12 Базы данных. Определение. Классификация. Этапы развития

Дисциплина «Базы данных»

БД - именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в заданной предметной области.

СУБД - совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного применения БД многими пользователями.

Система базы данных(СБД) - СУБД с наполненной БД, управляемой ее средствами.

Классификация:

По характеру организации хранения данных и доступа к ним:

Локальные (персональные);

Общие (централиз. интегрированные);

Распределенные БД.

По способу обработки:

Оперативной обработки транзакции OLTP;

Аналитической обработки (хранилище дан);

Дедуктивная (логическая) БД.

По виду хранимых данных.

неструктурированные (семантические) сети;

частично структурир. (текст-гипертекст);

структурированные.

Структурированные классифицируются:

По типу используемой модели данных

иерархические; сетевые;

реляционные; смешанные; объектные.

По форме представления данных

видеоданные (изображения разл. вида);

аудиосистемы;

мультимедиа (сочетание разл. видов).

По типу хранимой информации

фактографические БД (структурированные)

документальные (текстовые, полнотекст., библиографические, реферативные, основные оперативные накопления и поиск);

лексикографические (словари, классификаторы, словари основ слов и тд).

По экономико-организац признакам

По условиям предоставления услуг:

бесплатные;

платные

(коммерческие и бесприбыльные)

По форме собственности:

государственные;

негосударственные.

По степени доступности:

общедоступные;

с ограниченным кругом пользователей.

БД могут классифицироваться по предметной области.

Этапы развития концепции базы данных (БД).

1 этапсвязан с нач пер развития ВТ. Т.о, для начального периода хар тесная связь программ и дан. Дан, хранящиеся в памяти ЭВМ, на внешних запоминающих устройствах, называются физ. Уровень представления данных в памяти ЭВМ называется физическим. Программы непосредственно работали с физическим уровнем хранения. Незав-сть отсутствует. Основные понятия физического уровня: физическая запись, физические блоки данных на МЛ (магнитном носителе).Выводы:понятие инф. Б. в виде несвязанных массивов; один–физ.–ур. представления дан; отсутствие независимости.

Второй этап (60-е годы) Связан с появлением ЭВМ 2-го поколения, на транзисторах. Стали появляться ЯП и ОС, которые предоставили возможность работы на логическом уровне. ЯП позволили работать с именами, а не адресами данных. Появился новый уровень представления данных - логический. Была реализована физическая независимость данных. В это время ЭВМ стали использоваться для решения экономических задач. Базой данных стали называть набор файлов, хранящихся не ВЗУ и используемых для решения комплексов задач. Основные понятия логического уровня:

Файл – это именованная совокупность логических записей единого типа.Логическая запись – именованная совокупность связанных полей данных.Поледанных представляет собой наименьшую единицу (хранимых) данных. Поле имеет имя, тип, длину. Началась разработка различных АИС. Выводы: БД – совок-ть ф., имеет 2 ур. – лог. и физ., физ. уровень независим.

Третий этап начинается с появления ЭВМ 3-го поколения, которые были оснащены запоминающими устройствами на МЛ, МД. Появилась возможность хранения больших объемов данных и быстрого доступа к ним. По мере роста количества задач, всё очевидней становились недостатки файл. систем: зависимость данных; жесткость; статичность; отсутствие интеграции; дублирование данных (неуправляемая избыточность); противореч (рассогласован, недостовер.); невозможность совместного использования; неэффективность; невозможность обработки нетипичных запросов. Возникла необходимость в централиз управления дан. Так сформировались концепции БД и появились первые СУБД, реализующие эту концепцию.

В книге Дж. Мартина “Организация БД в вычислительных системах” (Мир, 1980г.) дается опр., ставшее классическим:

База данных– это совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных, при наличии такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или несколькихприношений.

Данные запоминаются так, чтобы они были независимы от программ, использующих эти данные, для добавления новых или модификации существующих данных, а также для поиска данных в БД применяется общий управляемый способ.

В этом определении сформулированы основные положения современной концепции БД: интегрированное хранение; дифференцированное использование; минимальная избыточность; независимость данных; централизованное управление.

Первые СУБД поддерживали иерархические структуры данных, которые естественным образом отображали объемы предметной области: IMS,ADABAS,OKAи другие. Инес затем сетевые – Сетор, Седан. Постепенно сформировался общий взгляд на универсальные СУБД, которые реализуют исходные модели данных, формальные представления о данных. Сформировались преставления о реляц МД, но первые реляц СУБД были только экспериментальные. Итогом третьего этапа были формирование концепций БД, появление первых СУБД и развитие теории моделей данных. Появляются мини ЭВМ.

Для Четвёртого этапа (конец 80-х – начало 90-х гг.) характерно появление ПЭВМ, универсальных реляционных СУБД, развитие теории моделей данных и методов проектирования БД. Наиболее сложной для реализации является логическая независимость. Появилось представление о 3-х уровневой архитектуре СУБД. Получили распространение сети ЭВМ, распределение обработки данных (локальные, однородные), наряду с централизованными. Наиболее значительное достижение – реляционные МД, реляционные языки запросов, реляционные СУБД. Появился сетевой уровень представления данных в локальной сети. В методологии проектирования центральное место занимают БД.

Пятый этап Современный этап. Основная проблема – интеграция разнородных сетей на базе архитектуры «клиент - сервер». Сочетание централизованных и распределённых БД. Новый уровень – сетевой. Независимость от источника данных. Пользователям безразлично, где находятся нужные данные, в каком виде, дублируются данные в сети, или нет. Новые подходы к проектированию – объектный, компонентный. Выделяется ряд новых требований к СУБД:

поддержка широкого спектра представления данных и операций над ними (включая фактографические, документальные, графические, видеоданные); управление мультибазами данных; управление распределенными БД, в общем случае неоднородными; естественное и эффективное представление в моделях данных разнообразных объектов отношений предметной области (например, пространственно-временных, с обеспечением визуализации); развитие технологии баз знаний; обеспечение целостности и безопасности; прикладные системы требуют существенного повышения объема хранимой в БД информации, более высокой надежности их функционирования, существенного повышения производительности. Появляется новый ур представл – в глобй сети. Используются новые технологии – intranet,client-server.