-
Поняття бази даних
Базу даних (БД) можна визначити як уніфіковану сукупність даних, спільно використовувану різними завданнями в рамках деякої єдиної автоматизованої інформаційної системи (ІС).
Теорія управління базами даних як самостійна дисципліна почала розвиватися приблизно з початку 50-х років двадцятого століття. За цей час в ній склалася певна система фундаментальних понять. Наведемо деякі з них.
Предметною областю прийнято називати частину реального світу, що підлягає вивченню з метою організації управління в цій сфері і подальшої автоматизації процесу управління. В рамках даної книги для нас в першу чергу представляють інтерес предметні області, так чи інакше пов'язані зі сферою економіки і фінансів.
Об'єктом називається елемент інформаційної системи, відомості про який зберігаються в базі даних. Іноді об'єкт також називають сутністю (від англ, обличчя). Класом об'єктів називають їх сукупність, що володіє однаковим набором властивостей.
Атрибут - це інформаційне відображення властивостей об'єкта. Кожен об'єкт характеризується деяким набором атрибутів.
Ключовим елементом даних називаються такий атрибут (або група атрибутів), який дозволяє визначити Значення інших елементів-даних. Запис даних (англ, еквівалент запис) - це сукупність значень пов'язаних елементів даних.
Первинний ключ - це атрибут (або група атрибутів), який унікальним чином ідентифікують кожен екземпляр об'єкта (запис). Вторинним ключем називається атрибут (або група атрибутів), значення якого може повторюватися для декількох записів (примірників об'єкта). Насамперед вторинні ключі використовуються в операціях пошуку записів.
Процедури зберігання даних в базі повинні підкорятися деяким загальним принципам, серед яких в першу чергу слід виділити:
Про цілісність і несуперечність даних, під якими розуміється як фізична схоронність даних, так і запобігання невірного використання даних, підтримка допустимих поєднань їх значень, захист від структурних спотворень і несанкціонованого доступу;
Про мінімальна надмірність даних позначає, що будь-який елемент даних повинен зберігатися в базі в єдиному вигляді, що дозволяє уникнути необхідності дублювання операцій, вироблених з ним.
Програмне забезпечення, яке здійснює операції над базами даних, отримало назву СУБД - система управління базами даних. Очевидно, що його робота має бути організована таким чином, щоб виконувалися перераховані принципи.
-
Моделі організації даних
Набір принципів, що визначають організацію логічної структури зберігання даних в базі, отримав назву моделі даних. Моделі баз даних визначаються трьома компонентами:
-
Допустимою організацією даних;
-
Обмеженнями цілісності;
-
Безліччю допустимих операцій.
У теорії систем управління базами даних виділяють моделі чотирьох основних типів: ієрархічну, мережеву, реляційну і об'єктно-реляційну.
Термінологічної основою для ієрархічної та мережної моделей є поняття: атрибут, агрегат та запис. Під атрибутом (елементом даних) розуміється найменша пойменована структурна одиниця даних. Пойменоване безліч атрибутів може утворювати агрегат даних. У деяких випадках окремо взятий агрегат може складатися з безлічі екземплярів однотипних даних, або, як ще кажуть, бути множинним елементом. Нарешті, записом називають складовою агрегат, який не входить до складу інших агрегатів. В ієрархічній моделі всі записи, агрегати і атрибути бази даних утворюють ієрархічно організований набір, тобто таку структуру, в якій всі елементи пов'язані відносинами підпорядкованості, і при цьому будь-який елемент може підкорятися тільки одному якомусь іншому елементу. Таку форму залежності зручно зображувати за допомогою деревоподібного графа (схеми, що складається з точок і стрілок, яка связна і не має циклів). Приклад ієрархічної структури бази даних наведено на рис. 1.
Рис. 1. Схема ієрархічної моделі даних
Типовим представником сімейства баз даних, заснованих на ієрархічній моделі, є Information Management System (IMS) фірми IBM, перша версія якої з'явилася в 1968 р
Концепція мережевої моделі даних пов'язана з ім'ям Ч. Бахмана. Мережевий підхід до організації даних є розширенням ієрархічного. В ієрархічних структурах запис-нащадок повинна мати в точності одного предка; в мережевій структурі даних нащадок може мати будь-яке число предків (рис.2).
Рис. 2. Схема мережевої моделі даних
Мережева БД складається з набору записів і набору зв'язків між цими записами, точніше, з набору екземплярів записів заданих типів (з допустимого набору типів) і набору екземплярів із заданого набору типів зв'язку. Прикладом системи управління даними з мережевою організацією є Integrated Database Management System (IDMS) компанії Cullinet Software Inc., розроблена в середині 70-х років. Вона призначена для використання на "великих" обчислювальних машинах. Архітектура системи заснована на пропозиціях Data Base Task Group (DBTG), Conference on Data Systems Languages (CODASYL), організації, відповідальної за визначення стандартів мови програмування Кобол.
Серед достоїнств систем управління даними, заснованих на ієрархічній або мережевий моделях, можуть бути названі їх компактність і, як правило, високу швидкодію, а серед недоліків - неуніверсальність, високий ступінь залежності від конкретних даних.