Основные функции системы управления базами данных (СУБД)

Базы данных и системы управления базами данных. Основные функции СУБД. Этапы проектирования базы данных. СУБД MS Access.

Информационная система – это совокупность программно-аппаратных средств, способов и людей, которые обеспечивают сбор, хранение, обработку и выдачу информации для решения поставленных задач. На ранних стадиях использования информационных систем применялась файловая модель обработки. В дальнейшем в информационных системах стали применяться базы данных. Базы данных являются современной формой организации, хранения и доступа к информации. Примерами крупных информационных систем являются банковские системы, системы заказов железнодорожных билетов и т.д.

База данных – это интегрированная совокупность структурированных и взаимосвязанных данных, организованная по определенным правилам, которые предусматривают общие принципы описания, хранения и обработки данных. Обычно база данных создается для предметной области.

Предметная область – это часть реального мира, подлежащая изучению с целью создания базы данных для автоматизации процесса управления.

Наборы принципов, которые определяют организацию логической структуры хранения данных в базе, называются моделями данных.

Основные функции системы управления базами данных (СУБД)

Система управления базой данных (субд) – это специальный пакет программ, обеспечивающий создание, сопровождение и использование баз данных многими пользователями. Рассмотрим кратко функции, реализуемые СУБД.

Создание базы данных начинается с определения перечня, содержания и типа ис­пользуемых данных. Под типом данных здесь понимаются числовые, текстовые данные и данные типа - дата. Для каждого элемента данных необходимо указать его размерность (длину). Это объясняется тем, что количество символов в поле и в записи имеет конечную величину.

Для описания типов данных в СУБД обычно используется собственный язык, ко­торый называют языком описания данных (ЯОД). Имена полей во многих СУБД записываются латинскими символами.

СУБД должна обеспечить ввод в компьютер подготовленных данных, т.е. имен по­лей, их типов и размерностей.

Следующая функция, реализуемая СУБД на этапе создания баз данных – обеспе­чение ввода данных в компьютер. При этом одновременно с вводом данных осуществляется проверка их правильности. Простейший метод контроля - это проверка данных по типу. При этом, если тип вводимых данных не соответствует заданному, то система их игнорирует. Например, если тип элемента определен текстовый, а предпринимается попытка ввода чисел, то будет заблокирован ввод, и на экран монитора будет выдано соответствующее сообщение.

На этапе сопровождения и использования баз данных, т. е. на этапе их эксплуатации, СУБД решает задачи редактирования данных и выдачу необходимых сообщений.

Редактирование включает следующие основные операции:

а) удаление устаревших записей;

б) замену одних записей другими;

в) изменение отдельных данных в записях;

г) вставку в определенные места новых записей;

д) добавление новых записей;

е) добавление новых полей, изменение их имен и др.

Информация выдается пользователю в соответствии с поступившим от него запро­сом. При этом она может выдаваться как на экран, так и на принтер в разнообразной, удобной и наглядной форме. Это могут быть, например, таблицы, диаграммы, графики и др.

Если база данных доступна одновременно нескольким пользователям, то СУБД должна обеспечить, чтобы они не мешали друг другу.

Особая функция СУБД состоит в обеспечении целостности базы данных. Эта функция должна реализоваться, например, при машинных сбоях, при внезапном отключении электропитания и других ситуациях.

Для реализации перечисленных функций в каждой СУБД, кроме языка ЯОД, ис­пользуются также языки манипулирования данными (ЯМД) и трансляторы или интерпретаторы с этих языков.

ЯМД используется для выполнения различных операций над данными. С помощью этого языка могут выполняться, например, такие операции: выбор данных, отвечающих заданным условиям; удаление определенных данных и запись новых; нахождение среднего значения данных определенного типа и др.

В некоторых СУБД используются специальные языки запросов, ориентированные на пользователей - непрограммистов.

Проектирование данных (базы данных) представляет собой процесс последовательного отображения исследуемых явлений реального мира в виде данных в памяти ЭВМ.

Проектирование (моделирование) базы данных представляет собой многоэтапный процесс.

Основными этапами этого процесса являются:

Первая стадия концептуального проектирования БД:

1. Предметная область – восприятие, абстрагирование, изучение и описание предметной области.

2. Информационные потребности пользователя – восприятие, изучение и абстрагирование информационных потребностей пользователя.

3. Проектирование обобщенного концептуального представления – проектирование моделей работы пользователя, включающих технологию работы с БД.

Вторая стадия концептуального проектирования БД:

4. Выбор СУБД – с учетом построенной концептуальной модели и моделей работы пользователей.

5. Проектирование концептуального представления специфицированного к модели данных СУБД (логическая модель) – требования СУБД и определенные конкретным пакетом СУБД процедуры.

6. Проектирование представления данных в памяти ЭВМ (структур хранения)

7. Оценка эксплуатационных характеристик прикладных программ на основе построенных моделей (при неудовлетворительных оценках возвращаемся к этапу 3).

8. Проектирование и разработка программ реализации.

Обобщение представлений всех пользователей о данных называется концептуальной моделью (схемой) БД.

Концептуальная модель представляет информационное описание предметной области с учетом логических взаимосвязей, поэтому её еще называют инфологической (информационно-логической) моделью.

Следующий этап разработки базы данных предполагает выбор представления концептуальной модели с помощью модели данных конкретной СУБД.

Логическая модель – это концептуальная схема, специфицированная в языке конкретной СУБД. Логическая модель представляет данные и элементы данных вне зависимости от их содержания и среды хранения.

Соответствующее «видение» данных прикладными программами (пользователями) представляет собой внешние представления.

Существует 3 уровня описания данных:

- внешнее представление – представление специалиста предметной области (пользователя);

- внешнее представление и логическая модель – представление прикладного программиста, разрабатывающего конкретное приложение для пользователя;

- логическая модель и внутреннее представление – представление системного программиста, администрирующего базу данных .