Система управления базой данных это пакет программ – 2. Банк данных, его состав, модели баз данных

2. Банк данных, его состав, модели баз данных

При увеличении объемов информации для многоцелевого применения и эффективного удовлетворения информационных потребностей различных пользователей используется интегрированный подход к созданию внутримашинного ИО. При этом данные рассматриваются как информационные ресурсы для разноаспектного и многократного использования. Принцип интеграции предполагает организацию хранения информации в виде банка данных (БнД), где все данные собраны в едином интегрированном хранилище и к информации как важнейшему ресурсу обеспечен широкий доступ различных пользователей.

Таким образом, банк данных (БнД) — это система специальным образом организованных данных (баз данных), программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.

Основные требования к БнД включают: интегрированность баз данных и целостность каждой из них; независимость, минимальную избыточность хранимых данных и способность к расширению. Важным условием эффективного функционирования БнД является обеспечение защиты данных от несанкционированного доступа или случайного уничтожения хранимых данных.

Любой банк данных в своем составе всегда содержит следующие два основных компонента: базу данных (БД), которая есть не что иное, как диалогическое представление информационной модели предприятия, и систему управления базой данных (СУБД), с помощью которой реализуются централизованное управление данными, хранимыми в базе, доступ к ним и поддержание их в состоянии, соответствующем состоянию предметной области.

Базы данных создаются в БнД предприятия для решения на ПК задач управления производством.

Для программной реализации работ с БД создаются вспомогательные программы их структур, справочников и файлов, печати и др.

Центральную роль в функционировании банка данных выполняет система управления базой данных (СУБД). СУБД — это пакет программ, обеспечивающий поиск, хранение, корректировку данных, формирование ответов на запросы. Система обеспечивает сохранность данных, их конфиденциальность, перемещение и связь с другими программными средствами. Основные функции СУБД: непосредственное управление данными во внешней памяти; управление буферами оперативной памяти; управление транзакциями; журнализация; языки БД.

Организация типичной СУБД и состав ее компонентов соответствует рассмотренному набору функций. Логически в современной реляционной СУБД можно выделить наиболее внутреннюю часть — ядро СУБД, компилятор языка БД (обычно 5рЬ), подсистему поддержки времени выполнения, набор утилит.

Преимущества работы с БнД для пользователей окупают затраты и издержки на его создание. Они заключаются в следующем: повышается производительность работы пользователей, достигается эффективное удовлетворение информационных потребностей; централизованное управление данными освобождает прикладных программистов от организации данных, обеспечивает независимость прикладных программ от данных; организация банка (базы) данных позволяет реализовать другие нерегламентированные запросы, приложения; снижаются затраты не только на создание и хранение данных, но и на поддержание их в актуальном динамичном состоянии; уменьшаются потоки данных, циркулирующих в системе, сокращается избыточность и дублирование.

Концепция банка данных— это не только идея интегрированного хранения данных, но и идея отделения описания данных от программ их обработки, интерфейс между которыми обеспечивается системой управления базами данных (СУБД). В основу ее разработки закладывают следующие принципы: единство структурно-информационной организации массивов; централизацию процессов накопления, хранения и обработки различных видов информации; однократный ввод первичных массивов информации с последующим многоразовым и многоцелевым их использованием; интегрированное использование массивов в различных режимах обработки; оперативность доступа к различным элементам информационных массивов; минимизацию стоимости создания и функционирования.

По организации и технологии обработки данных базы данных подразделяются на централизованные и распределенные.

Централизованную базу данных отличает традиционная архитектура баз данных (рис. 3.3).

При подобной архитектуре все необходимые для работы специалистов данные и СУБД размещены на центральном компьютере, или мэйнфрейме (татггате), вместе с приложением, принимающим входную информацию с пользовательского терминала и отображающим данные на экране пользователя. Предположим, что пользователь вводит запрос, требующий последовательного просмотра базы данных (например, запрос на расчет потребности материалов на деталь в натуральном и стоимостном выражении). СУБД получает этот запрос, просматривает БД, выбирая с диска нужную запись, вычисляет значение и отображает результат на экране. Приложение и СУБД работают на одном компьютере, и, поскольку система обслуживает много различных пользователей, каждый из них ощущает снижение быстродействия по мере увеличения нагрузки на систему.

Рис. 3.3. Централизованная БД

Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных компьютерах вычислительной сети. Работа с такой БД осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).

По способу доступа к данным БД разделяются на БД с локальным доступом и БД с удаленным (сетевым) доступом.

Системы централизованных БД с сетевым доступом предполагают различные архитектуры подобных систем: файл-сервер и клиент-сервер. Появление персональных компьютеров и локальных вычислительных сетей привело к разработке архитектуры «файл-сервер», показанной на рис. 3.4. При такой архитектуре приложение, выполняемое на ПК, может получить прозрачный доступ к файл-серверу, на котором хранятся совместно используемые файлы. Когда приложению, работающему на ПК, требуется получить данные из совместно используемого файла, сетевое программное обеспечение автоматически считывает требуемый блок данных с сервера. Наиболее популярные БД для ПК, включая MicrosoftAccess,ParadoxиdBaseподдерживают архитектуру «файл-сервер», при которой на каждом ПК работает своя копия СУБД.

При выполнении обычных запросов эта архитектура обеспечивает великолепную производительность, поскольку в распоряжении каждой копии СУБД находятся все ресурсы ПК. Однако рассмотрим приведенный выше пример. Поскольку запрос требует последовательного просмотра БД, СУБД постоянно запрашивает все новые блоки данных из БД, которая физически расположена на сервере сети. Очевидно, что в результате СУБД запросит и получит по сети все блоки файла. При выполнении запросов такого типа эта архитектура создает слишком большую нагрузку на сеть и уменьшает производительность работы.

Рис.3.4. Архитектура «файл-сервер».

Архитектура «клиент-сервер» показана на рис.3.5. При такой архитектуре ПК объединены в локальную сеть, в которой имеется сервер баз данных, содержащий общие БД. Функции СУБД разделены на две части. Пользовательские программы, такие, как приложения, Для формирования интерактивных запросов и генераторы отчетов, работают на клиентском компьютере. Хранение данных и управление ими обеспечиваются сервером. В этой архитектуре 5(Д, стал стандартным языком, предназначенным для обработки и чтения данных, содержащихся в БД. $01- обеспечивает взаимодействие между пользовательскими программами и ядром БД.

Вернемся к примеру определения потребности материалов на деталь. При архитектуре «клиент-сервер» запрос передается по сети ш сервер БД в виде 80Ь-запроса. Ядро БД на сервере обрабатывает запрос и просматривает БД, которая также расположена на сервере. После вычисления результата ядро БД посылает его обратно по клиентскому приложению, которое отображает его на экране ПК. Архитектура «клиент-сервер» позволяет сократить трафик и распределить процесс загрузки базы данных. Функции работы с пользователем, такие, как обработка ввода и отображение данных, выполняются на ПК пользователя. Функции работы с данными, такие, как дисковый ввод-вывод и выполнение запросов, выполняются сервером БД. Наиболее важно здесь то, что 5С?Ь обеспечивает четко определенный интерфейс между клиентской и серверной системами, эффективно передавая запросы на доступ к БД. Эта архитектура используется в современных СУБД Огас1е, Informix,Sybaseи др.

Рис. 3.5. Архитектура «клиент-сервер»

С ростом популярности СУБД появилось множество различных моделей данных. У каждой из них имелись свои достоинства и недостатки, которые сыграли ключевую роль в развитии реляционной модели данных, появившейся во многом благодаря стремлению упростить проектирование, упорядочить работу с моделями данных и повысить ее эффективность.

Основным средством организации и автоматизации работы с БД являются системы управления базами данных (СУБД).

Выбор СУБД определяется многими факторами, но главным из них является возможность работы с конкретной моделью данных (иерархической, сетевой, реляционной).

