7. Архітектура систем управління базами даних (субд)

Збором і накопиченням даних, коригуванням, сортуванням та відбором необхідних даних займається у тій чи інший мірі кожний спеціаліст незалежно від сфери своєї діяльності. Особливо це актуально для менеджерів, які працюють в інформаційній галузі виробництва де основною сировиною і продуктом є інформація.

Дійсно, досить привабливо мати під рукою всю необхідну фахову інформацію, тим паче, що накопичити її в сучасній базі даних не складніше, ніж віддрукувати на звичайній друкарській машинці. При цьому, потрібні дані в СУБД зберігаються в компактній формі. Але головне полягає в тому, що пошук потрібної інформації здійснюється досить швидко і завжди є можливість оперативно отримати стандартну довідку або звіт про певну територію, об’єкт тощо.

7.1. Основні поняття бази даних

Мета будь-якої інформаційної системи – обробка даних про об’єкти реального світу. Будь-яка прикладна програма є відображенням якоїсь частини реального світу і тому містить його формалізований опис у вигляді даних. В широкому змісті слова – база даних, – це сукупність відомостей про конкретні об’єкти реального світу у будь-якій предметній галузі.

Під предметною областю розуміють частину реального світу, що підлягає вивченню для організації управління. Створюючи базу даних, користувач намагається упорядкувати інформацію за різними ознаками і швидко добувати вибірку з довільним сполученням ознак. Зробити це можливо тільки у тому випадку, якщо дані структуровані.

Структурування – це введення правил та обмежень про способи подання даних.

Прикладом неструктурованих даних можуть слугувати дані, записані у текстовому файлі. Легко переконатися в тому, що організувати пошук даних, що зберігаються в неструктурованому вигляді, дуже складно, а упорядкувати подібну інформацію, взагалі не представляється можливим.

Для забезпечення можливості автоматизації пошуку необхідних даних, потрібно їх попередньо систематизувати, тобто розробити і виконувати певні домовленості про способи подання даних.

Перед тим як приступити до безпосереднього вивчення СУБД Microsoft ACCESS розглянемо декілька основних понять.

Дані – систематизована та структурована певним чином інформація.

Моделі даних – подання даних та їх взаємозв’язків, які описують певні поняття проблемного середовища.

Моделі даних використовуються як для концептуального, так і для логічного подання даних, тобто з точки зору прикладного програміста і користувача. З їх точки зору дані поділяються на записи, ті в свою чергу поділяються на поля. Між записами можуть бути встановлені різноманітні зв’язки.

База даних (БД) – це поіменована сукупність структурованих даних, що відносяться до певної предметної сфери.

Система управління базами даних (СУБД) – це комплекс програмних і мовних засобів, необхідних для створення баз даних, підтримки їх в актуальному стані і організації пошуку в них необхідної інформації.

До СУБД пред'являються низка вимог, головними з яких є забезпечення можливості:

 введення даних. В системі повинна існувати структура, яка була б здатна накопичувати дані. Крім того, в СУБД необхідно передбачити можливість перегляду цих даних та внесення змін, для того, щоб підтримувати актуальність інформації. Прикладом структури даних, може служити звичайна анкета, створена за допомогою паперу та чорнил;

 здійснення запитів. Система повинна надавати користувачеві можливість пошуку та перегляду окремих частин накопиченої інформації у базі даних, у відповідності з визначеним критерієм;

 складання звітів. Час від часу, виникає необхідність узагальнювати інформацію, яка зберігається в базі даних. Звіт відрізняється від запиту. По-перше, звіт зазвичай охоплює не певну частину бази даних, а усю її повністю. По-друге, при отриманні звіту інформація зазвичай, опрацьовується. Звіти в СУБД не просто відображають зміст бази даних але й певним чином її аналізують.

Ядром будь-якої інформаційної системи, в тому числі і СУБД є файл (папка). Файл – це місце, де фактично зберігається інформація. У файлі СУБД розрізняють структуру і власно, дані.

