Раздел 4. Базы данных

1. Системы баз данных. Обзор СУБД с точки зрения возможностей пользователя. Требования к СУБД. Архитектура построения СУБД

2. Общая характеристика реляционной модели данных. Типы данных.

3. Первичный ключ. Внешний ключ. Методы обеспечения целостности ключей.

4. Нормализация отношений. Нормальные формы. Достоинства и недостатки нормализации.

Раздел 4. Базы данных

1. Системы баз данных. Обзор субд с точки зрения возможностей пользователя. Требования к субд. Архитектура построения субд

База данных может быть определена как структурная совокупность данных, поддерживаемых в актуальном состоянии и отображающих свойства объектов внешнего (реального) мира. В базе данных содержатся не только знания, но и описания данных, и поэтому информация о форме хранения уже не скрыта в сочетании «файл-программа», она явным образом декларируется в базе.

База данных ориентирована на интегрированные требования, а не на одну программу, как в случае файлового подхода, и служит для удовлетворения информационных потребностей многих пользователей. В связи с этим базы данных позволяют в значительной степени сократить избыточность информации. Переход от структуры базы данных к требуемой структуре в программе пользователя осуществляется автоматически с помощью СУБД.

СУБД – это сложная программная система накопления и последующего манипулирования данными, представляющими интерес для пользователя. Каждой прикладной программе СУБД предоставляет интерфейс с базой данных и располагает средствами непосредственного доступа к ней. Таким образом, СУБД играет центральную роль в функционировании автоматизированного банка данных.

А рхитектурно СУБД состоит из вдух больших компонент. С помощью языка описания данных (ЯОД) создаются описания элементов, групп и записей данных, а также взаимосвязей между ними, которые обычно задаются в виде таблиц. В зависимости от конкретной реализации СУБД язык описания данных подразделяют на языки описания схемы базы данных (ЯОС) и язык описания подсхем базы данных (ЯОП). Следует особо обратить внимание, что ЯОД позволяет создать не саму базу данных, а лишь ее описание.

Для выполнения операций с базой данных (выборка, удаление) в прикладных программах используется язык манипулирования данными (ЯМД). Фактическая структура физического хранения данных известна только СУБД.

С целью обеспечения связей между пользовательскими программами и СУБД (что особенно важно при мультипрограммном режиме работы операционной системы) в СУБД выделяют особую составляющую – резидентный модуль системыс управления базами данных. Этот модуль значительно меньше всей СУБД, поэтому на время функционирования АБИ он может постоянно находится в оперативной памяти ЭВМ и обеспечивать взаимодействие всех составляющих СУБД и обращающихся к ней программам.

Приведенная структура присуща всем СУБД, которые различаются ограничениями и возможностями по выполнению соответствующих функций. Следовательно, процесс сравнения и оценки таких систем для одного конкретного применения сводится к сопоставлению возможностей имеющихся СУБД с требованиями пользователей.

Средства манипулирования данными определяют методы доступа к базе данных и язык (языки), с помощью которого осуществляется этот доступ. Язык манипулирования данными является средством, которое примеяется пользователями или прикладными программистами для выполнения операций над базой данных. Степень процедурности ЯМД определяет меру независимости программ от данных. Чем менее процедурен язык, тем меньше вероятность изменения написанных написанных с его использованием программ при включении в СУБД новых способов доступа и даже новых структур данных.

Наконец, средства манипулирования данными определяют возможности пераллельной обработки. Для сохранения целостности базы данных в условиях ее одновременного использования несколькими прикладными программами обычно вводятся ограничения на доступ для всех, кроме одного, из одновременно выполняемых процессов. Паример, сели программа обновляет запись базы данных, то ей может предоставляться доступ к изменяемому полю, к записи или всему физическому файлу, в который эта запись входит.

Основная цель применения баз данных – обеспечить независимость логической базы данных и прикладных программ от методов хранения физической базы данных.

Управление содержанием базы данных осуществляется потем сбора и ведения точной и полной информации о данных. Эта информация, часто называемая метаданными, включает описание смысла элементов данных, способов их использования, источников, физических характеристик, а также различных правил и ограничений. Метаданные позволяют проводить анализ требований по новым данным, проектирование и программирование новых прикладных систем, сопровождение существующих систем и документирование всех этапов развития базы данных.