Иерархическую модель БД изображают в виде дерева (рис.3.6). Элементы дерева вершины 1 — 14 представляют совокупность данных, например логические записи. Каждой вершине соответствует множество экземпляров записей, составляющих логический файл. Вершины расположены по уровням и связаны между собой отношениями подчиненности. Одна-единственная вершина верхнего уровня является корневой. Иерархическая модель данных обеспечивает так называемые одно-многозначные отношения между данными. Примером таких отношений могут служить следующие: одному изделию соответствует несколько материалов, используемых на различных операциях обработки, сборки.

Сетевые модели БД соответствуют более широкому классу объектов управления, хотя требуют для своей организации и дополнительных затрат. Сетевая модель позволяет любому объекту быть связанным с любым другим объектом. Сетевые модели сложны, что создает определенные трудности при необходимости модернизации или развития СУБД. Пример сетевой модели БД представлен на рис. 3.7. На рисунке видно, что одно изделие изготавливается в результате выполнения нескольких операций, а одна операция может использоваться для изготовления различных изделий.

Реляционная модель БД представляет объекты и взаимосвязи между ними в виде таблиц, а все операции над данными сводятся к операциям над этими таблицами. На этой модели базируются практически все современные СУБД. Эта модель более понятна, «прозрачна» для конечного пользователя организации данных. К преимуществам реляционной модели БД можно отнести также более высокую гибкость при расширении БД, состава запросов к ней. Реляционная организация БД в виде таблицы содержит программу выпуска изделий (табл. 3.5). Эта база данных включает в себя три атрибута: код технологической группы оборудования, код изделия, программу выпуска.

Таблица 3.5. Реляционная модель БД

Код технологической группы оборудования	Код изделия	Программа выпуска
3	20370	600
3	20510	2000
5	50200	1500
5	50230	300

Одно из основных различий между тремя типами моделей СУБД состоит в том, что для иерархических и сетевых СУБД их структура не может быть изменена после ввода данных, тогда как для реляционных СУБД структура может изменяться в любое время. Для больших БД, структура которых остается длительное время неизменной, именно иерархические и сетевые СУБД могут оказаться наиболее эффективными, ибо они могут обеспечивать более быстрый доступ к информации БД, чем реляционные СУБД. Однако большинство СУБД для ПК работают с реляционной моделью. К реляционным моделям относят, например, СИррег, сШазе, Рагадох, РохРго, Ассе5$, Огас1е.

В последние годы все большее признание и развитие получают, объектно-ориентированные базы данных (ООБД), толчок к появлению которых дали объектно-ориентированное программирование и использование ПК для обработки и представления практически всех форм информации, воспринимаемых человеком.

В чем принципиальное отличие реляционных и объектно-ориентированных баз данных?В ООБД модель данных более близка сущностям реального мира. Объекты можно сохранить и использовать непосредственно, не раскладывая их по таблицам. Типы данных определяются разработчиком и не ограничены набором предопределенных типов. В объектных СУБД данные объекта, а также его методы помещаются «в хранилище как единое целое. Объектная СУБД именно то средство, которое обеспечивает запись объектов в базу данных. Существенной особенностью ООБД можно назвать объединение объектно-ориентированного программирования (ООП) с технологией баз данных для создания интегрированной среды разработки приложений.

ООБД обеспечивает доступ к различным источникам данных, в том числе, конечно, и к данным реляционных СУБД, а также разнообразные средства манипуляции с объектами баз данных. Традиционными областями применения объектных СУБД являются системы автоматизированного проектирования (САПР), моделирование, мультимедиа, поскольку именно из нужд этих отраслей выросло новое направление в базах данных.

В данных областях всегда существовала потребность найти адекватное средство хранения больших объемов разнородных данных, переплетенных многими связями. Поскольку объектные СУБД отличаются высоким быстродействием, надежностью, представляют разнообразнейший программный интерфейс для разработчиков, они широко используются в телекоммуникациях, различных аспектах автоматизации предприятия, издательском деле, геоинформационных проектах. Очень хорошо они подходят для решения задач построения распределенных вычислительных систем. На основе объектной СУБД можно строить сложные распределенные банки данных, организовывать к ним доступ как через локальную сеть, так и для удаленных пользователей в режиме реального масштаба времени. К объектным СУБД можно отнести СУБД ONTOS— одного из лидеров направления ООБД,Jasmine,ODB-Jupiter— первый российский продукт такого родаORACLE8.0.

Использование баз данных на предприятии не дает желаемого результата от автоматизации деятельности предприятия. Причина проста: реализованные функции значительно отличаются от функций ведения бизнеса, так как данные, собранные в базах, не адекватны информации, которая нужна лицам, принимающим решения. Решением данной проблемы стала реализация технологии информационных хранилищ.

studfile.net

47. Технологии использования систем управления базами данных

Для начального этапа практического использования вычислительной техники характерным являлся так называемый позадачный подход, при котором каждая прикладная программа включала в себя или затребовала при выполнении ввод специфичного набора данных. Это приводило к неоправданному росту трудозатрат на разработку программного обеспечения, на повторный ввод одних и тех же данных в разных форматах, к увеличению количества ошибок, прежде всего, в процессе ввода, в целом затрудняло и замедляло процесс обработки информации с помощью компьютера. Требовало повышенного расхода трудовых и материальных ресурсов.

Вместе с тем, значительную часть информации, обрабатываемой в организации (на предприятии) составляют постоянная информация – о кадрах, оборудовании, номенклатуре продукции и т.д., различного рода нормативные и справочные данные. Одна и та же информация необходима для решения разных задач, реализации нескольких управленческих функций, востребуется обычно самыми разными производственными и иными подразделениями организации. Сведения по одним и тем же объектам, процессам, явлениям формируются и уточняются также в различных подразделениях организации или иных источниках.

Указанные обстоятельства приводят к необходимости использования в вычислительной системе принципа однократного ввода данных, единообразия их описания, специальной методологии объединения первичных данных на основе общих правил их накопления, хранения и обработки, принципа независимости сбора и актуализации данных, т.е. к концепции баз данных.

В современном понимании база данных (БД) (иначе говоря, информационная база) – это специальным образом организованная система хранения массивов описания фрагментов предметной области, обеспечивающая оперативный доступ пользователя к содержательной информации. Состав информации, накапливаемой в базе данных, определяется, прежде всего, предметной областью и кругом решаемых задач.

Впервые базы данных появились в справочных системах. Фактографические справочные системы позволяют вести поиск по элементам формализованного описания объектов предметной области и выдавать в ответ на запрос пользователя эти формализованные описания, а иногда и ссылки на исходные документы.Документальные справочные системы осуществляют поиск по ключевым словам, фигурирующим в текстовых документах, и предоставляют пользователю обычно подборку документов, наиболее полно отвечающих запросу по определенным критериям.

Система управления базами данных (СУБД) (Data Base Management System — DBMS) — это комплекс программных средств, предназначенный для централизованного создания и использования на ЭВМ совокупности баз данных в рамках различных приложений, в интересах определенной со​вокупности пользователей. СУБД расширяет возможности операционной системы при работе с базами данных. Системы управления базами данных как новый вид программного обес​печения появились в начале 70-х гг. прошлого столетия. Необходимость разработки и применения СУБДкак самостоятельной программной системы обусловлено следующим:

— наличие специфических параметров логической и физической организации баз данных, на которые не ориентированы операционные системы и языки программирования;

— для описания баз данных недостаточно возможностей, предоставляемых стандартными прикладными программами, требуется специальное программное обеспечение, создаваемое и используемое с помощью языков программирования СУБД;

— требования по организации доступа к данным диктуют необходимость разработки специальных алгоритмов и управляющих программ;

— процедуры специальной обработки баз данных, обеспечивающие целостность и непротиворечивость данных, декомпозицию запросов, параллельное выполнение транзакций и т.д., а также реализацию операций реляционной алгебры в операционных системах и языках программирования не предусмотрены.

