Компоненты баз данных: данные, ПО, оборудование, персонал.

Оборудование

Оборудование (или "железо" ) - это набор физических устройств, на которых существует база данных. Оно состоит из одного или нескольких компьютеров, дисководов, мониторов, принтеров, магнитофонов, соединительных кабелей и других вспомогательных и соединительных устройств.

Для обработки данных в базах данных могут использоваться универсальные вычислительные машины, миникомпьютеры или персональные компьютеры.

А) Универсальные ЭВМ и миникомпьютеры используются в качестве основы для поддержания доступа многих пользователей к общей базе данных.

Б) Персональные компьютеры часто используются для баз данных, с которыми работает пользователь.

В) Компьютеры могут быть соединены в сеть по принципу клиент /сервер, обеспечивая доступ нескольких пользователей к общей базе данных, хранимой на дисках и управляемой сервером. Сервером может служить более мощный настольный компьютер, миникомпьютер или универсальная ЭВМ.

Основным способом хранение баз данных является хранение на дисках, что существенно, поскольку только к ним возможен произвольный доступ, без которого с базой данных работать невозможно.

Программное обеспечение

Информационная система использующая базу данных, включает в себя 2 вида программного обеспечения.

1. Программное обеспечение общего назначения для поддержания базы данных, обычно называемое системой управления базой данных (СУБД).

2. Прикладное программное обеспечение, которое использует средства СУБД для выполнения конкретных деловых задач, таких управление заработной платой, выставление счетов, анализ продаж и т.д.

Прикладное программное обеспечение обычно создается сотрудниками фирмы для решения конкретных задач. Оно может быть написано на стандартном языке программирования (Кобол, Си) или же на языке (обычно называемом языком 4-го поколения) входящим в комплект СУБД. Прикладные программы используют средства СУБД для обращения к данным и их обработки, создавая отчеты, документы и т.д.

СУБД - это системное программное обеспечение, аналогичное операционной системе или компилятору, обслуживающее конечных пользователей, программистов и т.д.

СУБД выполняет следующие функции:

1) Централизованное определение и контроль данных, известное под названием словарь / каталог данных.

2) Защита данных и обеспечение их целостности.

3) Одновременный доступ к данным для нескольких пользователей.

4) Ориентированные на пользователя возможности запросов по обработке и извлечения данных.

5) Ориентированные на программиста возможности создания прикладных систем.

Подсистема словаря / каталога данных следит за определениями всех элементов базы данных, включая элементарные группы данных (поля), структуры данных на уровне групп записей, файлы и реляционные таблицы. Эту информацию поддерживает не только словарь данных, но именно он отслеживает отношения, существующих между различными группами данных. Кроме того, он поддерживает индексы, служащие для быстрого обращения к данным. Он также отслеживает установки формата вывода данных, которые могут использоваться различными прикладными программами.

Словарь данных можно рассматривать как часть самой базы данных. Тогда база данных будет самоописываемой, т.к. содержит информацию, описывающую ее собственную структуру. Информация в словаре данных называется метаданными, то есть данные о данных.

Метаданные - данные в словаре данных описывающие базу данных.

Средства СУБД обеспечивают взаимодействие с телекоммуникационными системами, адекватно обрабатывая запросы и выдавая результаты. В случае, если 2-м или нескольким пользователям потребуется одновременный доступ к данным, то они повлияют на работу друг друга и могут испортить БД, поэтому важно, чтобы СУБД не допускала такой ситуации, когда один пользователь обращается к данным, а другой вносит изменения в них. Для этого в СУБД используются сложные блокирующие механизмы, защищающие данные, которые в текущий момент обновляются пользователем, и в то же время, обеспечивающие одновременный доступ к данным и приемлемое время реакции системы для других пользователей.

Данные

Данные в самой базе данных должны быть тщательно и логично организованы. Необходимо проанализировать бизнес- функции, установить и точно организованы определить элементы данных и отношения между ними, а определения аккуратности внести в словарь данных. После этого вносить данные в базу данных. Гармонично организованная база данных может стать мощным источником обеспечения своевременной информацией.

Люди

1. Пользователи - люди, которым информация базы данных требуется для выполнения их прямых служебных обязанностей, которые лежат в несколько иной области.

2. Обслуживающий персонал - люди, чьими прямыми обязанностями является создание и поддержание информационной системы и соответствующего прикладного программного обеспечения, необходимого пользователям.

Пример пользователей: руководители, менеджеры, конторские служащие.

Пример обслуживающего персонала: администраторы базы данных, аналитики, программисты, системные разработчики, менеджеры информационных систем.

