Концепція баз даних

Активна діяльність з відшукання прийнятних способів усуспільнення безупинно зростаючого обсягу інформації привела до створення на початку 60-х років спеціальних програмних комплексів, названих «Системи управління базами даних» (СУБД).

Основна особливість СУБД – це наявність процедур для введення й зберігання не тільки самих даних, але й описів їхньої структури. Файли з описом збережених у них даних, які перебувають під управлінням СУБД, стали називати банки даних, а потім «Бази даних» (БД).

Нехай, наприклад, потрібно зберегти інформацію про лікарські засоби (рис 28) і ряд інших даних, пов’язаних з організацією роботи аптеки (БД «Аптека»). Використовуючи для цього одну із сучасних СУБД, можна підготувати наступний опис лікарських засобів, що реалізуються у даній аптеці (рис.28):

Рис. 2.

та ввести його разом з даними в БД «Аптека».

Мова запитів СУБД дозволяє звертатися за даними як із програм, так і з терміналів . Сформувавши запит (рис.2)

Рис. 3

отримуємо інформацію про всі антибактеріальні препарати, форма випуску яких – таблетки, ціною до 30 грн. Цей запит не втратить актуальності і при розширенні таблиці додатковою інформацією (наприклад, про виробника даного препарату).

Архітектура системи управління базами даних

Розглянемо детальніше архітектуру СУБД.

Створення проекту бази даних слід починати з аналізу предметної області та виявлення вимог до неї окремих користувачів (наприклад, співробітників аптеки, для яких вона створюється).

Під предметною областю розуміють частину реального світу, що відтворюється в базі даних. В нашому випадку предметною областю є аптека.

Проектування покладається на адміністратора бази даних. Поєднуючи часткові уявлення про вміст бази даних, отримані в результаті опитування користувачів, і свої знання адміністратор спочатку створює узагальнений неформальний опис створюваної бази даних. Цей опис, виконаний з використанням природної мови, математичних формул, таблиць, графіків й інших засобів, зрозумілих всім користувачам бази даних, називають інфологічною моделлю даних (рис. 3).

Рис. 4

Інші дві моделі, зображені на рисунку 3, є комп’ютерно-орієнтованими. На основі інфологічної моделі адміністратор бази даних описує дані мовними засобами конкретної СУБД. Такий опис називають даталогічною моделлю даних.

Мовні засоби СУБД виконують дві основні функції:

• опис подання бази даних на керованих рівнях архітектури системи;

• ініціювання виконання операції маніпулювання даними.

Перша з цих функцій забезпечується мовою опису даних (МОД), яку часто називають мовою визначення даних. Опис даних засобами МОД називають схемою бази даних. Він включає опис логічної структури даних і обмежень цілісності, що накладаються на неї, у рамках тих правил, що регламентовані моделлю даних використовуваної СУБД. Крім зазначених функцій, МОД деяких СУБД забезпечує можливості завдання обмеження доступу до даних або повноважень користувачів.

Мова маніпулювання даними (ММД) дозволяє запитувати передбачені в системі операції над даними з бази даних, тобто містить набір операторів маніпулювання даними, що дозволяє заносити дані, видаляти, модифікувати або вибирати їх.

В даний час існують численні приклади мов СУБД, що поєднують можливості опису даних і маніпулювання даними в єдиних синтаксичних рамках. Більш того, у сучасних СУБД підтримується єдина інтегрована мова, що містить усі необхідні засоби для роботи з базою даних (починаючи від її створення) і базовий користувальницький інтерфейс, що забезпечує роботу з базами даних. Найбільш популярним і стандартним для більшості СУБД є мова SQL (Structured Query Language).

Трьохрівнева архітектура (інфологічний, даталогічний і фізичний рівні) дозволяє забезпечити незалежність збережених даних. Адміністратор бази даних може при необхідності переписати збережені дані на інші носії інформації та (або) реорганізувати їхню фізичну структуру, змінивши лише фізичну модель даних. При цьому можна підключити до системи будь-яке число нових користувачів, доповнивши, при необхідності, даталогічну модель. Зазначені зміни не будуть помічені користувачами. Отже, незалежність даних забезпечує можливість розвитку системи баз даних без руйнування існуючих додатків.