Автоматизованi БнД

Автоматизований банк даних (БнД) - це органiзацiйно-технiчна (людино-машинна) система, що представляє собою сукупнiсть iнформацiйної бази, колективу фахiвцiв i комплексу програмних i технiчних засобiв забезпечення її функцiонування, призначена для збереження, пошуку i видачi iнформацiї у виглядi, зручному для користувачiв [1, 2].

Рисунок 1.2 - Структура автоматизованого банку даних

На загальнiй схемi структури автоматизованого банку даних (рис.1.2) прийнятi такi позначення: БД - база даних; ПП - прикладнi програми користувачiв банку даних; СКБД - система керування базою даних, тобто комплекс програмних засобiв, який забезпечує завантаження iнформацiї в базу даних, реорганiзацiю та ведення бази, пошук та перетворення iнформацiї для забезпечення роботи програм користувачiв банку даних. Розглянемо бiльш детально структурнi складовi частини цього автоматизованого банку даних.

База даних. Вiдомi два пiдходи до органiзацiї iнформацiйних масивiв: файлова органiзацiя та органiзацiя у виглядi бази даних. Файлова органiзацiя передбачає спецiалiзацiю та збереження iнформацiї, орiєнтованої, як правило, на одну прикладну задачу, та забезпечується прикладним програмiстом. Така органiзацiя дозволяє досягнути високої швидкостi обробки iнформацiї, але характеризується рядом недолiкiв.

Характерна риса файлового пiдходу - вузька спецiалiзацiя як обробних програм, так i файлiв даних, що служить причиною великої надлишковостi, тому що тi самi елементи даних зберiгаються в рiзних системах. Поскiльки керування здiйснюється рiзними особами (групами осiб), вiдсутня можливiсть виявити порушення суперечливостi збереженої iнформацiї.

База даних може бути визначена як структурна сукупнiсть даних, що пiдтримуються в активному станi та вiдображає властивостi об'єктiв зовнiшнього (реального) свiту. В базi даних мiстяться не тiльки данi, але й описи даних, i тому iнформацiя про форму зберiгання вже не схована в сполученнi "файл-програма", вона явним чином декларується в базi.

База даних орiєнтована на iнтегрованi запити, а не на одну програму, як у випадку файлового пiдходу, i використовується для iнформацiйних потреб багатьох користувачiв. В зв'язку з цим бази даних дозволяють в значнiй мiрi скоротити надлишковiсть iнформацiї. Перехiд вiд структури БД до потрiбної структури в програмi користувача вiдбувається автоматично за допомогою СКБД [3].

СКБД - це складна програмна система накопичення та з наступним манiпулюванням даними, що представляють iнтерес для користувача. Кожнiй прикладнiй програмi СКБД надає iнтерфейс з базою даних та має засоби безпосереднього доступу до неї. Таким чином, СКБД вiдiграє центральну роль в функцiонуваннi автоматизованого банку даних.

Архiтектурно СКБД складається з двох великих компонент (рис.1.3). За допомогою мови опису даних (МОД) створюються описи елементiв, груп та записiв даних, а також взаємозв'язки мiж ними якi, як правило, задаються у виглядi таблиць. В залежностi вiд конкретної реалiзацiї СКБД мову опису даних пiдроздiляються на мову опису схеми бази даних (МОС) та мову опису пiдсхем бази даних (МОП). Слiд особливо зазначити, що МОД дозволяє створити не саму базу даних, а лише її опис.

Рисунок 1.3 - Архiтектура СКБД

Для виконання операцiй з базою даних в прикладних програмах використовується мова манiпулювання даними (ММД). Фактична структура фiзичного зберiгання даних вiдома тiльки СКБД.

З метою забезпечення зв'язкiв мiж програмами користувачiв i СКБД (що особливо важливо при мультипрограмному режимi роботи операцiйної системи) в СКБД видiляють особливу складову - резидентний модуль системи керування базами даних. Цей модуль значно менший вiд всiєї СКБД, тому на час функцiонування автоматизованого банку iнформацiї вiн може постiйно знаходитись в основнiй пам'ятi ЕОМ та забезпечувати взаємодiю всiх складових СКБД i програм, якi до неї звертаються.

Будь-який аналiз, необхiдний для проведення оцiнки i вибору СКБД, повинен починатись з ретельного вивчення потреб користувачiв. При цьому виконується опис зв'язкiв мiж елементами даних в базi даних, а також для оцiнки експлуатацiйних характеристик визначаються вимоги до часу виконання кожної транзакцiї.

За допомогою мови опису даних адмiнiстратор, а iнодi i iншi програмiсти описують для СКБД вмiст та структуру бази даних.

Засоби манiпулювання даними визначають методи доступу до бази даних та мову (мови), за допомогою якої вiдбувається цей доступ. Мова манiпулювання даними є засобом, який застосовується користувачами чи прикладними програмiстами для виконання операцiй над базою даних.

Нарештi, засоби манiпулювання даними визначають можливостi паралельної обробки. Для збереження цiлiсностi бази даних в умовах її одночасного використання декiлькома прикладними програмами звичайно вводяться обмеження на доступ для всiх, крiм одного, з процесiв, якi виконуються одночасно.

Основна мета застосування баз даних - забезпечити незалежнiсть логiчної бази даних та прикладних програм вiд методiв зберiгання фiзичної бази даних. При цьому способи доступу значно впливають на експлуатацiйнi характеристики банку даних.

Концепцiя баз даних припускає iнтеграцiю даних, що ранiше зберiгалися окремо. Незалежно вiд того, охоплює чи не охоплює така iнтеграцiя централiзацiю фiзичних даних, вона припускає рiст спiльного використання даних рiзними прикладними програмами та зменшення надлишковостi зберiгання одних i тих же даних.

Данi про базу даних, чи метаданi, можливо розбити на три класи: семантична iнформацiя, фiзичнi характеристики та iнформацiя про використання. Засобами автоматизацiї формування та використання метаданих являються словники даних (системи словникiв-довiдникiв даних). Перерахуємо їхнi основнi функцiї [4]:

• встановлення зв'язку мiж користувачами БД;

• здiйснення простого та ефективного керування елементами даних при вводi в систему як нових елементiв, так i при змiнi опису iснуючих;

• зменшення надлишковостi;

• усунення протирiччя даних;

• централiзацiя керування елементами даних з метою спрощення проектування БД та її розширення.

З розвитком системи необхiдно проводити контроль логiчностi та повноти даних, якi оброблюються в системi. Цей контроль полягає в перевiрцi за допомогою словника даних вiдповiдностi потокiв i елементiв даних, потокiв i джерел даних, процесiв обробки та елементiв даних.

Колектив спецiалiстiв, який забезпечує функцiонування автоматизованого банку даних, складається з адмiнiстратора, аналiтикiв, системних та прикладних програмiстiв. Взаємодiя їх мiж собою та кiнцевими користувачами показана на рис.1.4. Розглянемо детальнiше функцiї, покладенi на кожного з перерахованих спецiалiстiв.