1. Системы управления базами данных

1.1. Основные понятия

Современные информационные системы характеризуются большими объемами хранимых данных, сложной организацией, необходимостью удовлетворять разнообразные требования многочисленных пользователей. Цель любой информационной системы - обработка данных о реальных объектах, подлежащих изучению для организации и автоматизации управления, например, данных о предприятиях, вузах и т.п. Это возможно, если выполнено структурирование данных - введение соглашений о способах представления данных. Простейший пример структурирования - преобразование данных, записанных в виде текста, в таблицу. Таким образом, при создании хранилищ (баз) данных информация упорядочивается по различным признакам.

В целом, базу данных можно определить как поименованную совокупность структурированных данных, относящихся к некоторой практической области (предметной области).

В современных технологиях создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляются централизованно с помощью специального программного обеспечения – системы управления базами данных (СУБД). СУБД – это комплекс программных и языковых средств, необходимых для разработки баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

Примеры СУБД, представленных на современном рынке программных продуктов: Lotus Approach, Data Ease, Paradox, MS Access, FoxPro, Clarion. Примеры приложений для создания приложений клиент-сервер: MS SQL Server, Sybase SQL Server, Informix, Oracle, PowerBuilder, Delphi, Visual Basic.

При работе приложения клиент-сервер база данных располагается на мощном компьютере - сервере, который принимает от программ, выполняемых на других компьютерах, - клиентов - запросы на получение той или иной информации из базы данных или осуществление тех или иных манипуляций с данными, обрабатывает полученные запросы и передает клиентам результаты.

Современные СУБД характеризуются многообразием функциональных возможностей, режимов работы, технологий обработки данных и сфер использования.

По степени универсальности различают два класса СУБД: системы общего назначения; специализированные системы. СУБД общего назначения (например, dBASE, MS Access, FoxPro, Paradox) не ориентированы на какую-либо предметную область. Каждая такая система – программный продукт, работающий на некоторой модели ЭВМ в определенной операционной системе и поставляемый многим пользователям как коммерческое изделие. Такие СУБД обладают средствами настройки на работу с конкретной базой данных, развитыми функциональными возможностями. Специализированные СУБД создаются в редких случаях при невозможности или нецелесообразности использования СУБД общего назначения.

По технологии обработки данных базы подразделяются на централизованные и распределенные. Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе данных. Такой способ использования баз данных часто применяется в локальных сетях ПЭВМ. Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно, пересекающихся или даже дублирующих друг друга, частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети.

Централизованные базы данных и соответствующие им СУБД по способу доступа к данным делятся на базы с локальным доступом и базы с удаленным (сетевым) доступом.

Базы данных имеют следующие структурные элементы: поле, запись, файл (таблица), отраженные на рис. 1.

Имя поля 1	Имя поля 2	Имя поля 3

Рис. 1. Основные структурные элементы базы данных (элемент "запись" выделен черным цветом, значения полей содержатся в столбцах таблицы).

Поле - это элементарная единица логической организации данных, соответствующая неделимой единице информации - реквизиту.

Для описания поля используют следующие основные характеристики:

• имя (например, Фамилия, Имя, Дата рождения);

• тип (например, символьный, числовой, календарный);

• длина (определяется максимально возможным количеством символов, например, 15 байт);

• точность для числовых данных (например, два десятичных знака для отображения дробной части числа).

Запись - это совокупность логически связанных полей. Экземпляр записи - отдельная реализация записи, содержащая конкретные значения её полей.

Файл (таблица) - это совокупность экземпляров записей одной структуры.

Описание логической структуры записи файла содержит последовательность расположения полей записи и основные характеристики, как это показано на рис. 2.

Имя файла
Поле		Признак ключа	Формат поля
Имя (обозна-чение)	Полное наимено-вание		Тип	Длина	Точность (для чисел)
имя 1
…
имя n

Рис. 2. Описание логической структуры файла базы данных.

В структуре записи файла указываются поля, значения которых являются ключами: первичными, которые идентифицируют (однозначно определяют) экземпляр записи (первичные ключи разных экземпляров записей различны), и вторичными, которые выполняют роль поисковых или группировочных признаков (по одному значению вторичного ключа можно найти несколько записей).

На рис. 3 приведен пример описания логической структуры записи файла (таблицы) Студент.

В таблице на рис. 3 первичным ключом является отмеченное звездочкой значение поля Номер (эти значения разные для разных записей, так как номера личных дел студентов не повторяются), вторичными ключами - значения полей: Фамилия, Имя, Дата (разные записи, характеризующие разных студентов, могут иметь одинаковые значения этих полей, например, у студентов - однофамильцев).

Имя файла: Студент
Поле		Признак ключа	Формат поля
Обозначение	Наимено-вание		Тип	Длина	Точность
Номер	Номер личного дела	*	Символь-ный	5
Фамилия	Фамилия студента		Символь-ный	15
Имя	Имя студента		Символь-ный	15
Дата	Дата рождения		Дата	8

Рис. 3. Описание логической структуры записи файла (таблицы) Студент.