Структура простейшей базы данных. Свойства полей базы данных. Безопасность баз данных
РАБОТА С БАЗАМИ ДАННЫХ
Содержание лекции-
1.Основные понятия баз данных. Базы данных и системы управления базами данных.
2.Структура простейшей базы данных. Свойства полей базы данных. Безопасность баз данных
Цель лекции – изучение основных понятий баз данных
Основные понятия баз данных. Базы данных и системы управления базами данных.
Одним из важнейших условий обеспечения эффективного функционирования любой организации является наличие развитой информационной системы и системы управления базой данных.
Современной формой информационных систем являются банки данных, которые включают в свой состав вычислительную систему, одну или несколько баз данных (БД), систему управления базами данных (СУБД) и набор прикладных программ (ПП).
Основными функциями баз данных являются:
• хранение данных и их защита.
• изменение (обновление, добавление и удаление) хранимых данных.
• поиск и отбор данных по запросам пользователей.
• обработка данных и вывод результатов.
База данных обеспечивает хранение информации и представляет собой поименованную совокупность данных, организованных по определенным правилам, включающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными.
С понятием базы данных тесно связано понятие система управления базой данных.
Система управления базами данных представляет собой пакет прикладных программ и совокупность языковых средств, предназначенных для создания, сопровождения и использования баз данных.
Прикладные программы (приложения) в составе банков данных служат для обработки данных, вычислений и формирования выходных документов по заданной форме.
Большинство систем управления базами данных (СУБД) позволяют размещать в своих структурах не только данные, но и методы (то есть программный код), с помощью которых происходит взаимодействие с потребителем или с другими программно-аппаратными комплексами.
Таким образом, можно говорить о том, что в современных базах данных хранятся отнюдь не только данные, но и информация.
В мире существует множество систем управления базами данных. Несмотря на то, что они могут по-разному работать с разными объектами и предоставляют пользователю различные функции и средства, большинство СУБД опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий.
Классы СУБД
По степени универсальности различают два класса СУБД:
• системы общего назначения СУБД общего значения - это сложные программные комплексы, предназначенные для выполнения всей совокупности функций, связанных с созданием и эксплуатацией базы данных информационной системы.
• специализированные системы. Специализированные СУБД создаются в редких случаях при невозможности или нецелесообразности использования СУБД общего значения.
Производительность СУБД
Производительность СУБД оценивается:
• временем выполнения запросов.
• скоростью поиска информации в неиндексированных полях.
• временем выполнения операций импортирования базы данных из других форматов.
• скоростью создания индексов и выполнения таких массовых операций, как обновление, вставка, удаление данных.
• максимальным числом параллельных обращений к данным в многопользовательском режиме.
• временем генерации отчета.
На производительность СУБД оказывают влияние два фактора:
СУБД, которые следят за соблюдением целостности данных, несут дополнительную нагрузку, которую не испытывают другие программы; производительность собственных прикладных программ сильно зависит от правильного проектирования и построения базы данных.
Структура простейшей базы данных. Свойства полей базы данных. Безопасность баз данных
СУБД, как правило, разделяют по используемой модели данных (как и базы данных) на следующие типы:
· иерархические,
· сетевые,
· реляционные
· и объектно-ориентированные.
Модели данных в СУБД
Хранимые в базе данные имеют определенную логическую структуру, то есть представлены некоторой моделью, поддерживаемой СУБД.
К числу важнейших относятся следующие модели данных:
• иерархическая.
• сетевая.
• реляционная.
• объектно-ориентированная.
В иерархической модели данные представляются в виде древовидной (иерархической) структуры. Она удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией и громоздка для информации со сложными логическими связями.
Сетевая модель означает представление данных в виде произвольного графа. Достоинством сетевой и иерархической моделей данных является возможность их эффективной реализации по показателям затрат памяти и оперативности. Недостатком сетевой модели данных является высокая сложность и жесткость схемы БД, построенной на ее основе.
Реляционная модель данных (РМД) название получила от английского термина relation — отношение. При соблюдении определенных условий отношение представляется в виде двумерной таблицы, привычной для человека. Большинство современных БД для персональных ЭВМ являются реляционными.
Достоинствами реляционной модели данных являются ее простота, удобство реализации на ЭВМ, наличие теоретического обоснования и возможность формирования гибкой схемы БД, допускающей настройку при формировании запросов.