Существуют следующие виды логических (внешних) моделей базы данных: иерархическая, сетевая, реляционная и объектно-ориентированная модели данных.Иерархическая модель данных – это древовидная структура, отражающая вертикальные связи – отношения подчинения между нижестоящими и вышестоящими уровнями расположения элементов информации. Поиск осуществляется по одной из ветвей дерева, в котором каждая вершина имеет только одну связь с вершиной более высокого уровня. Исторически иерархические СУБД появились первыми. Важнейшие недостатки таких СУБД — отсутствие стандарта внешних интерфейсов, невозможность «пе​реноса» прикладных программ. Вместе с тем, разработанное на их основе программное обес​печение используется до сих пор: накоплены огромные массивы актуальной информации. Сетевая модель содержит, помимо вертикальных, горизонтальные связи между элементами информации. Ограничений количества связей, входящих в вершину, не существует. Это позволяет строить сложные поисковые структуры.

Реляционная модель отражает накапливаемую информацию в виде таблиц, над которыми выполняются логические операции (операции реляционной алгебры). В рамках указанной модели таблица называется отношением, строка – кортежем, столбец – атрибутом. Область определения атрибута (домен) — это область, в которой находится множество возможных значений атрибута. Основное требование к отношению в рамках реляционной модели состоит в том, что значения атрибутов должны быть элементарной, неделимой информационной единицей, а это и дает возможность применения в целях обработки математического аппарата реляционной алгебры. Простота и гибкость этой модели данных позволили ей занять лидирующие позиции на соответствую​щем секторе рынка. Наиболее популярны СУБД: dBase III Plus, FoxBase, FoxPro, Clipper, dBase IV, Clarion, Paradox, Oracle. Имеющиеся негативные моменты в реляционной модели: невозможность представления и манипулирования данными сложной структуры (тексты, простран​ственные данные).

Объектно-ориентированные модели наиболее близки по своей структуре фрагментам реального мира, поскольку предполагают работу с описаниями его объектов. Важнейшие области применения объектных СУБД – системы автоматизированного проектирования (САПР), моделирование, мультимедиа, управление организацией. Они используются при построении распределенных вычислительных систем. Подобные СУБД отличаются высоким быстродействием, надежностью, представляют разнообразный интерфейс для разработчиков и пользователей. К числу таких СУБД относятся ORACLE 8.0, ONTOS, Jasmine, ODB-Jupiter. Все большее распространение объектно-ориентированных моделей является важной тенденций в использовании СУБД.

Выбор модели определяется, главным образом, объемно-временными характеристиками будущей системы — интенсивностью работы с информацией различных видов и формами ее представления, частотой изменения и обновления данных, количеством одновременно работающих пользователей и т.д., а также степенью и характером взаимосвязи данных, требованиями по разграничению доступа к ним.

Классификация СУБД осуществляется по следующим основным признакам: по используемому языку общении, по выполняемым функциям, по сфере применения, по допустимым режимам работы. По используемому языку общения различаются замкнутые и открытые СУБД. Замкнутые системы имеют собственные самостоятельные языки общения пользователей с БД, которые обеспечивают непосредственное общение с системой в режиме диалога и позволяют работать без программистов. Открытыми системами для общения пользователя с БД используется язык программиро​вания, дополненный операторами языка манипулирования данными (ЯМД), в этом случае необходимо участие квалифицирован​ного программиста.

По выполняемым функциям существующие СУБД можно разделить на операционные и информационные. Информационные СУБД позволяют организовать хранение данных, поиск и выдачу нужной информации из БД и поддерживать их и актуальность. Операционные СУБД предусматривают виды обработки по получению информа​ции, не хранящейся в БД в явном виде.

По сфере применения СУБД классифицируются на универсальные (они настраиваются на любую предметную область путем создания соответствующей базы данных и прикладных программ) и проблемно-ориентированные (ориентируются на определенные процедуры обработки данных, присущие конкретной области при​менения). По режимам работы различают СУБД с пакетной обработкой и СУБД с телеобработкой.

Для создания, ведения и корректировки баз данных используются пакеты СУБД, которые включают:

— средства поддержки языковых средств – трансляторы с языков описания данных, языков манипулирования данными, языков программирования, редакторов и отладчиков;

— прикладные программные пакеты управления процессами обработки данных (обслуживание задач, поддержка запросов, пополнение и корректировка данных, взаимодействие программ обработки с операционной системой, регулирование доступа и т.д.).

СУБД выполняет следующие группы функций: управляющую, обрабатывающую, сервисную. Управляющие функции заключаются в выполнении операций над файлами – открытие, закрытие, копирование, переименование и т.д., а также над записями, полями записей. Обрабатывающие функции включают в себя отладку и выполнение прикладных программ, предназначенных для осуществления операций с данными. Сервисная функция охватывает различного рода вспомогательные операции и реализуется утилитами.

К числу основных управляющих функций СУБД относятся: управление данными во внешней памяти, управление буферами оперативной памяти, управление трансакциями, журнализация и восстановление БД после сбоев, поддержание языков СУБД. Функция управления данными во внешней памяти включает в себя обеспечение необходимых структур внешней памяти для хранения данных, а также для служебных целей, на​пример, для ускорения доступа к данным. В некоторых реализациях СУБД эта функция опирается на возможности существующих файловых систем.

Функция управления буферами оперативной памяти направлена на увеличение производительности СУБД. Дело в том, что база данных, как правило, намного превышает по объему оператив​ную память. Если же при обработке информации производится обмен с внешней памятью, то и вся система работает со скоростью внешней памяти. Общесистемная буферизация, которую осуществляет операционная система, недостаточна для целей СУБД. Разви​тые СУБД, располагая обширной информацией о полезности буферизации той или иной части базы данных, поддерживают свой набор буферов оперативной памяти с особой дисциплиной их замены. Рассматриваемая функция согласуется с алгорит​мами журнализации и синхронизации. Вместе с тем, су​ществует направление в развитии СУБД, которое ориентировано на постоянное присутствие всей базы данных в оперативной памяти.

Управление трансакциями необходимо для поддер​жания логической целостности БД. Под трансакцией понимается последовательность операций над БД, рассмат​риваемых СУБД как единое целое. Каждая трансакция начинается при целостном состоянии БД и оставляет это состояние целостным пос​ле своего завершения. Если трансакция успешно выпол​нена, СУБД фиксирует произведенные изменения во внешней памяти. В противном случае ни одно из этих изменений никак не отража​ется на состоянии БД. Меха​низм трансакций необходим как для однопользовательс​ких, так и для многопользова​тельских СУБД. Трансакция рассматривается как единица активности пользователя по отношению к БД. При соответствующем механизме управления трансакциями пользователь ощущает себя единственным пользовате​лем СУБД.

Журнализация и восстановление БД после сбоев позволяет достигнутьнадежного хранения дан​ных во внешней памяти. Эта функция требует из​быточности хранения данных, причем та их часть, которая использу​ется для восстановления последнего согласо​ванного состояния БД после аппаратного или программного сбоя, хранится особенно надежно. В этих целях осуществляется ведение журнала изменений базы данных. Практикуется «упреждающая» запись в журнал (прото​кол Write Ahead Log): сведения об изменении любого объекта БД фиксируется во внешней памяти журнала раньше, чем они попадают во внешнюю память основной час​ти БД.

Поддержание языков БД. Для работы пользователя с БД используются языки баз данных. В ранних СУБД поддерживалось не​сколько специализированных по своим функциям языков – входной язык, язык коррекции, язык запросов и т.д. В совре​менных СУБД обычно используется единый интегрированный язык, содержащий все необходимые средства для работы с БД, начи​ная с ее создания.