Структура даних – сукупність правил й обмежень, які відображають зв’язки, що існують між окремими частинами даних. Визначається користувачем і залежить від конкретного завдання. Ось, як наприклад, записує інформацію людина:

Прізвище Прищик Ім’я Мефодій По-батькові Аристархович Рік народження 1988 Телефон 3-14-92

У цьому запису проглядаються елементи комп’ютерного файлу даних. Тут поєднані два типи інформації. Інформація першого типу (ліва частина таблиці, яка виділена напівжирним шрифтом), визначає іншу (права частина таблиці). Якщо їх розділити, то запис можна представити наступним чином:

Структура	Інформація
Прізвище	Прищик
Ім’я	Мефодій
По-батькові	Михайлович
Рік народження	1988
Телефон	3-14-92

Основна відмінність структури від інформації полягає в тому, що в СУБД структура, залишається незмінною, а інформація змінюється при кожному введенні даних.

Щоб вести мову про інформацію, яка зберігається у базі даних, потрібно визначити деякі терміни.

Поле – елементарна одиниця логічної організації даних, яка відповідає неподільний одиниці інформації – реквізиту. Наприклад, у наведеному вище прикладі 1981 – це поле, рік народження – мітка, яка його визначає.

Для опису поля використовуються наступні характеристики:

 ім’я;

 тип;

 довжина;

 точність.

Запис – сукупність усіх полів. У нашому прикладі, вся записана інформація представляє один запис:

Прищик

Мефодій

Михайлович

1988

3-14-92

Файл – це іменована область зовнішньої пам'яті, в яку можна записувати і з якої можна зчитувати дані. Правила іменування файлів, спосіб доступу до даних, що зберігаються у файлі, і структура цих даних залежать від конкретної системи управління файлами і, можливо, від типу файлу. Система управління файлами бере на себе розподіл зовнішньої пам'яті, відображення імен файлів у відповідні адреси у зовнішній пам'яті і забезпечує доступ до даних.

З точки зору СУБД, файл – сукупність усіх записів, що зберігаються в базі даних.

Зв’язки – логічні взаємовідносини між записами або полями.

База даних – сукупність взаємопов’язаних даних (файлів), призначених для спільного використання.

Система управління базами даних (СУБД) – комплекс програм, які забезпечують взаємодію користувача з базою даних.

Кожний об’єкт предметної області характеризується низкою властивостей. Ці властивості відображуються за допомогою елементарних одиниць інформації – атрибутів.

Атрибут – це неподільний під час передавання та зберігання елемент інформаційного простору. З атрибутів будуються всі інші, більш складні, інформаційні конструкції. Атрибут відображує певну властивість деяких класів об’єктів.

Значення або екземпляр атрибуту – це інформація про дану властивість одного конкретного об’єкта.

Клас об’єктів – це сукупність об’єктів, яка володіє однаковим набором властивостей.

Концептуальна модель також визначає зв’язки між об’єктами.

Таким чином, концептуальна модель відображує узагальнене уявлення про інформацію її кінцевих користувачів.

База даних – це інтегроване сховище взаємопов’язаних даних конкретної предметної області.

Моделі даних СУБД можна класифікувати за різними ознаками:

– за типом організації даних:

 файлові з послідовною організацією;

 файлові з індексно-послідовною організацією;

 ієрархічні;

 мережні;

 реляційні;

– за місцем збереження даних:

 внутрішня модель (фізична база даних) являє собою найнижчий рівень бази даних. Вона складається з різних екземплярів типів даних, які зберігаються на пристроях зовнішньої пам’яті, наприклад на дисках;

 зовнішня модель. Зазвичай, користувача цікавить лише певна частина бази даних. Окрім того, користувач не знає, яким чином фізично зберігаються ці дані. Зовнішня модель – це інформаційний зміст бази даних у такому вигляді, як її уявляє собі користувач. Для звернення до бази даних можуть використовуватися як мови програмування, так і спеціалізовані мови, наприклад мова запитів SQL.

Централізований характер управління даними в базі даних припускає необхідність існування певної особи (групи осіб), на які покладаються функції адміністрування даними, що зберігаються в базі.

За загальне управління системою бази даних відповідає адміністратор бази даних, який:

 визначає інформаційний зміст бази даних;

 визначає структуру збереження даних;

 організує взаємодію між користувачами бази даних;

 організує забезпечення перевірки достовірності інформації;

 визначає повноваження (пріоритети) доступу;

 визначає методи архівації та поновлення даних;

 керує ефективністю функціонування СУБД.