Процедура - письменные инструкции, описывающие шаги, необходимые для выполнения в системе определенной задачи.

Процедуры, которые люди используют для выполнения своих задач в системе, являются важным аспектом. В действительности ни одна система не автоматизирует полностью работу пользователя. Приходится разрабатывать инструкции, обеспечивающие бесперебойное взаимодействие между пользователями самой системы и самой системой.

Примером такой системы может стать аудиторский контроль, посредством которого пользователи проверяют, соответствует ли общая сумма, помещенная в банк, в определенный день, общей сумме полученных в этот день наличных денег, отраженной в системе.

Цикл жизни базы данных.

Жизненный цикл базы данных — это совокупность этапов, которые проходит база данных на своём пути от создания до окончания использования.

Планирование разработки базы данных Планирование наиболее эффективного способа реализации этапов жизненного цикла системы

Определение требований к системе Определение диапазона действий и границ приложения базыданных, состава его пользователей и областей применения

Сбор и анализ требований пользователей Сбор и анализ требований пользователей из всех возможных областей применения

Проектирование базы данных Полный цикл разработки включает концептуальное, логическое и физическое проектирование базы данных

Выбор целевой СУБД (необязательный этап) Выбор наиболее подходящей СУБД для приложения базы данных

Разработка приложений Определение пользовательского интерфейса и прикладных программ, которые используют и обрабатывают данные в базе данных

Создание прототипов (необязательный этап) Создание рабочей модели приложения базы данных, которая позволяет разработчикам или пользователям представить и оценить окончательный вид и способы функционирования системы

Реализация Создание внешнего, концептуального и внутреннего определений базы данных и прикладных программ

Преобразование и загрузка данных Преобразование и загрузка данных (и прикладных программ) из старой системы в новую

Тестирование Приложение базы данных тестируется с целью обнаружения ошибок, а также его проверки на соответствие всем требованиям, выдвинутым пользователями

Эксплуатация и сопровождение На этом этапе приложение базы данных считается полностью разработанным и реализованным. Впредь вся система будет находиться под постоянным наблюдением и соответствующим образом поддерживаться, В случае необходимости в функционирующее приложение могут вноситься изменения, отвечающие новым требованиям. Реализация этих изменений проводится посредством повторного выполнения некоторых из перечисленных выше этапов жизненного цикла

Концепции и архитектура бд.

Концепция БД.

В информационной системе с использованием технологии баз данных решается задача информационного моделирования какой-либо предметной области (ПО) или её фрагмента.

Хранилищем данных о ПО является, как правило, внешняя память, данные лежат в файлах внешней памяти.

До появления концепции БД и соответствующих этой концепции программных средств управление данными во внешней памяти производилось с помощью файловых систем, которые являются подсистемой ОС. Но их возможности для информационного моделирования ПО ограничены.

Файловые системы обеспечивают хранение слабоструктурированной информации, оставляя дальнейшую структуризацию прикладным программам (пакетам ПП). Поэтому для ПО, для которой структура информации не является простой, требуется создание специализированной программной надстройки для работы с такой информацией, которая включала бы в свой состав не только специальные программы, но и специальные данные, описывающие, например, взаимосвязь информации, размещаемой в различных файлах.

Кроме того, файловые системы не имеют в своём составе специальных языковых средств для формирования информационных запросов пользователей, не позволяют восстанавливать согласованные состояния данных, если по какой-либо причине произошло нарушение их целостности, имеют неразвитые средства, обеспечивающие параллельную работу с данными нескольких пользователей.

Стремление увеличить возможности файловых систем в соответствии с указанными и некоторыми другими пользовательскими потребностями, стремление стандартизировать программные средства для моделирования различных ПО и привело к возникновению концепции баз данных.

Основные черты концепции БД:

данные отделяются от ПП, появляется специальная программная надстройка для управления данными, называемая системой управления базами данных (СУБД); СУБД управляет данными и служит посредником между ними и ПП; ПП упрощаются, освобождаются от функций структуризации, хранения и поиска данных;

появляются стандартизированные данные о фактографических данных – метаданные, управляемые СУБД; метаданные описывают информационные параметры и взаимосвязи фактографических данных о ПО;

СУБД совместно с метаданными представляет собой стандартизированное инструментальное средство для моделирования ПО различной природы;

происходит централизация (интеграция) данных, их многоаспектное использование для различных приложений, что сокращает избыточность данных, позволяет обеспечить более высокий уровень достоверности данных и оптимизировать различные процедуры ведения и использования БД.

Словарь – справочник данных. Концептуальное и логическое описание БД.