Лекция 2. Введение в базы и банки данных

Темы:

Оглавление

- понятие информационной системы (ИС), роль и место банка данных и базы данных в ИС

- файлы и файловые системы; среда базы данных

- трехуровневая архитектура баз данных: внешний, концептуальный и внутренний уровни.

- логическая и физическая независимость данных.

- классификация моделей данных.

- функции и службы СУБД.

- компоненты СУБД

- архитектура многопользовательских баз данных.

1. Основные понятия

Информационная система (ИС) – взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Примеры информационных систем:

- система управления предприятием

- системы продажи билетов

- экспертные системы

- системы управления физическим экспериментом

Основой любой информационной системы является банк данных.

Банк данных (БнД) – автоматизированная система централизованного хранения и коллективного использования данных.

Фактически банк данных представляет собой систему баз данных

Компоненты банка данных:

- информационная база (база данных)

- лингвистические средства

- программные средства

- технические средства

- организационное и методическое обеспечение

База данных (БД) – совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, независимо от прикладных программ (ГОСТ 20886-85)

База данных – информационная модель предметной области в виде совокупности данных, хранимых в памяти компьютера и связанных между собой по правилам, которые определяют их общие принципы описания, хранения и манипулирования

Под информационной моделью понимают информацию об объекте, отобранную и структурированную в соответствии с заданной целью.

Система управления БД (СУБД) – это совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

Модель данных – описание методов представления и обработки данных в СУБД, в том числе методов определения типов логических структур в базе данных, методов манипулирования данными и методов определения и поддержки целостности базы данных

Исторически первые базы данных создавались на основе файловых систем, и вся ответственность за работу с ними возлагалась на прикладное программное обеспечение, использовавшее эти базы. Файловые базы данных сегодня практи­чески не применяются. В современной технологии баз данных предполагается, что создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляются централизованно с помощью специального программного инструментария системы управления базами данных - СУБД.

Файловые системы

Файловая система – это набор прикладных программ, которые выполняют для пользователей некоторые операции, например создание отчетов. Каждая программа хранит свои собственные данные и управляет ими.

В целом ситуация схематически может быть представлена на рис.2.

К аждый отдел обращается к своим собственным данным с помощью специализированных приложений. Набор приложений каждого отдела позволяет вводить данные, работать с файлами и генерировать некоторый фиксированный набор отчетов. Самым важным является то, что физическая структура и методы хранения записей файлов с данными жестко определены в коде программ приложений. Совершенно очевидно, что большое количество данных в отделах дублируется, и это характерно для любых файловых систем.

Ограничения, присущие файловым системам:

1) Разделение и изоляция данных (доступ к данным затруднителен)

2) Дублирование данных (неэкономное расходование ресурсов, возможность нарушения целостности данных)

3) Зависимость от данных (физическая структура данных зафиксирована в коде приложения)

4) Несовместимость файлов (зависимость структуры файла от кода приложения)

5) Фиксированные запросы -> быстрое увеличение количества приложений

6) Высокая стоимость разработки и сопровождения системы

Все перечисленные выше ограничения файловых систем являются следствием двух факторов:

1. определение данных содержится внутри приложений, а не хранится отдельно и независимо от них

2. помимо приложений не предусмотрено никаких других инструментов доступа к данным и их обработки.