингвистического обеспечения.

Для полного решения какой-либо информационной задачи в этих системах необходимо, чтобы компьютер понимал смысл текста, написанного на естественном языке, что тесно связано с проблемой искусственного интеллекта [24].

Информационное обеспечение – поддержка процессов управления, технологии, обучения, научных исследований и др. средствами систем баз данных и знаний.

Качество информационного обеспечения гарантируется за счет концентрации информации в базах данных, повышения интеллектуального уровня информационных систем средствами баз знаний. Информационное обеспечение повышает производительность труда в десятки раз, изменяет характер многих видов информационной и трудовой деятельности.

Понятие базы данных

База данных (БД) - именованная совокупность данных, отображающих состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области. Организуется так, что данные собираются однажды и централизованно хранятся (и модифицируются) в виде, доступном всем специалистам или системам программирования, которые могут их использовать.

Особенности организации данных в БД по сравнению с файловыми системами обеспечивают использование одних и тех же данных в различных приложениях, позволяют решать различные задачи планирования, исследования и управления. БД сводят к минимуму дублирование данных, прибегая к дублированию только для ускорения доступа к данным или для обеспечения восстановления БД при ее разрушении. Одна из важных черт БД – независимость данных от особенностей прикладных программ, которые их используют, а также возможность создания этих программ в такой форме, что изменение особенностей хранения, логической структуры или значений данных не требует изменения программ их обработки. Другой важной чертой БД является возможность изменения физических особенностей хранения данных без изменения их логической структуры.

Можно четко сформулировать требования к БД со стороны внешних пользователей [24]. База данных должна:

1. удовлетворять актуальным информационным потребностям пользователей, обеспечивать возможность хранения и модификации больших объемов многоаспектной информации;

2. обеспечивать заданный уровень достоверности хранимой информации и ее непротиворечивость;

3. обеспечивать доступ к данным только пользователей с соответствующими полномочиями;

4. обеспечить возможность поиска информации по произвольной группе признаков;

5. удовлетворять заданным требованиям производительности при обработке запросов;

6. иметь возможность реорганизации и расширения при изменении границ предметной области;

7. обеспечивать выдачу информации пользователям в различной форме;

8. обеспечивать простоту и удобство обращения внешних пользователей за информацией;

9. обеспечивать возможность одновременного обслуживания большого числа внешних пользователей.

Соответственно двум понятиям – «информация» и «данные» – в базах данных различают два аспекта рассмотрения вопросов: инфологический и даталогический [8, 24].

Инфологических аспект употребляется при рассмотрении вопросов, связанных со смысловым содержанием данных независимо от способов их представления в памяти системы.

Даталогический аспект употребляется при рассмотрении вопросов представления данных в памяти информационной системы.

Данные соответствуют зарегистрированным фактам об объектах реального мира. Чтобы в дальнейшем использовать эти данные, требуется их смысловое содержание – семантика данных. Поэтому в информационной системе должны быть сформулированы правила смысловой интерпретации данных.

Основное средство представления семантики данных – естественный язык. Но существует возможность использовать формализованные языки, которые позволяют более эффективно организовать обработку данных на вычислительной технике и представить необходимую семантику данных, удовлетворяющую практическим потребностям целого ряда прикладных задач. К этому классу информационных систем (автоматизированных информационных систем) относятся и системы на основе баз данных.[2].