Структурно СУБД включает следующие основные части: ядро СУБД (Data Base Engine), ком​пилятор языка БД, набор утилит. Ядро СУБД включает управление данными во внешней памяти, управление буферами оперативной памяти, управление трансакция​ми и журнализацию. Ядро обладает собственным интерфейсом, недоступным пользователю и используемым в программах, производи​мых компилятором, а также в утилитах. Ядро является основ​ной резидентной частью СУБД. При использовании архитектуры «клиент-сервер» ядро является основным элементом серверной части системы.

Основная функция компилятора языка БД — трансляция опера​торов языковых средств БД в некоторую выполняемую программу. Результа​том трансляции является выполнимая программа, представляемая в машинных кодах, но чаще в выполняе​мом внутреннем машинно-независимом коде.

В отдельные утилиты обычно выделяют такие процедуры, кото​рые слишком дорого выполнять с использованием языка БД, например, загрузка БД, сбор статистики, глобальная проверка цело​стности. Утилиты программируются с использованием ядра СУБД.

Языковые средства СУБД делают доступными функциональные возможности моделей данных для пользователей различных категорий: персонала, выполняющих функции администрирования, разработ​чиков прикладных программ на основе СУБД, конечных пользо​вателей. Языковые средства реализуются в их явной синтаксической форме (для высококвалифицированных пользователей), либо в форме различного рода меню, диа​логовых сценариев или заполняемых пользователем таблиц.

Основные функции языковых средства — описание представления базы данных на управляемых уров​нях архитектуры системы, а также инициирование выполнения операций манипулирования данными.

Первая из этих функций обеспечивается языком описания дан​ных (ЯОД Shema Definision Language). Его часто называют языком определения данных. Описание данных средствами ЯОД называют схемой базы данных. Оно включает описание логической структуры данных и налагаемых на нее ограничений целостности в рамках тех правил, которые регламентированы моделью данных используемой СУБД. Помимо указанных функций, ЯОД некоторых СУБД обеспе​чивает возможности задания ограничения доступа к данным или пол​номочий пользователей.

Язык манипулирования данными (ЯМД, Shema Manipulation Language) позволяет запрашивать предусмотренные в системе операции над данными из базы данных, т. е. содержит набор операторов манипу​лирования данными, позволяющий заносить данные, удалять, модифи​цировать или выбирать их. Аналогично ЯОД, ЯМД не обязательно выс​тупает в качестве синтаксически самостоятельного языка СУБД.

Современные языки СУБД не толь​ко реализуют функции определения и манипулирования данными, но и располагают средствами, свой​ственными традиционным языкам программирования. Они могут использоваться как функционально полное средство для создания прикладных программ и для формулировки запросов пользо​вателей к БД. Такие языки называют автономными.

Конечные пользователи СУБД разделяются на две категории — прямые и косвенные. Те, кто относится к группе прямых пользователей, в отличие от косвен​ных, самостоятельно без посредников общаются с ЭВМ. Они спо​собны разрабатывать новые приложения.

В настоящее время акцент разработки приложений все более пе​реносится с профессиональных программистов на конечных пользо​вателей. Эта тенденция имеет очевидные достоинства: приложения разрабатываются быстрее; реализуются именно те алгоритмы, кото​рые необходимы пользователю в момент разработки приложений; снижается себестоимость программной реализации системы и упро​щается весь процесс ее разработки. Все это становится возможным, если в состав СУБД входятязыки конечных пользователей, которые относят к классу автономных непроцедурных языков высокого уровня. Сегодня почти для всех промышленных систем такие языковые сред​ства разработаны.

Языки конечных пользователей позволяют осуществлять выбор​ку данных, формировать отчеты, разрабатывать новые приложения и запрашивать выполнение уже разработанных. В некоторых языках такого типа обеспечены также возможности обновления базы дан​ных и реализация достаточно сложных обработок данных. Для изучения простейших возможностей языков конечных пользова​телей требуется обычно от 1 до 3 дней. Такой уровень подготовки позволяет пользователю разрабатывать несложные приложения.

Использование всего спектра языков СУБД в полной мере, необходимой для формирования и выполнения сложных процедур обработки данных, требует профессиональ​ной подготовки.

studfile.net

Настольные системы управления базами данных (СУБД)

Всероссийский Заочный Финансово-Экономический институт

Филиал в г. Калуге

Курсовая работа

по дисциплине «Информатика»

на тему «Настольные системы управления базами данных (СУБД) «

Калуга

Оглавление

Введение

1. Краткая характеристика СУБД

2. Microsoft Access

3. Microsoft Visual FoxPro 7.0

4. dBASE

Практическая часть

Заключение

Список использованной литературы

Современная жизнь немыслима без эффективного управления. Важной категорией являются системы обработки информации, от которых во многом зависит эффективность работы любого предприятия или учреждения. Такая система должна:

· обеспечивать получение общих и/или детализированных отчетов по итогам работы;

· позволять легко определять тенденции изменения важнейших показателей;

· обеспечивать получение информации, критической по времени, без существенных задержек;

· выполнять точный и полный анализ данных.

Современные СУБД в основном являются приложениями Windows, так как данная среда позволяет более полно использовать возможности персональной ЭВМ, нежели среда DOS. Снижение стоимости высокопроизводительных ПК обусловил не только широкий переход к среде Windows, где разработчик программного обеспечения может в меньшей степени заботиться о распределении ресурсов, но также сделал программное обеспечение ПК в целом и СУБД в частности менее критичными к аппаратным ресурсам ЭВМ.

Среди наиболее ярких представителей систем управления базами данных можно отметить: Lotus Approach, Microsoft Access, Borland dBASE, Borland Paradox, Microsoft Visual FoxPro,, а также баз данных Microsoft SQL Server и Oracle, используемые в приложениях, построенных по технологии «клиент-сервер».

На сегодняшний день разработчик не связан рамками какого-либо конкретного пакета, а в зависимости от поставленной задачи может использовать самые разные приложения. Поэтому, более важным представляется общее направление развития СУБД и других средств разработки приложений в настоящее время.

Для того чтобы в полной мере раскрыть тему данной работы рассмотрим основные характеристики некоторых СУБД — лидеров на рынке программ, предназначенных как для разработчиков информационных систем, так и для конечных пользователей.

Рассмотрим более подробно программные продукты компании Microsoft, а именно Access, Visual FoxPro7.0, dBASE. Наиболее интересной чертой этих пакетов являются их большие возможности интеграции, совместной работы и использования данных, так как данные пакеты являются продуктами одного производителя, а также используют сходные технологии обмена данными.

База данных — это реализованная с помощью компьютера информационная структура (модель), отражающая состояние объектов и их отношения.[1]

База данных предполагает наличие комплекса программных средств, обслуживающих эту базу данных и позволяющих использовать содержащуюся в ней информацию. Такой комплекс программ называют СУДБ. Это программная система, поддерживающая наполнение и манипулирование данными, представляющими интерес для пользователей при решении прикладных задач. Иными словами, СУБД является интерфейсом между базой данных и прикладными задачами.

Перечислим основные функции СУБД.

1. Определение данных — определить, какая именно информация будет храниться в БД, задать свойства данных, их тип (например, число цифр или символов), а также указать, как эти данные связаны между собой.

2. Обработка данных — данные могут обрабатываться самыми различными способами. Можно выбирать любые поля, фильтровать и собирать данные. Можно объединять данные с другой, связанной с ними, информацией и вычислять итоговые значения.

3. Управление данными — можно указать, кому разрешено знакомиться с данными, корректировать их или добавлять новую информацию.

Входящие в состав современных СУБД средства совместно выполняют следующие функции:

· описание данных, их структуры;

· первичный ввод, пополнение информации в БД;

· удаление устаревшей информации из БД;

· корректировку данных для поддержания их актуальности;

· упорядочение (сортировку) данных по некоторым признакам;

· поиск информации по некоторым признакам

· подготовку и генерацию отчетов;

· защиту информации и разграничение доступа пользователей к ней;

· резервное сохранение и восстановление БД.

