Введение

Современные информационные системы характеризуются огромными объемами хранимых данных и сложной организацией. Основой практически любой информационной системы является база данных.

База данных(БД) - это поименованная, целостная, единая система дан­ных, организованная по определенным правилам, которые предусматривают общие принципы описания, хранения и обработки данных. Совокупность данных БД отражает состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области. Под объектом понимается элемент предметной области, информация о котором сохраняется. Объектом БД может быть любой объект реального мира: учреждение, человек, изделие, счет покупателя и т.д.

Система управления базами данных(СУБД) - это комплекс программ­ных и языковых средств, предназначенных для создания, ведения и совмест­ного применения БД различными пользователями.

Переход к использованию технологии БД необходим, если имеется слишком много отдельных файлов, и часть из них содержит большой объем информации; данные, хранящиеся в файлах, предполагается использовать одновременно разными способами и различными специалистами, и поэтому, данные необходимо защитить от несанкционированного доступа, контроли­ровать их значение и поддерживать целостность, а также обеспечить восста­новление данных при аварийных ситуациях, аппаратных и программных сбо­ях, ошибках пользователя.

Любая СУБД и управляемая ее БД основывается на модели данных. Мо­дель данных представляет собой множество структур данных, ограничений целостности и операций манипулирования данными. В настоящее время од­ной из самых используемых в коммерческих СУБД является реляционная модель данных. Реляционная (от англ. relation- отношение) модель данных ориентирована на представление данных в виде взаимосвязанных двумерных таблиц. Любая реляционная таблица обладает следующими свойствами: каж­дый элемент таблицы - это один элемент данных; все столбцы однородны,т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д.); каждый столбец в таблице имеет уникальное имя; одинаковые строки в таблице отсутствуют; порядок следования строк и столбцов может быть про­извольным. При описании реляционной модели обычно используют следую­щие термины: отношение, кортеж, атрибут. Отношения представлены в виде таблиц, строки которых соответствуют записям (кортежам), а столбцы - по­лям (атрибутам) отношения. Таким образом, реляционная база данных (РБД) представляет собой набор таблиц, а схема РБД - набор заголовков таблиц. Проектирование РБД состоит в обоснованном принятии решений о том, из каких отношений (таблиц) должна состоять БД и какие атрибуты (поля) должны быть у этих отношений. При этом каждое поле таблицы должно быть уникальным. Каждая таблица должна иметь первичный ключ - поле (столбец) или поля таблицы, каждое значение которых однозначно опреде­ляют соответствующую запись (строку) таблицы. Для каждого первичного ключа должно быть одно и только одно значение любого из столбцов дан­ных. Изменение значения любого поля (не входящего в первичный ключ) не должно повлечь за собой изменения других полей таблицы. Процесс проек­тирования таблиц на изложенных выше принципах называется нормализаци­ей таблиц.

Между реляционными таблицами могут быть сформированы связи. Таб­лицы могут быть связаны между собой через входящие в их состав общие поля (внешние ключи). Обычно различают следующие типы связей: один-к-одному, один-ко-многим, многие-ко-многим. Связь «один-к-одному» предпо­лагает, что в любой момент времени строке в одной таблице соответствует не более одной строки в другой таблице и наоборот. При связи «один-ко-многим» строке в одной таблице может соответствовать 0,1 и более строк из другой таблицы, но каждая строка из другой таблицы связана не более чем с одной строкой первой таблицы. При связи «многие-ко-многим» строке в одной таблице может соответствовать 0,1 и более строк в другой таблице и на­оборот.

Манипулирование данными, хранящимися в таблицах БД, может осуще­ствляться с помощью запросов. Запросы к БД могут быть написаны на спе­циализированном языке запросов высокого уровня. Для всех РБД таким язы­ком является SQL (Structured Query Language).

Любая последовательность операций над БД выполняется либо целиком с соблюдением всех ограничений целостности, либо не выполняется совсем. Под ограничением целостности обычно понимают логические ограничения, накладываемые на данные. В реляционной модели данных фиксированы сле­дующие ограничения целостности: любая запись любой таблицы должна быть отличима от любой другой записи в этой таблицы, т.е. любая таблица должна обладать первичным ключом. Требование целостности по ссылкам или требование внешнего ключа состоит в том, что для каждого значения внешнего ключа, появляющегося в ссылающемся отношении в таблице, на которую ведет ссылка, должна найтись запись с тем же значением первично­го ключа.

Совокупность всех взаимосвязанных операций над БД называется тран­закцией. Выполнение всех операций, входящих в транзакцию, должно быть выполнено точно и с проверкой правильности, т.е. в результате система должна перейти из одного корректного состояния в другое, в противном слу­чае транзакция прерывается. Для повышения надежности хранения данных любая БД содержит специализированный журнал изменений БД.