Лекция 1 Глава 1 основные понятия баз данных

Восприятие реального мира можно соотнести с последовательностью разных, хотя иногда и взаимосвязанных, явлений. С давних времен люди пытались описать эти явления (даже тогда, когда не могли их понять). Такое описание называют данными.

Активная деятельность по отысканию приемлемых способов обобществления непрерывно растущего объема информации привела к созданию в начале 60-х годов специальных программных комплексов, называемых «Системы управления базами данных» (СУБД).

Основная особенность СУБД – это наличие процедур для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры. Файлы, снабженные описанием хранимых в них данных и находящиеся под управлением СУБД, стали называть банки данных, а затем «Базы данных» (БД).

Лекция 2 проблемы обработки информации

Основной проблемой, обусловившей развитие теории и практики баз данных, является обеспечение надежного контролируемого хранения необходимых данных между сеансами работы, их передачи между рабочими местами и эффективного их извлечения по мере необходимости. Человечество с самого своего возникновения стремилось решать данную задачу, пользуясь мозговыми образами, словесными и письменными средствами. По мере развития человека совершенствовались мыслительный процесс человека, выразительные средства языка и письма. Однако, по мере роста требований к объему хранимой, искомой и передаваемой информации, к скорости и точности выполнения соответствующих операций, работа с данными стала узким звеном в деятельности практически всех организаций, независимо от рода деятельности. В соответствии с этим, начали создаваться и использоваться аппаратные и программные средства автоматизированной обработки информации.

С тех пор действует замкнутый круг развития: новые возможности обработки информации позволили организациям значительно повысить эффективность своей работы, и расширить спектр своей деятельности. Это, в свою очередь, влечет появление новых, пока нереализованных требований к программно-аппаратным средствам обработки информации. Их удовлетворение вновь позволяет организациям повысить эффективность своей работы и поставить новые требования к обработке данных. И так далее.

В процессе развития средств обработки данных были выявлены следующие характерные черты «идеальных» информационных систем обработки информации.

• Обработка постоянных (перманентных) данных: данные хранятся в соответствии с командами записи, до команд изменения/удаления данных, независимо от каких-либо побочных эффектов, в отличие, например, от данных в оперативной памяти.

• Централизованная обработка данных на основе стандартов: к одним и тем же данным должны иметь доступ различные программы обработки данных, разрабатываемые в общем случае независимо друг от друга, в соответствии с этим необходимы некоторые соглашения о структуре данных и способах доступа к ним.

• Интеграция данных: данные различного характера и предназначения могут использоваться совместно, в соответствии с чем удобно их обрабатывать единым образом – так, как если бы они были из одного источника.

• Независимость (самодостаточность) данных от программ обработки: для максимального упрощения сопровождения и развития как программного компонента информационной системы, так и информационного, необходимо максимально обеспечить их независимость друг от друга. В этом случае их модификацию (модификацию программы обработки данных или изменение структуры хранимых данных) можно будет выполнять также независимо. Данная возможность достигается совместным хранением в БД данных и метаданных (информации о структуре хранимых данных), в соответствии с которой приложение осуществляет доступ к данным.

• Целостность хранимых данных. При хранении данных необходимо обеспечить контроль их непротиворечивости (особенно в случае дублирования части данных) и корректности связей между элементами данных.

• Эффективность обработки данных: В общем случае операции записи данных из памяти в устройство долговременного хранения (жесткий диск), чтения в оперативную память, удаления данных, а также многоаспектного поиска можно реализовать с разной эффективностью. Вопрос эффективности ( в частности скорости обработки данных и максимально возможное число одновременно подключенных пользователей) является важнейшими показателем информационных систем, и реализация соответствующих эффективных алгоритмов является дорогим и длительным этапом их разработки. В соответствии с этим, удобно использовать некоторые стандартные, специально созданные программные средства, реализующие эффективные алгоритмы доступа к данным произвольной структуры.

• Язык управления данными: в процессе решения задачи данных необходимо формировать сложные запросы к данным, которые часто не могут быть выполнены стандартными командами программных средств, а программирование соответствующих процедур с использованием стандартных команд достаточно трудоемко. В соответствии с этим удобно использовать некоторый язык запросов, позволяющий без программирования описать требуемые действия над данными или искомый результат обработки данных.

Попытки комплексного удовлетворения указанных требований привели к созданию и развитию теории баз данных, занимающейся вопросами разработки и анализа оптимальных схем (моделей) представления данных, эффективных алгоритмов их обработки, проектированию аппаратных средств, оптимизированных для работы с данными.

В качестве практической реализации теоретических разработок теории выступают различные системы управления базами данных, ориентированных на эффективную обработку данных произвольной структуры.