Архитектурно СУБД состоит из двух основных компонентов: ЯОД , позволяющего создать схему описания данных в базе, и ЯМД , выполняющего операции с базой данных (наполнение, обновление, удаление, выборку информации). Данные языки могут быть реализованы в виде тренажеров и интерпретаторов. Помимо ЯОД и ЯМД к СУБД следует отнести средства (или языки) подготовки отчетов (СПО), позволяющие подготовить сводки (отчеты) на основе информации, найденной в базе данных, по заданным формам.

СУБД предназначены для автоматизации процедур создания, хранения и извлечения электронных данных. Многие существующие экономические, информационно-справочные, банковские, программные комплексы реализованы с использованием инструментальных средств СУБД.

Для различных классов компьютеров и операционных средств разработано множество СУБД, отличающихся по способу организации данных, формату данных, языку формирования запросов. Наиболее распространенными пакетами для ПЭВМ являются Microsoft Access, dBase, Paradox, Visual Fox Pro, Oracle и др.

MS Access (от англ. access-доступ) — это функционально полная реляционная СУБД. Кроме того, MS Access — одна из самых мощных, гибких и простых в использовании СУБД. В ней можно создавать большинство приложений, не написав ни единой строки программы, но если нужно создать нечто более сложное, то на этот случай MS Access предоставляет мощный язык программирования — Visual Basic Aplication.[2]

Популярность СУБД MS Access обусловлена следующими причинами:

· Access является одной из самых легкодоступных и понятных систем как для профессионалов, так и для начинающих пользователей, позволяющая быстро освоить основные принципы работы с базами данных;

· система имеет полностью русифицированную версию;

· полная интегрированность с пакетами MS Office: Word, Excel, Power Point, Mail;

· идеология Windows позволяет представлять информацию красочно и наглядно;

· возможность использования OLE технологии, что позволяет установить связь с объектами другого приложения или внедрить какие-либо объекты в базу данных Access;

· технология WYSIWIG позволяет пользователю постоянно видеть все результаты своих действий;

· широко и наглядно представлена справочная система;

· существует набор «мастеров» по разработке объектов, облегчающий создание таблиц, форм и отчетов.

В Access используются реляционные базы данных, в которые входят несколько таблиц и между ними устанавливаются связи. Эти связи позволяют ввести данные в одну таблицу и связать их с записью в другой таблице через идентификатор. Хранение данных в связанных таблицах имеет ряд преимуществ: отпадает необходимость многократного ввода одних и тех же данных в большое число записей, объем базы данных становится меньше, уменьшается количество ошибок при вводе, упрощается процедура обновления данных. Для просмотра связей между таблицами конкретного приложения в Access используется команда — Схема данных из меню Сервис.

Работа с базой данных подразделяется на две фазы: фазу конструирования базы данных и фазу управления данными. В большинстве случаев фаза конструирования выполняется в режиме конструктора; при этом возможно применение, как режима конструктора таблицы, так и режима конструктора формы. После завершения фазы конструирования появляется возможность использовать различные объекты базы данных для управления реальными данными, также становится возможным ввод данных, их редактирования, формирования запросов в базе данных с целью извлечения части данных, создание отчетов MS Access. При работе с различными объектами базы данных в процессе конструирования и использования этих объектов пользователь переходит из одного режима в другой, при этом меню панели инструментов также изменяются в соответствии с выполняемыми задачами.

Помимо работы с данными в режиме таблицы эффективным инструментом для ввода, просмотра и редактирования данных в полях базы являются формы. Как правило, форма отображает на экране одновременно только одну запись. Большим преимуществом формы является ее способность одновременно отображать данные из нескольких таблиц.

До непосредственного создания новой базы данных в компьютере необходимо выполнить несколько предварительных операций:

· определить содержимое полей;

· выбрать тип данных для каждого поля;

· продумать структуру базы данных;

· установить связи между таблицами;

· определить конкретные поля, используемые в качестве ключевых индексированных полей.[3]

Ключевое поле состоит из одного или нескольких полей, которые однозначно идентифицируют каждую запись в таблице.

При проектировании структуры базы следует иметь в виду, что Access позволяет использовать вычисляемые поля, значения которых являются результатами вычислений над хранящимися в базе данными.

При запуске Access на экран выводится диалоговое окно, предлагающее либо открыть имеющуюся базу данных, либо создать новую. При этом значительную помощь при создании новой базы данных может оказать Мастер базы данных.

Access имеет в своем составе также набор Мастеров, ориентированных на оказание помощи при создании конкретных типов объектов базы данных. Так, мастер таблиц предлагает последовательность шагов по созданию таблицы. Он предоставляет широкий выбор специализированных таблиц (например, Контакты, Товары и др.), каждая из которых имеет набор часто используемых полей.

mirznanii.com

Лекция 7. Базы данных

База Данных (БД) — структурированный организованный набор данных, описывающих характеристики каких-либо физических или виртуальных систем.

По технологии хранения данных базы делятся на:

1) централизованные – размещающиеся в памяти одной вычислительной системы;

2) распределенные – состоящие из нескольких частей и хранимые на различных компьютерах.

В операционных системах специальных средств для создания и обработки баз данных, как правило, не предусматривается. Поэтому необходим комплекс программ, которые бы обеспечивали автоматизацию всех операций, связанных с решением этих задач. Такой комплекс программ, получивший название системы управления базами данных (СУБД), представляет собой прикладное программное обеспечение, расширяющее возможности операционной системы по обработке баз данных.

Организация структуры БД формируется исходя из следующих соображений:

1) Адекватность описываемому объекту/системе — на уровне концептуальной и логической модели.

2) Удобство использования для ведения учёта и анализа данных — на уровне так называемой физической модели.

Организация системы управления базами данных

Система управления базами данных – это наиболее распространенное и эффективное универсальное программное средство, предназначенное для организации и ведения логически взаимосвязанных данных на машинном носителе, а также обеспечивающее доступ к данным.

Основной составной частью СУБД является ее ядро – управляющая программа для автоматизации всех процессов, связанных с обращением к базам данных. После запуска СУБД ее ядро постоянно находится в основной памяти и организует обработку данных, управляет очередностью выполнения операций, взаимодействует с прикладным программным обеспечением и операционной системой, контролирует завершение операций доступа к БД. Важнейшей функцией ядра является организация параллельного выполнения запросов.

По способу доступа к данным БД различают системы файл-сервер и клиент-сервер.

1) В системе файл-сервер одна из вычислительных машин служит хранилищем централизованной базы данных, а доступ к базе осуществляется с других машин, которые носят название рабочих станций. Файлы базы данных передаются на рабочие станции, где производится их обработка.

Для этой архитектуры характерен коллективный доступ к общей базе данных на файловом сервере. Запрошенные данные транспортируются с файлового сервера на рабочие станции, где их обработка выполняется средствами СУБД.

2) В системе клиент-сервер кроме хранения базы данных на центральную машину ложатся и функции обработки данных, а на клиентских машинах выполняется только представление информации Запрос на обработку данных выдается клиентом и передается по сети на сервер баз данных, где осуществляется поиск. Обработанные данные транспортируются по сети от сервера к клиенту.

Информационно-логическая (инфологическая) модель является логическим представлением взаимосвязей объектов базы данных. Известны три разновидности инфологических моделей: иерархическая, сетевая и реляционная.

1) Иерархическая модель данных основана на графическом способе связей данных, и схема взаимосвязей объектов имеет вид перевернутого дерева. Каждому элементу соответствует только одна связь от элемента более высокого уровня. Поиск данных происходит по одной из ветвей дерева.

