1 . Понятие базы данных, Бнд, бз, субд, классификация бд.

БД - именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов их отношений в заданной предметной области. ПР приемная комиссия, бухгалтерия.

Для работы с БД необходимо предусмотреть такие операции, как ввод информации, ее обновление и удаление, а т.ж. выдача информации по запросу к БД. СУБД позволяет быстро и эффективно реализовать эти операции. Банк данных(БнД) - основанная на технологии БД система программных, языковых, организационных и технических средств, предназначенных для централизованного накопления и коллективного использования данных.

СУБД - совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного применения БД многими пользователями. ПР FoxPro 2.5, Visual FoxPro 8.0, Paradox, Access. База знаний(БЗ) - формализованная система сведений? о некоторой предметной области, содержащей данные о свойствах объектов, закономерностей процессов и явлений, а т.ж правилах использования в задаваемых ситуациях этих данных для принятия новых решений.

Классификация БД:

1. По типу информационных систем

- локальные- обеспечивают автоматизацию отдельных функций(АРМ бухгалтера)

- корпоративные- обеспечивают автоматизацию всех функций на всех уровнях управления в масштабах предприятия, корпорации.

2. По характеру организации данных и доступа к ним

- локальные(персональные)

- общие(централизованные, интегративные)

- распределительные

3. По способу обработки

- система оперативной обработки информации (Online Transaction Processing) – относят БД, используемые для автоматизации процессов управления в предметных областях, таких как банк или склад. Для таких БД характерно большое число обновлений-транзакций. Транзакция – это неделимая с позиции воздействия на БД последовательность операций манипулирования данными,

- система аналитической обработки (Online Analysis Processing),

- дедуктивные логические БД – исп-ся в интеллектуальных системах. ПР: для вывода новой информации с использованием правил логики.

4. По виду хранимых данных

- не структурированные (семантические сети)

- частично структурированные (гипертекст)

- структурированные (БД FVP)

5. Структурированные БД, классифицируются по типу используемой модели данных

- иерархические,

- сетевые,

- реляционные,

- многомерные

6. по форме представления данных пользователем

- видеосистемы,

- аудиосистемы,

- мультимедиа

7. по типу хранимой информации

- фактографические БД (структурированная)

- документальные (текстовая информация)

- лексикографические (различные словари)

8. По экономико-организационным признакам:

8.1. По условиям предоставления услуг:

- бесплатные,

- платные

8.2. По форме собственности:

- государственные,

- негосударственные

8.3. По степени доступности:

- общедоступные,

- с ограниченным кругом пользователей.

3. Этапы развития концепции базы данных (БД).

1 этап связан с нач пер развития ВТ. Т.о, для начального периода хар тесная связь программ и дан. Дан, хранящиеся в памяти ЭВМ, на внешних запоминающих устройствах, называются физ. Уровень представления данных в памяти ЭВМ называется физическим. Программы непосредственно работали с физическим уровнем хранения. Незав-сть отсутствует. Основные понятия физического уровня: физическая запись, физические блоки данных на МЛ (магнитном носителе). Выводы: понятие инф. Б. в виде несвязанных массивов; один–физ.–ур. представления дан; отсутствие независимости.

Второй этап (60-е годы) Связан с появлением ЭВМ 2-го поколения, на транзисторах. Стали появляться ЯП и ОС, которые предоставили возможность работы на логическом уровне. ЯП позволили работать с именами, а не адресами данных. Появился новый уровень представления данных - логический. Была реализована физическая независимость данных. В это время ЭВМ стали использоваться для решения экономических задач. Базой данных стали называть набор файлов, хранящихся не ВЗУ и используемых для решения комплексов задач. Основные понятия логического уровня:

Файл – это именованная совокупность логических записей единого типа. Логическая запись – именованная совокупность связанных полей данных. Поле данных представляет собой наименьшую единицу (хранимых) данных. Поле имеет имя, тип, длину. Началась разработка различных АИС. Выводы: БД – совок-ть ф., имеет 2 ур. – лог. и физ., физ. уровень независим.

Третий этап начинается с появления ЭВМ 3-го поколения, которые были оснащены запоминающими устройствами на МЛ, МД. Появилась возможность хранения больших объемов данных и быстрого доступа к ним. По мере роста количества задач, всё очевидней становились недостатки файл. систем: зависимость данных; жесткость; статичность; отсутствие интеграции; дублирование данных (неуправляемая избыточность); противореч (рассогласован, недостовер.); невозможность совместного использования; неэффективность; невозможность обработки нетипичных запросов. Возникла необходимость в централиз управления дан. Так сформировались концепции БД и появились первые СУБД, реализующие эту концепцию.

В книге Дж. Мартина “Организация БД в вычислительных системах” (Мир, 1980г.) дается опр., ставшее классическим:

База данных – это совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных, при наличии такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приношений.

Данные запоминаются так, чтобы они были независимы от программ, использующих эти данные, для добавления новых или модификации существующих данных, а также для поиска данных в БД применяется общий управляемый способ.

В этом определении сформулированы основные положения современной концепции БД: интегрированное хранение; дифференцированное использование; минимальная избыточность; независимость данных; централизованное управление.

