Системы управления базами данных. Определение и назначение баз данных

Введение.

Определение и назначение баз данных.

Системы управления базами данных

С самого начала развития вычислительной техники образовались два основных направления ее использования.

Первое направление — применение вычислительной техники для выполнения численных расчетов, которые слишком долго или вообще невозможно производить вручную.

Второе направление — использование средств вычислительной техники в автоматических или автоматизированных информационных системах. В самом широком смысле информационная система представляет собой программный комплекс, функции которого состоят в поддержке надежного хранения информации в памяти компьютера, выполнении специфических для данного приложения преобразований информации и/или вычислений, предоставлении пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса. Обычно объемы информации, с которыми приходится иметь дело таким системам, достаточно велики, а сама информация имеет довольно сложную структуру. Классическими примерами информационных систем являются банковские системы, системы резервирования авиационных или железнодорожных билетов, мест в гостиницах и т.д.

Второе направление возникло несколько позже первого. Это связано с тем, что на заре вычислительной техники компьютеры обладали ограниченными возможностями. Надежное и долговременное хранение информации возможно только при наличии запоминающих устройств, сохраняющих информацию после выключения электрического питания. Оперативная память этим свойством обычно не обладает. Используемые в ранних ЭВМ два вида устройств внешней памяти — магнитные ленты и барабаны — были несовершенными. Магнитные ленты обладали достаточно большой емкостью, но по своей физической природе обеспечивали лишь последовательный доступ к данным. Магнитные барабаны, обеспечивая возможность произвольного доступа к данным, имели ограниченный размер. Появление новых носителей данных — в первую очередь, жестких дисков — дало толчок к работам по созданию информационных компьютерных систем.

Основу любой информационной системы составляет база данных, т.е. набор данных, организованных специальным образом.

Файл — это место фактического хранения информации. В файле различают структуру и собственно данные. Структура файла остается неизменной, а информация (данные) может изменяться при операциях обращения к нему.

В качестве основной структурообразующей единицы хранимых в файле данных принимается хранимая запись. Хранимые записи состоят из фиксированной совокупности полей, служащих для представления значений какого-либо типа (чисел, литерных строк, дат, булевских значений, денежных единиц и т.д.), и могут иметь формат фиксированной или переменной длины. Полям, как правило, присваиваются уникальные в данной базе имена, ассоциируемые с предметной областью. Если в качестве примера базы данных рассмотреть картотеку сотрудников некоторого абстрактного предприятия, то единицей хранимых данных может быть запись персональной информации по каждому сотруднику с полями: табельный номер (формат поля — целое число); фамилия, имя, отчество (формат поля — литерная строка определенной длины); дата рождения (формат поля — дата); заработная плата (формат поля — действительное число) и т.д.

Информационные системы ориентированы главным образом на хранение, выбор и модификацию постоянно существующей информации.

Структура информации зачастую очень сложна, и хотя структуры данных различны в разных информационных системах, между ними часто бывает много общего. На начальном этапе использования вычислительной техники для управления информацией проблемы структуризации данных решались индивидуально в каждой информационной системе.

Поскольку информационные системы содержат сложные структуры данных, дополнительные индивидуальные средства управления этими данными, являясь существенной частью информационных систем, практически повторялись от одной системы к другой. Стремление выделить общую часть информационных систем, ответственную за управление сложно структурированными данными, явилось первой побудительной причиной создания систем управления базами данных.

Компоненты наиболее полного варианта СУБД следующие:

• среда пользователя, дающая возможность непосредственного управления данными с клавиатуры;

• алгоритмический язык для программирования прикладных систем обработки данных, реализованный как интерпретатор (последний позволяет быстро создавать и отлаживать программы);

• компилятор для придания завершенной программе вида готового коммерческого продукта в форме независимого ЕХЕ-файла;

• программы-утилиты для быстрого программирования рутинных операций (генераторы отчетов, форм, таблиц, экранов, меню и других приложений).

Собственно СУБД — это инструментальная оболочка пользователя, а ввиду того, что такая среда ориентирована на немедленное удовлетворение запросов пользователя, — это всегда система-интерпретатор. Наличие в СУБД языка программирования позволяет создавать сложные системы обработки данных, ориентированные на конкретные задачи и конкретного пользователя.