Достоинства СУБД иерархической модели — простота, быстродействие. Правда, если структура данных оказывалась сложнее, чем обычная иерархия, то простота структуры иерархической базы становилась ее недостатком.

В связи с этим для таких задач, как обработка заказов, была разработана новая сетевая модель данных. Она стала улучшенной иерархической моделью.

2) В сетевой модели данных каждый элемент может иметь более одного порождающего элемента, а графическое представление модели очень напоминает сеть. Она допускает усложнение «дерева» без ограничения количества связей, входящих в его вершину.

К достоинствам сетевых баз данных можно отнести гибкость, стандартизацию и быстродействие.

Но и иерархические, и сетевые базы данных были очень жесткими, наборы отношений и структуру записей приходилось задавать наперед, а изменение структуры базы данных обычно означало перестройку всей базы. Ко всему прочему, они были инструментами программистов. Чтобы получить ответ на вопрос типа: «Какой товар наиболее часто заказывает компания XX?», программисту приходилось писать программу для навигации по базе данных. Реализация пользовательских запросов часто затягивалась на недели и месяцы, и к моменту появления запрошенной информации она часто уже оказывалась бесполезной.

Недостатки иерархической и сетевой моделей привели к появлению новой реляционной модели, созданной Коддом в 1970 г. и вызвавшей всеобщий интерес. Реляционная модель была попыткой упростить структуру базы данных, и теперь все данные представлялись в виде простых таблиц, разбитых на строки и столбцы.

В 1985 г. Кодд написал статью, где сформулировал двенадцать правил, которым должна удовлетворять любая база данных, претендующая на звание реляционной. С тех пор двенадцать правил Кодда считаются определением реляционной СУБД.

Можно сформулировать более простое определение.

studfile.net

оборудование, программное обеспечение, данные, люди

До сих пор мы обсуждали информационные системы, использующие базы данных, и их возможности лишь в общих терминах. Теперь пришло время более внимательно взглянуть на то, из чего состоит такая система. Информационная система это нечто большее, чем просто данные или дан­ные в сочетании с программным обеспечением базы данных. Полная инфор­мационная система, использующая базы данных, состоит из четырех компонентов: оборудования, программного обеспечения, данных и людей.

Оборудование

Оборудование (или «железо») это набор физических устройств, на ко­торых существует база данных. Оно состоит из одного или нескольких ком­пьютеров, дисководов, мониторов, принтеров, магнитофонов, соединитель­ных кабелей и других вспомогательных и соединительных устройств.

Рис. 1.15. Три возможные конфигурации оборудования для информационных систем

Для обработки данных в базах данных могут использоваться универ­сальные вычислительные машины, мини-компьютеры или персональные компьютеры. В нашем предыдущем примере фирма IPD начинала с мини-компьютера, затем они перешли на универсальную вычислительную ма­шину. Универсальные ЭВМ и мини-компьютеры традиционно используются в качестве основы для поддержания доступа многих пользователей к общей базе данных. Персональные компьютеры часто используются для баз дан­ных, с которыми работает один пользователь. Они, однако, могут быть со­единены в сеть по принципу клиент/сервер, обеспечивая доступ нескольких пользователей к общей базе данных, хранимой на дисках и управляемой сервером. Сервером может служить более мощный настольный компьютер, мини-компьютер или универсальная ЭВМ. На рис. 1.15 представлены раз­личные конфигурации устройств.

Основным способом хранения баз данных является хранение на дисках, что существенно, поскольку к ним возможен произвольный доступ, без которого работать с базой данных невозможно. Настольные компьютеры, мониторы и принтеры используются для ввода и извлечения информации из базы данных. Ленты являются недорогим средством быстрого создания резервных копий данных, хранящихся на дисках.

Успешная работа информационных систем, использующих базы данных, сильно зависит от совершенства технологии устройств. Для поддержания и управления огромным количеством данных, хранящихся в базе данных, требуется очень большой объем оперативной памяти и дисков. Кроме того, в системе с большим числом пользователей для того, чтобы за приемлемое время извлекать нужную им информацию, необходимо быстро выполнять огромное количество обращений к данным, для чего требуется высокое бы­стродействие компьютеров, сетей и периферийных устройств. К счастью, за годы развития баз данных мощность компьютерного оборудования сильно выросла, а стоимость значительно снизилась. Благодаря этому стало воз­можным широкое распространение информационных систем, использующих базы данных.

Программное обеспечение

Информационная система, использующая базу данных, включает в себя два вида программного обеспечения:

• Программное обеспечение общего назначения для поддержания базы данных, обычно называемое системой управления базой данных (СУБД).

• Прикладное программное обеспечение, которое использует средства СУБД для выполнения конкретных деловых задач, таких как вы­ставление счетов или анализ продаж.

Прикладное программное обеспечение обычно создается сотрудниками компании для решения конкретных задач компании. Оно может быть напи­сано на стандартном языке программирования типа Кобола или Си или же на языке (обычно называемом языком четвертого поколения), входящем в комплект системы управления базой данных. Прикладные программы ис­пользуют средства СУБД для обращения к данным и их обработки, создавая отчеты или документы, необходимые для работы компании.

Система управления базой данных (СУБД) это системное программ­ное обеспечение, аналогичное операционной системе или компилятору, об­служивающее конечных пользователей, программистов и т.д. Как следует из названия, СУБД предназначена для того, чтобы обеспечивать управление базой данных. Обычно СУБД выполняет следующие функции:

• Централизованное определение и контроль данных, известное под названием словарь/каталог данных.

• Защита данных и обеспечение их целостности.

• Одновременный доступ к данным для нескольких пользователей.

• Ориентированные на пользователя возможности запросов, обработки и извлечения данных.

• Ориентированные на программиста возможности создания прикладных систем.

Словарь/каталог данных. Подсистема словаря/каталога данных следит за определениями всех элементов данных базы, включая элементарные группы данных (поля), структуры данных на уровне групп и записей, файлы или реляционные таблицы. Эту информацию поддерживает не только словарь данных, но именно он отслеживает отношения, существующие ме­жду различными группами данных. Кроме того, он поддерживает индексы, служащие для быстрого обращения к данным. Он также отслеживает уста­новки формата вывода данных, которые могут использоваться различными прикладными программами.

Словарь данных можно рассматривать как часть самой базы данных. То­гда база данных будет самоописываемой, поскольку она содержит информа­цию, описывающую ее собственную структуру. Информация в словаре дан­ных называется метаданными, то есть «данными о данных». Метаданные доступны для запросов и манипуляций, как и любые другие данные базы.

Метаданныеданные в словаре данных, описывающие базу данных.

Механизмы защиты и поддержания целостности данных. База данных это ценный ресурс, нуждающийся в защите. СУБД защищает базу дан­ных, не предоставляя несанкционированного доступа к ней. Полномочия пользователей могут быть различны с точки зрения того, к каким данным им разрешено обращаться, и имеют ли они право обновлять данные. Такой доступ контролируется системой паролей и представлениями данных, то есть описаниями ограниченных частей базы данных, как показано на рис. 1.16. Целостность и непротиворечивость базы данных обеспечивается ограничениями на значения элементов данных, а также путем создания СУБД резервных копий, делающих возможным восстановление данных. Описания ограничений на значения элементов данных хранятся в словаре данных. Резервные копии и восстановление поддерживаются программами, которые автоматически фиксируют внесенные в базу данных изменения и обеспечивают возможность восстановления текущего состояния базы данных в случае сбоя в системе.

Рис. 1.16. Пользовательские представления данных

в базе данных

Представление данныхописание ограниченной части базы данных.

Одновременный доступ к данным для нескольких пользователей. Одна из главных функций СУБД состоит в поддержании доступа, извлечения и обновления данных базы. СУБД обеспечивает физические механизмы, по­зволяющие многим пользователям быстро и эффективно обращаться к боль­шому количеству связанных данных. Это распространяется и на удаленных пользователей, которые обращаются к базе данных через систему телеком­муникаций. Средства СУБД обеспечивают взаимодействие с телекоммуникационными системами, адекватно обрабатывая запросы и выдавая результаты.