Первые СУБД поддерживали иерархические структуры данных, которые естественным образом отображали объемы предметной области: IMS, ADABAS, OKA и другие. Инес затем сетевые – Сетор, Седан. Постепенно сформировался общий взгляд на универсальные СУБД, которые реализуют исходные модели данных, формальные представления о данных. Сформировались преставления о реляц МД, но первые реляц СУБД были только экспериментальные. Итогом третьего этапа были формирование концепций БД, появление первых СУБД и развитие теории моделей данных. Появляются мини ЭВМ.

Для Четвёртого этапа (конец 80-х – начало 90-х гг.) характерно появление ПЭВМ, универсальных реляционных СУБД, развитие теории моделей данных и методов проектирования БД. Наиболее сложной для реализации является логическая независимость. Появилось представление о 3-х уровневой архитектуре СУБД. Получили распространение сети ЭВМ, распределение обработки данных (локальные, однородные), наряду с централизованными. Наиболее значительное достижение – реляционные МД, реляционные языки запросов, реляционные СУБД. Появился сетевой уровень представления данных в локальной сети. В методологии проектирования центральное место занимают БД.

Пятый этап Современный этап. Основная проблема – интеграция разнородных сетей на базе архитектуры «клиент - сервер». Сочетание централизованных и распределённых БД. Новый уровень – сетевой. Независимость от источника данных. Пользователям безразлично, где находятся нужные данные, в каком виде, дублируются данные в сети, или нет. Новые подходы к проектированию – объектный, компонентный. Выделяется ряд новых требований к СУБД:

поддержка широкого спектра представления данных и операций над ними (включая фактографические, документальные, графические, видеоданные); управление мультибазами данных; управление распределенными БД, в общем случае неоднородными; естественное и эффективное представление в моделях данных разнообразных объектов отношений предметной области (например, пространственно-временных, с обеспечением визуализации); развитие технологии баз знаний; обеспечение целостности и безопасности; прикладные системы требуют существенного повышения объема хранимой в БД информации, более высокой надежности их функционирования, существенного повышения производительности. Появляется новый ур представл – в глобй сети. Используются новые технологии – intranet, client-server.

	Пок ЭВМ	ПО	Полотно БД	Кол. уровней	Независимость
1	I	Машинные языки	Массивы (ф) несвяз дан	1 – физ	Отсутствует
2	II поколение, МЛ	ЯП 1 поколения, ОС	Файлы данных	2 – физ, лог	Физическая
3	III поколение, ИД	ЯП 2 пок, ОС, СУБД	Концеп БД централиз	3 уровня	Логический, физический
4	IV поколение, ПЭВМ, сети	ЯП 3 пок, сетевые ОС, ОС, СУБД	Реляц БД, распредел БД, мультимодельные	3 уровня 4 уровня	Логический, физический, независимы от источника
5	Сети, арх «кл - сер»,WWW	ЯП 4 пок, ОС, СУБД, технол internet, intranet	Распредел и центральные БД, ООБД, Гипертекст	Ур объектов + сетевой	Лог, физ, Независимость от источника данных

3. Цели проектирования БД, требования к БД. Структура процесса проектирования

Термином “проектирование” обозначают все виды работ, имеющих отношение к созданию конечного продукта.

Основные цели проектирования заключаются в том, чтобы:

1. обеспечить пользователей полными, современными и достоверными данными, необходимыми для исполнения служебных обязанностей;

2) обеспечить доступ к данным за приемлемое время.

Задачею процесса проектирования является разработка БД, которая должна удовлетворять всем требованиям, вытекающим из современного этапа развития концепции (технологии) БД.

Эти требования заключаются в следующем:

1. Адекватность БД предметной области. В БД должны быть представлены объекты и процессы ПрО.

2. Гибкость и адаптивность структуры, то есть возможность развития и адаптации к изменениям ПрО и требованиям поль.

3. Производительность. Обеспечение требований ко времени выполнения запросов пользователей.

4. Эффективность и надежность функц. Означает обеспечение мин затрат на функц., восстановление и развитие системы.

5. Простота и удобство эксплуатации (с точки зрения пользователей).

6. Возможность взаимодействия польз. различных категорий и в различных режимах.

7. Интегрированность, независимость, мин избыточность данных. Концептуальное представл. о данных должно быть единым.

8. Целостность, согласованность, восстанавливаемость данных.

Целостность. БД обладает свойством целостности, если она удовлетворяет определенным ограничениям значений данных и сохраняет это свойство при всех модификациях. Ограничение целостности представляет собой утверждение о допустимых значениях отдельных информ. единиц и связей м/ду ними. Определ. особенностями ПрО.

Согласованность. БД обладает свойством согласованности по отношению к некоторой совокупности пользователей, если в любой момент времени БД реагирует на их запросы одинаково. Реализуется системой блокировок.

Восстанавливаемость. Возможность восстановления целостности после любого сбоя системы. Оказывает влияние на эффективность (копирование требует больших затрат).

9. Безопасность - защита данных от несанкц. доступа, модификации или разрушения.