1. Понятие базы данных. Основные определения

Информационная система – некоторая система, которая организует данные и выдает требуемую информацию.

Система с базой данных – любая информационная система на базе компьютера, в которой данные могут совместно использоваться многими приложениями.

Автоматизированная информационная система (АИС) – информационная система на базе компьютера либо на базе иной вычислительной техники, которая представляет собой совокупность программно-аппаратных средств, предназначенных для автоматизации деятельности, связанной с хранением, передачей и обработкой информации.

Под базой данных (БД) понимается множество взаимосвязанных элементарных групп данных (информации), которые могут обрабатываться одной или несколькими прикладными системами

Система управления базами данных (СУБД) – комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

ТРЕБОВАНИЯ:

- обеспечивать пользователю возможность создавать новые базы данных и определять их схему (логическуюструктуруданных) с помощью специального языка – языкаопределенияданных; поддерживать разнообразные представления одних и тех же данных;

- позволять «запрашивать» данные (информацию из базы) и изменять их с помощью языка запросов, или языка манипулирования данными; допускать интеграцию и совместное использование данных различными приложениями;

- поддерживать хранение очень больших массивов данных, измеряемых гигабайтами, в течение длительного времени, защищая их от случайной порчи и неавторизованного использования, а также обеспечивать модификацию базы данных в случае необходимости и доступ к данным путем запросов, т. е. гарантировать безопасность и целостность данных;

контролировать доступ к данным одновременно для многих пользователей; исключать влияние запроса одного пользователя на запрос

другого и не допускать одновременный доступ, который может испортить данные, т. е. гарантировать управление параллельным доступом к данным.

2. История развития представлений о базах данных

Период Технология Примечания

До 1968 Обработка файлов Предшествовала обработке баз данных. Данные хранились в виде списков. Характер обработки определялся всеобщим использованием в качестве носителя магнитной ленты

1968 – 1980 Иерархические

и сетевые модели

Эра обработки нереляционных баз данных. Выдающейся иерархической моделью данных была DL/I фирмы IBM. Первая СУБД называлась IMS. Выдающейся сетевой моделью данных была модель DBTG фирмы CODASYL Самой популярной сетевой СУБД была IDMS

1980 - наст.

время Реляционная модель данных Реляционная модель данных впервые была опубликована в 1970 году. Реализовываться в коммерческих приложениях начала в 1980 году. IBM выпустила DB2, среди других продуктов выделяется Oracle. Реляционный язык SQL стал промышленным стандартом

1982 Первые СУБД для микрокомпьютеров Фирма Ashton-Tate разработала dBase, Microrim — R:Base, a Borland — Paradox

1985 Развитие интереса к объектно-ориентированным СУБД (ООСУБД) С развитием объектно-ориентированного программирования были предложены ООСУБД. Коммерческий успех их невелик, в первую очередь потому, что преимущества не оправдывают перевод миллиардов байтов данных организаций в новый формат. Продолжают развиваться и сейчас Персональная СУБД, созданная как элемент Windows. Постепенно вытеснила с рынка все другие персональные СУБД

1991 Компания Microsoft выпустила Access Персональная СУБД, созданная как элемент Windows. Постепенно вытеснила с рынка все другие персональные СУБД

1995 Первые приложения баз данных для Интернета Базы данных стали ключевым компонентом Интернет-приложений. Популярность Интернета существенно повысила необходимость в базах данных и требования к ним

1997 Применение XML к обработке баз данных Использование XML решило проблемы, которые долго стояли перед базами данных. Ведущие производители стали интегрировать XML в свои СУБД

В широком аспекте понятие истории баз данных обобщается до истории любых средств, с помощью которых человечество хранило и обрабатывало данные. В таком контексте упоминаются, например, средства учёта царской казны и налогов в древнем Шумере (4000 г. до н. э.), узелковая письменность инков — кипу, клинописи, содержащие документы Ассирийского царства и т. п. Следует помнить, что недостатком этого подхода является размывание понятия «база данных» и фактическое его слияние с понятиями «архив» и даже «письменность».История баз данных в узком аспекте рассматривает базы данных в традиционном (современном) понимании. Эта история начинается с 1955 г., когда появилось программируемое оборудование обработки записей. Программное обеспечение этого времени поддерживало модель обработки записей на основе файлов. Для хранения данных использовались перфокарты.

Основные особенности систем, основанных на инвертированных списках

Организация доступа к данным на основе инвертированных списков используется практически во всех современных реляционных СУБД, но в этих системах пользователи не имеют непосредственного доступа к инвертированным спискам (индексам).

Структуры данных

База данных, организованная с помощью инвертированных списков, похожа на реляционную БД, но с тем отличием, что хранимые таблицы и пути доступа к ним видны пользователям. При этом: 1)Строки таблиц упорядочены системой в некоторой физической последовательности.2)Физическая упорядоченность строк всех таблиц может определяться и для всей БД (так делается, например, в Datacom/DB). 3)Для каждой таблицы можно определить произвольное число ключей поиска, для которых строятся индексы. Эти индексы автоматически поддерживаются системой, но явно видны пользователям.

Манипулирование данными

Поддерживаются два класса операторов:1)Операторы, устанавливающие адрес записи, среди которых:прямые поисковые операторы (например, найти первую запись таблицы по некоторому пути доступа);б)операторы, находящие запись в терминах относительной позиции от предыдущей записи по некоторому пути доступа. 2)Операторы над адресуемыми записями

Типичный набор операторов: 1)LOCATE FIRST - найти первую запись таблицы T в физическом порядке; возвращает адрес записи; 2)LOCATE NEXT - найти первую запись, следующую за записью с заданным адресом в заданном пути доступа; возвращает адрес записи; 3)RETRIVE - выбрать запись с указанным адресом; 4)UPDATE - обновить запись с указанным адресом; 5)DELETE - удалить запись с указанным адресом; 6)STORE - включить запись в указанную таблицу; операция генерирует адрес записи.

3.1.3. Ограничения целостности

Общие правила определения целостности БД отсутствуют. В некоторых системах поддерживаются ограничения уникальности значений некоторых полей, но в основном все возлагается на прикладную программу.