Централизованное хранение данных в базе является причиной высокой вероятности того, что двум или более пользователям потребуется одновре­менный доступ к одним и тем же данным. Если СУБД это позволяет, то два пользователя наверняка повлияют на работу друг друга и могут испортить ее. Таким образом, важно, чтобы СУБД не допускала такой ситуации, когда один пользователь обращается к данным, а другой в то же время вносит в них изменения. Для этого в СУБД используются сложные блокирующие ме­ханизмы, защищающие данные, которые в текущий момент обновляются пользователем, и в то же время обеспечивающие одновременный доступ к данным и приемлемое время реакции системы для других пользователей.

Ориентированные на пользователя запросы и отчеты. Одна из наиболее ценных черт СУБД  это ориентированные на пользователя средства работы с данными. Простые языки запросов предоставляют пользователям возмож­ность формулировать запросы и получать одноразовые отчеты прямо из базы данных. Это избавляет программистов компании от необходимости форму­лировать эти запросы или писать специальные прикладные программы.

С языками запросов связаны генераторы отчетов. Часто язык запросов содержит средства оформления результатов запроса в виде отчета. Сам сформулированный запрос зачастую можно сохранить и использовать в дальнейшем для составления регулярных отчетов. В этом случае язык за­просов можно рассматривать как генератор отчетов. Кроме того, к системе могут прилагаться генераторы отчетов, обладающие более широкими воз­можностями, чем встроенные в язык запросов.

Средства создания прикладных программ. Кроме того, что СУБД упро­щает пользователю обращение к базе данных за информацией, она часто серьезно помогает и разработчикам прикладных программ. Стандартными являются такие средства, как окна, меню и генераторы отчетов, генераторы приложений, компиляторы, а также средства описания данных и выборок. Что более важно, современные информационные системы, использующие базы данных, укомплектованы языками, значительно более мощными, чем традиционные, что сильно повышает эффективность самого процесса про­граммирования.

Данные

Очевидно, что ни одна база данных не может существовать без данных, основных фактов, на которых базируется вся информация, необходимая в работе компании. Однако следует заметить, что данные, из которых состоит база данных, должны быть тщательно и логично организованы. Необходимо проанализировать бизнес-функции, установить и точно определить элементы данных и отношения между ними, а определения аккуратно внести в сло­варь данных. После этого в соответствии с определенной структурой в базу можно вносить данные. Гармонично организованная база данных может стать мощным источником обеспечения организации своевременной информацией.

Люди

В случае IPD мы видели два типа людей, работающих с базой данных. Сьюзан Броудбент и Дик Гринберг  пользователи, то есть люди, которым информация базы данных требуется для выполнения их прямых служебных обязанностей, которые лежат в несколько иной области. Сэнфорд Мэллон и Корделия Молини обслуживающий персонал, то есть люди, чьими пря­мыми обязанностями является создание и поддержание информационной системы и соответствующего прикладного программного обеспечения, необ­ходимого пользователям. Приведем примеры людей, входящих в эти две категории:

1. Пользователи: руководители, менеджеры, конторские служащие.

2. Обслуживающий персонал: администраторы базы данных, аналитики, программисты, системные разработчики, менеджеры информационных систем.

Пользователилюди, которым требуется информация базы данных для вы­полнения прямых служебных обязанностей.

Обслуживающий персоналлюди, ответственные за работу информационной системы, использующей базы данных, и соответствующего прикладного программного обеспечения.

Процедураписьменные инструкции, описывающие шаги, необходимые для выполнения в системе определенной задачи.

Процедуры, которые люди используют для выполнения своих задач в системе, являются важным аспектом. В действительности ни одна система не автоматизирует полностью работу пользователя. Приходится разрабаты­вать инструкции, обеспечивающие бесперебойное взаимодействие между пользователями системы и самой системой. Примером такой процедуры мо­жет служить аудиторский контроль, посредством которого пользователи проверяют, соответствует ли общая сумма, помещенная в банк в определен­ный день, общей сумме полученных в этот день наличных денег, отраженной в системе. Обычно в системе есть множество подобных процедур, и зачастую успешная работа системы зависит от того, насколько хорошо процедуры увязаны с функциями самой системы.

Отношения между четырьмя компонентами системы

На рис. 1.17 в сжатом виде представлены отношения между четырьмя компонентами системы. Обслуживающий персонал (аналитики и разработ­чики базы данных), советуясь с пользователями, определяет необходимые данные и создает структуру базы данных, отвечающую потребностям поль­зователей. Затем структура базы данных сообщается СУБД через словарь данных. Пользователи вводят в систему данные, следуя определенным про­цедурам. Хранение введенных данных обеспечивается оборудованием, таким как диски или ленты. Прикладные программы, обслуживающие доступ к базе данных, разрабатываются программистами, а пользователи запускают их на компьютерах. Эти программы пишутся на командном языке СУБД, и в них используется информация, содержащаяся в словаре данных. Эти про­граммы выдают информацию, которая может использоваться менеджерами и руководством компании при принятии решений. Прикладные программы также могут печатать счета и другие документы для клиентов фирмы. Та­ким образом, мы видим, что в удачно разработанной и функционирующей системе все четыре компонента оборудование, программное обеспечение, данные и людивзаимодействуют, образуя единую систему, выполняющую нужные организации задачи.

Рис. 1.17. Четыре компонента информационной системы,

использующей базы данных: оборудование, программное обеспечение, данные и люди

studfile.net

Система управления базами данных Access

Главная | Информатика и информационно-коммуникационные технологии | Планирование уроков и материалы к урокам | 11 классы | Планирование уроков на учебный год | Система управления базами данных Access

Изучив эту тему, вы узнаете и повторите:

— в чем состоит назначение СУБД;
— инструменты СУБД Access для создания таблиц;
— инструменты СУБД Access для управления видом представления данных;
— инструменты СУБД Access для обработки данных;
— инструменты СУБД Access для вывода данных.

Назначение систем управления базами данных

Для обеспечения оперативности и качества поиска данных в базе необходимо автоматизировать этот процесс. Современные компьютерные технологии позволяют организовать хранение и обработку разнообразной информации на компьютере в электронном виде. Базу данных на компьютере можно создать несколькими способами. Во-первых, с помощью алгоритмических языков программирования, таких как Basic, Pascal, С++ и т. д. Данный способ применим для создания уникальных баз данных и выполняется опытными программистами. Во-вторых, с помощью специальных программных сред, которые называются системами управления базами данных (СУБД). Работа с такими системами требует навыков работы с компьютером и понимания основ теории разработки баз данных. Этот вариант является предпочтительным для большинства пользователей и служит наиболее простым и доступным средством разработки баз данных.

Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс программных средств для создания баз данных с целью хранения и поиска необходимой информации.

В настоящее время существует несколько видов СУБД. Наиболее известными СУБД являются Access, Oracle, MySQL, Yukon. 

Каждая из этих систем обладает своими достоинствами и недостатками. Наиболее популярной среди широкого круга пользователей в настоящее время является среда СУБД Microsoft Access, которая входит в состав офисного программного продукта Microsoft Office. Другие упомянутые среды предназначены для разработки мощных профессиональных сетевых баз данных, а потому ориентированы на узких специалистов.

Работа в программной среде СУБД предполагает реализацию двух крупных этапов:

♦ создание базы данных — на этом этапе создаются структуры таблиц, устанавливаются связи между ними, таблицы заполняются данными;
♦ управление базой данных — на этом этапе выполняются действия по созданию форм для ввода данных, решаются различные задачи по поиску, отбору, преобразованию данных, а также созданию разнообразных видов выходной информации (отчетов).

