23. Поняття про бази даних (бд) та моделі подання даних. Загальні відомості про субд

БД – це сукупність повідомлень (даних), поданих у ви­гляді впорядкованого набору елементів однакової струк­тури та організованих за певними правилами, що передбачають загальні принципи опису, зберігання і опрацювання даних.

Приклади галузей використання баз даних:

• інформаційна система продажу і резервування авіа та залізничних квитків;

• база даних, що замінює паперовий бібліотечний каталог;

• електронні енциклопедії з відомостями, наприклад, про медичні поради і рецепти для лікування різноманітних захворювань, музичні твори та інструменти, шедеври Ермітажу або кулінарні рецепти, хімічні елементи, спів­робітники деякої установи;

• бази даних, що містять номери телефонів та адреси меш­канців міста, бази даних з інформацією про власників автомобілів; бази даних товарів, що продаються у вели­кому магазині тощо.

Суттєві ознаки БД:

• сукупність повідомлень чи даних;

• повідомлення мають однакову структуру і відносять­ся до однієї предметної галузі;

• дані організовані спеціальним чином;

• існують правила, за якими кожний з елементів бази даних можна описати;

• існують правила, за якими існуючий набір даних можна доповнити;

• можна сформулювати правила опрацювання так по­даних даних.

Моделі подання даних

Розрізняють фактографічні і документальні бази да­них. У фактографічних базах даних містяться короткі відо­мості про об’єкти, що описуються, подані в точно визначе­ному форматі. Наприклад бази даних книжкового фонду бібліотеки, кадрового складу установи, наявності авіаквит­ків у касі швидше за все будуть організовані як фактографі­чні. У базі даних бібліотеки про кожну книжку зберігають­ся бібліографічні відомості: рік видання, автор, назва, ви­давництво тощо. Зрозуміло, текст її в базі даних міститися не буде. У базі даних відділу кадрів установи зберігаються анкетні дані співробітників: прізвище, ім'я, по батькові, рік і місце народження тощо.

Бази даних щодо законодавчих актів у галузі карного права; сучасної музики, напевно, будуть організовані як до­кументальні. Перша з них буде містити тексти; друга – тексти і ноти пісень, біографічну і довідкову інформацію про життя і творчість композитора, виконавців, звукові записи і відеокліпи. Отже, документальна БД містить інформацію різного типу: текстову, графічну, звукову, мультимедійну.

Характер зв'язків між елементами бази даних визначає тип організації даних (модель подання даних) –структу­ру даних. Розрізняють ієрархічні, реляційні та мережеві ба­зи даних.

Найбільш поширеними є реляційні бази даних. Реляційною базою даних (від англ. слова relation – відношення) називається база даних, що містить інформацію, подану у відповідних прямокутних таблицях. Така таблиця назива­ється відношенням. Кожний рядок таблиці містить інфор­мацію про один окремий об’єкт системи (про конкретну книжку, співробітника установи тощо), а кожний стовп­чик – певні характеристики (властивості, атрибути) цих об’єктів. Наприклад, атрибутами об’єктів можуть бути ав­тор книжки, посада співробітника, відділ, у якому він пра­цює, тощо. Рядки такої таблиці називаються – записами, а стовпчики – полями. Кожний запис повинен відрізняти­ся від інших значеннями головного ключа – певного поля або сукупності полів, що ідентифікують запис, роблять йо­го унікальним. Для кожного поля визначається тип і фор­мат. Частіше за все реляційна база даних – це сукупність таблиць, що зберігається на диску, як множина файлів. Рі­зні таблиці можуть бути зв’язаними між собою через спіль­ні поля.

Реляційна модель бази даних має такі властивості:

1. Кожний елемент таблиці – один елемент даних.

2. Усі дані в одному і тому ж стовпчику в таблиці мають один тип.

3. Кожний стовпчик (поле) має унікальне ім'я.

4. Однакові рядки в таблиці відсутні.

5. Порядок слідування рядків у таблиці може бути до­вільним і може характеризуватися кількістю полів, кількі­стю записів, типом даних.

Над реляційною базою часто необхідно виконувати такі дії:

• впорядкування даних;

• вибір даних за ознаками;

• пошук записів.

У Ієрархічній моделі баз даних основною структурою по­дання інформації є дерево. Усі вершини дерева мають певні рівні. На найвищому (першому) рівні знаходиться тільки одна вершина, яка називається коренем дерева – вузлом. Вона сполучається ребрами з усіма вершинами, що знахо­дяться на наступному – другому рівні, і лише з ними. Вер­шини другого рівня сполучаються з вершинами третього рівня ребрами так, що кожна вершина третього рівня спо­лучена тільки з однією вершиною другого рівня, і т. д.

У мережевій моделі баз даних основною структурою є ме­режі, тобто довільні графи, у вершинах яких записана де­яка інформація, а ребра відповідають зв’язкам між верши­нами (граф – це математична конструкція, що складаєть­ся з вершин і ребер).

Класифікація баз даних відображається на малюнку (рис. 1.5).

Система керування базами даних

Система керування базами даних – програмне забезпе­чення, яке призначене для створення баз даних, оновлення інформації, що зберігається в них, забезпечення зручного доступу до баз даних з метою перегляду і пошуку даних.

Для роботи з базою даних система керування повинна за­безпечувати можливість внесення і читання інформації, ро­боту з великим обсягом даних, швидкість пошуку, ціліс­ність даних (їх несуперечність), захист від руйнування, спотворення (не тільки при випадкових помилках користу­вача), від несанкціонованого доступу, систему «люб'яз­них» підказок (з розрахунку на користувача без спеціаль­ної підготовки) тощо.

Компоненти СКБД: ядро, процесор мови БД, підсистема підтримки часу виконання, сервісні програми.

Приклади СУБД: Oracle, MS SQLServer, Informix, Sybase, Access.