3.4. Системы управления базами данных

3.4.1. Назначение и функции программ

Современное общество стремительно накапливает информацию. Каждая организация, фирма, предприятие, ведомство, министерство должны хранить большое количество информации, разделенной по различным признакам. Потребители должны получать необходимую информацию быстро, в достаточном количестве, но без лишних подробностей. Для этого создаются компьютерные базы данных (БД) и специальные программы-системы управления базами данных (СУБД).

СУВД - это совокупность программных и языковых средств для создания, ведения и совместного использования базы данных многими пользователями. Начало СУБД для ПЭВМ положила фирма Ashton Tate (США) выпуском в 1980 г. программы dBASE.

Основными функциями баз данных и СУБД являются:

хранение больших объемов актуальной и достоверной информации;
простота обращения пользователей к БД;
возможность внесения, изменения, удаления, сортировки и других манипуляций с данными в БД;
доступ к данным пользователей с соответствующими полномочиями;
одновременное обслуживание большого числа пользователей;
выдача информации пользователям в разной форме;
поиск информации по различным группам признаков;
необходимая производительность выдачи информации по запросам пользователей;
возможность расширения и реорганизации данных в БД при изменениях предметной области.

Перечисленные функции делают СУБД незаменимой программой во многих областях деятельности.

3.4.2. Архитектура системы управления базой данных

Архитектура СУБД показана на рис. 7. Основные компоненты СУБД: средства представления данных в БД, средства манипулирования данными, интерфейсы пользователей, администратора базы данных и коммуникаций.

Средства представления данных совместно с интерфейсами осуществляют организацию базы данных на разных уровнях абстракции данных. Различают три уровня абстракции и соответственно представления данных: физический, концептуальный и внешний (пользовательский).

Средства физического уровня учитывают характеристики конкретного ВЗУ, форматы и способы записи данных на физический носитель и др. Средства концептуального уровня отображают данные физического уровня с определенной абстракцией . Концептуальный уровень определяет модель представления данных в БД. В настоящее время применяются три модели представления данных в БД: иерархическая, сетевая и реляционная. Средства внешнего уровня преобразуют данные в форму, понятную пользователю и с которой пользователь может работать через свои интерфейсы.

В зависимости от назначения СУБД и модели представления данных в БД пользователю могут быть предоставлены следующие интерфейсы: меню, командный, многооконный, графический, стандартные языки запросов и манипулирования данными, генератор отчетов. Администратору базы данных для выполнения им своих функций предлагаются дополнительные интерфейсы: языки программирования высокого уровня, языки СУБД, генераторы интерфейсов пользователей. Коммуникационные интерфейсы обеспечивают экспорт/импорт данных в другие прикладные системы и компьютерные сети.

Обозначения: СВУ - средства внешнего уровня, СКУ - средства концептуального уровня, СФУ - средств физического уровня, ИП - интерфейсы пользователей, ИАБД - интерфейсы администратора базы данных, КИ - коммуникационные интерфейсы.

Все разновидности интерфейсов включают технические, программные и методические средства (см. 3.4.5).

Представление данных в БД на разных уровнях обеспечивается программами различного уровня машинной зависимости. На внешнем (пользовательском) уровне используются языки запросов и манипулирования данными и языки программирования высокого уровня. Для работы на физическом уровне необходимы машинно-зависимые языки. Концептуальный уровень требует применения тех и других языков.