К инструментам системы управления базой данных можно отнести:

♦ инструменты для создания таблиц;
♦ инструменты для управления видом представления данных;
♦ инструменты для обработки данных;
♦ инструменты для вывода данных.

В дальнейшем мы будем изучать технологию работы в среде СУБД Access, входящей в состав комплекта прикладных программ Microsoft Office 2003. 

Интерфейс СУБД Access

При запуске прикладной среды СУБД Access появляется окно среды СУБД (рис. 4.14).

Рис. 4.14. Окно среды СУБД Access

Интерфейс среды во многом совпадает с интерфейсами других сред, входящих в состав пакета Microsoft Office. В верхней части окна расположены знакомые объекты интерфейса — строка меню и панель инструментов. Справа открывается область задач.

Все команды работы в среде баз данных, как и в других программных в средах, собраны в системе меню, заголовки которых представлены в строке меню: Файл, Правка, Вид, Вставка, Формат, Записи, Сервис, Окно и Справка. Команды меню, используемые чаще всего, продублированы кнопками на панели инструментов. При работе с различными объектами базы данных на панели инструментов отображаются именно те кнопки, которые могут понадобиться в этом режиме. Необходимо также помнить, что некоторые действия в среде можно выполнять разными технологическими приемами. Каждый использует наиболее удобный для себя прием.

Освоить технологические приемы работы с различными объектами базы данных вы сможете в серии практических работ.

Если в других программных средах одновременно с запуском среды открывается и окно нового документа, то в СУБД Access для создания новой базы данных на панели Приступая к работе надо выбрать пункт Создать файл. В области задач откроется панель Создание файла. На ней надо выбрать гиперссылку Новая база данных. При выполнении этой команды появится окно, в котором надо ввести имя новой базы данных и сохранить файл в нужной папке.

Только после этого появится главное окно базы данных (рис. 4.15).

Рис. 4.15. Главное окно базы данных

В левой части основного окна базы данных расположена панель Объекты с кнопками Таблицы, Запросы, Формы, Отчеты. Эти кнопки соответствуют тем основным объектам, которые вы будете создавать и использовать в базе данных. Назначение этих объектов повторяет основные действия с информацией:

♦ таблицы предназначены для хранения данных;
♦ формы — для ввода данных;
♦ запросы — для обработки данных;
♦ отчеты — для вывода данных.

Другие объекты мы рассматривать не будем.

В правой части окна указаны режимы создания объектов. В приведенном примере (см. рис. 4.15) указаны следующие способы создания таблицы: с помощью конструктора, с помощью мастера, путем ввода данных. По мере создания объектов здесь же в правой части окна формируется список их имен: список таблиц — в окне Таблицы, список форм — в окне Формы, и т. д.

Контрольные вопросы и задания

1. В чем состоит назначение системы управления базой данных?

2. Какие требования предъявляются к базе данных?

3. Для какой модели данных используется СУБД Access?

4. Какие можно выделить этапы при работе в СУБД Access?

5. В чем состоит назначение инструментов для создания таблиц? Расскажите о них.

6. Как задается характеристика типов данных?

7. Что такое редактирование таблицы?

8. В чем состоит назначение инструментов для управления видом представления данных? Расскажите о них.

9. Для чего используется форма?

10. В чем назначение конструктора форм?

11. В чем состоит назначение инструментов для обработки данных? Расскажите о них.

12. Как реализуется сортировка данных?

13. Что такое фильтр? Какие виды фильтров используются?

14. Что такое запрос?

15. Какие используются способы создания запросов?

16. В чем состоит назначение инструментов для вывода данных? Расскажите о них.

17. В чем состоит назначение отчета?

xn—-7sbbfb7a7aej.xn--p1ai

Система управления базами данных (субд).

“Высшая мудрость – различать добро и зло”

СОКРАТ, ок.470-399гг. до н.э.

Когда мы рассматривали проблемы организации словаря данных и выполнение реляционных операций мы подразумевали создание СУБД (система управления базой данных). Это настраиваемое на приложения и внешнее окружение программное обеспечение, которое поддерживает взаимодействие прикладных программам, пользователей и общей базой данных (интегрированной базой данных). Традиционно считается , что СУБД должна обладать следующими возможностями.

• Позволять определять базу данных с помощью языка определения данных(DDL – Data Definition Language). Язык представляет пользователям средства указания типов данных, их структуры, задает ограничения целостности и т.д.

• Позволять обновлять и манипулировать данными из общей базы данных с помошью языка управления данными(DML–Data Manipulation Language), который называют так же языком запросов (query language). Существует две разновидности таких языков: процедурные (обрабатываются последовательно, т.е. оператор за оператором) и непроцедурные. Обычно процедурные языки описывают, как можно получить желаемый результат, а непроцедурные – что следует получить.

• Фактически объязательным для каждой реляционной СУБД является язык структурированных запросов SQL(Structed Query Language). Это позволяет создавать приложения, независимые от конкретной СУБД, но являющейся реляционной.

1. Компоненты среды субд.

“Если ты будешь любознательным, то будешь многознающим”

СОКРАТ, ок.470-399гг. до н.э.

Среда СУБД предоставляет своим коллективным пользователям контролируемый доступ к базе данных с помощью следующих средств:

• системы обеспечения безопасности;

• системы поддержки целостности данных, т.е. их непротиворечивости;

• системой совместного (параллельного) доступа к данным;

• системы восстановления в случае сбоев;

• системой каталогизирования данных, доступных пользователям.

Для обеспечения такого уровня сервиса необходим сложный аппаратно-программный комплекс, в котором традиционно выделяются следующие компоненты:

• Аппаратное обеспечение, содержащие от одного до сети компьютеров. Обычно центральныйкомпьютер обслуживает доступ к данным каксерверная частьСУБД (backend), аклиентские частиСУБД (frontend) – пользователей данными, что характерно для архитектуры клиент-сервер (client-server).

• Программное обеспечение, включающее в себя серверную и клиентскую части СУБД и прикладные системы, совместно с операционной системой и сетевым ПО.

• Данные, о которых в системном каталоге содержатся сведения о именах, типах, размерах, их элементах, имена связей, ограничения целостности, имена пользователей и их права доступа, используемые индексы и структуры хранения.

• Процедуры, т.е. инструкции и правила использования данных, регистрации в СУБД, сбоев и восстановления данных, изменения структуры данных и пр.

• Пользователи.

1. Распределение обязанностей в системах с бд.

“Как много есть на свете вещей, которые мне не нужны!”

СОКРАТ, ок.470-399гг. до н.э.

Среди пользователей СУБД можно выделить четыре основных группы.

1. Администраторы данных и баз данных. Данные и сама СУБД являются корпоративным ресурсом. Ими следует управлять так же, как и любым другим ресурсом. Администратор данных (АД) отвечает за управление данными, включая планирование базы данных, разработку и сопровождение стандартов, бизнес-правил и деловых процедур, концептуальное и логическое единство проектирования базы данных. АД консультирует руководство высшего звена, контролирует развитие БД и её соответствие корпоративным целям. Администратор баз данных (АБД) отвечает за физическую реализацию базы данных, включая физическое проектирование и воплощение проекта, обеспечение безопасности и целостности данных, за сопровождение СУБД и операционной системы, достижение максимальной производительности для приложений и пользователей.

2. Разработчики баз данных. Разработчик логической базы данных занимается идентификацией данных и устанавливает ограничения на хранимые данные, обладает всесторонним и полным пониманием структуры данных и её бизнес-правил с точки зрения организации. Разработчик физической базы данных получает готовую логическую модель данных и занимается её реализацией.

3. Прикладные программисты. Сразу после создания БД надо подключать приложения, использующие и производящие данные. Эту работу выполняют прикладные программисты, на основе спецификаций созданных системными аналитиками.

4. Пользователи (клиенты БД), их можно разделить на наивных и опытных.

studfile.net