5. Склад реляційної бази даних

Концепція реляційної бази даних розробив у 1970 році співробітник фірми IBM Е.Ф. Кодд. У 1982 році тільки 7% проданих програмних продуктів (СУБД) були реляційними, а у 1986 році – доля проданих реляційних СУБД склала більше 70%. В наш час майже всі продукти СУБД є реляційними.

Для персональних ЕОМ використовують в основному реляційні бази даних, в основі яких знаходиться математичне поняття відношення (від англ.. слова relation). Відношення представляється у вигляді двовимірних таблиць і зберігається в комп’ютері у певному файлі бази даних.

	Поле 1	Поле 2	…….	Поле n
Запис 1
Запис 2
…….
Запис n

Рядок таблиці відповідає запису у файлі бази даних, а стовпчик – полю. В теорії реляційних баз даних рядки називають кортежами, а стовпчики – атрибутами. Список імен атрибутів відношення називають схемою відношення.

Відповідність між перерахованими поняттями можна представити таким чином:

Таблиця	Рядок	Стовпчик
Відношення	Кортеж	Атрибут
Файл	Запис	Поле

У кожному відношенні виділяють один атрибут, який називають ключовим, або просто ключем. Ключовий атрибут має бути унікальним, тобто він повинен однозначно визначати (ідентифікувати) кортежі. В деяких відношеннях можуть використовуватися складові ключі, що містять декілька атрибутів.

Над відношеннями (таблицями) можуть виконуватися різні операції, подібно до виконання арифметичних операцій. Це дає можливість одержувати з одних відношень, що зберігаються в комп’ютері, інші відношення. Для виконання операцій над відношеннями в СУБД є спеціальні алгоритмічні мови.

6. Поняття про системи управління базами даних (субд)

Системи управління базами даних (СУБД) – це спеціальний пакет програм, що забезпечує створення, супроводження і використання баз даних багатьма користувачами. Іншими словами, це програмні засоби для організації і ведення БД.

СУБД забезпечує програмні засоби для створення, завантаження, запиту і оновлення даних, контролює дії, пов’язані з введенням-виводом даних, вирішує питання сумісного їх використання й захисту.

СУБД служить для підтримки бази даних в актуальному стані і забезпечує ефективний доступ користувачів до тих даних, що містяться в ній в рамках наданих користувачам повноважень.

На світовому ринку нараховується велика кількість різноманітних за функціональними можливостями СУБД – від простих однофайлових, зорієнтованих на обробку інформації невеликого об’єму, до потужних, багатофункціональних СУБД, призначених для розв’язування комплексних інформаційно-логічних задач.

На даний момент розрізняють такі категорії СУБД:

• однофайлові, що допускають одночасну роботу з одним файлом. Ці системи, зазвичай, пред’являють мінімальні вимоги до ресурсів ПЕОМ, проте, засоби взаємодії з БД мають обмежені можливості;

• багатофайлові, зорієнтовані на обробку інформації, представленої у вигляді різних екранних форм, за допомогою непроцедурних мов запитів;

• інтегровані, в яких поряд з мовою запитів включено внутрішню мову програмування, конструкції якої забезпечують опис структури БД, обробку даних, розробку прикладних програм, в тому числі, програм користувача;

• сервери БД, побудовані на основі архітектури «клієнт/сервер». Ця архітектура дозволяє сумістити переваги однокористувацьких і багатокористувацьких систем. Програмні засоби, які функціонують на робочих станціях (клієнт), в значній мірі зорієнтовані на представлення інформації. На сервері відбувається безпосередня обробка запитів, відбір даних і передавання інформації на робочу станцію.

За ступенем універсальності розрізняють два класи СУБД:

• системи загального призначення;

• спеціалізовані системи.

СУБД загального призначення не орієнтовані на яку-небудь предметну область або на інформаційні потреби будь-якої групи користувачів. Кожна система такого роду реалізується як програмний продукт, здатний функціонувати на деякій моделі ЕОМ в певній операційній системі, і поставляється багатьом користувачам як комерційний виріб. Такі СУБД володіють засобами настроювання на роботу з конкретною базою даних. Використання СУБД загального призначення як інструментальний засіб для створення автоматизованих інформаційних систем, заснованих на технології баз даних, дозволяє істотно скорочувати терміни розробки, економити трудові ресурси. Цим СУБД властиві розвинені функціональні можливості і навіть певна функціональна надмірність.

Спеціалізовані СУБД створюються в окремих випадках при неможливості або недоцільності використання СУБД загального призначення.

Розглянемо більш детально СУБД загального призначення, які являють собою складні програмні комплекси, призначені для виконання всієї сукупності функцій, пов’язаних із створенням і експлуатацією бази даних інформаційної системи. Вони виконують такі основні функції:

• дозволяють визначати структуру створюваної бази, ініціалізувати її і проводити початкове завантаження даних.

• керують повноваженнями користувачів на доступ до БД, організовують паралельний доступ до неї декількох користувачів.

• забезпечують захист логічної і фізичної цілісності даних – захист від руйнувань.

• підтримують один з можливих типів моделей даних – мережеву, ієрархічну або реляційну, які є одним з найважливіших ознак класифікації СУБД.

• забезпечують багатоцільовий характер використання бази даних, захист і відновлення даних. Наявність розвинених діалогових засобів і мови запитів високого рівня робить СУБД зручним засобом для кінцевого користувача.

Основні засоби СУБД:

• засоби опису структури бази даних;

• засоби конструювання екранних форм, призначених для введення даних, перегляду і їх обробки в діалоговому режимі;

• засоби створення запитів для вибірки даних за заданих умов, а також виконання операцій по їх обробці;

• засоби створення звітів з бази даних для виведення на друк результатів обробки в зручному для користувача вигляді;

• мовні засоби – макроси, вбудована алгоритмічна мова (Dbase, Visual Basic або інший), мова запитів (QBE - Query By Example, SQL) тощо, які використовуються для реалізації нестандартних алгоритмів обробки даних, а також процедур обробки подій в завданнях користувача;

• засоби створення додатків користувача (генератори додатків, засоби створення меню і панелей управління додатками), роботи, що дозволяють об’єднати різні операції, з базою даних в єдиний технологічний процес.

Властивості СУБД і бази даних

До основних властивостей СУБД і бази даних можна віднести:

• відсутність дублювання даних в різних об’єктах моделі, що забезпечує одноразове введення даних і простоту їх корегування;

• несуперечність даних;

• цілісність БД;

• можливість багатоаспектного доступу;

• всілякі вибірки даних і їх використання різними додатками користувача;

• захист і відновлення даних при аварійних ситуаціях, апаратних і програмних збоях, помилках користувача;

• захист даних від несанкціонованого доступу засобами розмежування доступу для різних користувачів;

• можливість модифікації структури бази даних без повторного завантаження даних;

• забезпечення незалежності програм від даних, що дозволяє зберегти програми при модифікації структури бази даних;

• реорганізація розміщення даних бази на машинному носієві для поліпшення об’ємно-тимчасових характеристик БД;

• наявність мови запитів високого рівня, орієнтованої на кінцевого користувача, який забезпечує виведення інформації з бази даних по будь-якому запиту і надання її у вигляді відповідних звітних форм, зручних для користувача.