Реляционная модель данных используется в основном в БД среднего размера. При увеличении числа таблиц в базе данных заметно падает скорость работы с ней. Определенные проблемы использования РМД возникают при создании систем со сложными структурами данных, например, систем автоматизации проектирования.
Объектно - ориентированные БД объединяют в себе две модели данных, реляционную и сетевую, и используются для создания крупных БД со сложными структурами данных.
По характеру использования СУБД делят на:
• персональные (СУБДП)
• многопользовательские (СУБДМ)
К персональным СУБД относятся
· Visual FoxPro,
· Paradox, Clipper,
· dBase,
· Access и др.
К многопользовательским СУБД относятся, например, СУБД Oracle и Informix.
Многопользовательские СУБД включают в себя сервер БД и клиентскую часть, работают в неоднородной вычислительной среде — допускаются разные типы ЭВМ и различные операционные системы. Поэтому на базе СУБДМ можно создать информационную систему, функционирующую по технологии клиент-сервер. Универсальность многопользовательских СУБД отражается соответственно на высокой цене и компьютерных ресурсах, требуемых для их поддержки.
СУБДП представляет собой совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и использования БД. Персональные СУБД обеспечивают возможность создания персональных БД и недорогих приложений, работающих с ними, и при необходимости создания приложений, работающих с сервером БД.
Язык современной СУБДП
Язык современной СУБДП включает подмножества команд, относившиеся ранее к следующим специализированным языкам:
• язык описания данных — высокоуровневый непроцедурный язык декларативного типа, предназначенный для описания логической структуры данных.
• язык манипулирования данными — командный язык СУБД, обеспечивающий выполнение основных операций по работе с данными — ввод, модификацию и выборку данных по запросам.
• структурированный язык запросов (Structured Query Language, SQL) — обеспечивает манипулирование данными и определение схемы реляционной БДП, является стандартным средством доступа к серверу БД.
Обеспечение целостности БД — необходимое условие успешного функционирования БД.
Целостность БД — свойство БД, означающее, что база данных содержит полную и непротиворечивую информацию, необходимую и достаточную для корректного функционирования приложений.
Обеспечение безопасности достигается в СУБД :
· шифрованием прикладных программ, данных,
· защиты паролем,
· поддержкой уровней доступа к отдельной таблице.
Свойства полей базы данных
Основные понятия
Поле - наименьший поименованный элемент информации, хранящейся в БД и рассматриваемой как единое целое.
Поле может быть представлено:
· числом,
· буквами
· пли их сочетанием (текстом).
Например, в телефонном справочнике полями являются фамилия и инициалы, адрес, номер телефона, т.е. три поля, причем все текстовые (номер телефона также рассматривается как некоторый текст).
Рисунок 1. Представление информации в БД
Запись - совокупность полей, соответствующих одному объекту.
Так, абоненту телефонной сети соответствует запись, состоящая из трех полей.
Файл- совокупность связанных по какому-либо признаку записей (т.е. отношение, таблица).
Таким образом, в простом случае база данных есть файл.
Типы полей
Все данные в БД разделены по типам. Вся информация полей, принадлежащих одному столбцу (домену), имеет один и тот же тип. Такой подход позволяет ЭВМ организовать контроль вводимой информации.
Рисунок 2
Основные типы полей баз данных:
• Символьный (текстовый). В таком поле по умолчанию может храниться до 256 символов.
• Числовой . Содержит числовые данные различных форматов, используемые для проведения расчетов.
• Дата / время . Содержит значение даты и времени.
• Денежный . Включает денежные значения и числовые данные до пятнадцати знаков целой части и четырех знаков дробной части.
• Поле примечание . Оно может содержать до 2^16 символов (2^16 = 65536).
• Счетчик . Специальное числовое поле, в котором СУБД присваивает уникальный номер каждой записи.
• Логический . Может хранить одно из двух значений: true or false.
• Поле объекта OLE (Object Linking and Embedding - технология вставки и связывания объекта). Это поле может содержать любой объект электронной таблицы, документ microsoft word, рисунок, звукозапись или другие данные в двоичном формате, внедренные или связанные с СУБД.
• Гиперссылка . Может содержать строку, состоящую из букв и цифр, представляющую адрес сайта или web - страницы.
• Мастер подстановок . Создает поле, в котором предлагается выбор значений из списка или содержащего набор постоянных значений.