8. Понятие базы данных, ее архитектуры, виды баз данных,

понятие и виды СУБД

Приведение данных в систему, удобную для постоянного и многократного применения, является неотъемлемым признаком человеческой культуры, основанной на письменности. Предшественниками современных баз данных являлись рукописные записи, таблицы, а с изобретением печати — каталоги, досье, телефонные книги, всевозможные картотеки, входящие в справочно-информационные фонды, многие другие виды справочных материалов, в том числе и рекламного характера.

Так например, еще в середине 1970-х годов во всесоюзном ведомстве «Союзторгреклама» был создан централизованный справочно-информационный фонд (СИФ), предназначенный для обеспечения торговых и рекламных организаций страны методическими и информационными материалами. Поначалу фонд СИФа насчитывал всего 300 наименований, но к концу 1978 года он располагал почти 14 тыс. первичных документов. В справочную картотеку входило почти 25 тыс. учетных единиц.

Исторически решение задачи облегчения накопления и хранения необходимых сведений заключалось в создании различных учетов и картотек. Основанием каждого подобного учета являлась первичная форма, так называемая «карточка», состоящая из определенного набора реквизитов, идентифицирующих объект и дающих о нем представление. Массив таких карточек составлял базу данных. К важнейшему условию эффективного использования учетов относится возможность накопления большого количества информационных карточек и быстрого их поиска в созданном массиве.

База данных (БД) — это совокупность специальным образом структурированных и взаимосвязанных данных, относящихся к определенной предметной области или прикладной задаче, предназначенных для хранения и выдачи пользователям по их запросам. Под структурированием здесь понимается введение определенных соглашений о способах представления данных. Термин «база» подчеркивает, что база данных является не случайным собранием сведений, но является постоянной основой для некоторого вида конкретной деятельности человека — пользователя.

Единицей хранения и доступа к базе данных является запись, например, карточка клиента по размещению рекламы, его реквизиты, листок по учёту кадров в базе данных отдела кадров, тексты рекламных объявлений и т.п. Каждая запись имеет в своём составе своего рода заголовок, или ключ, по которому она может быть найдена. Заголовки записей объединяются в справочные таблицы, являющиеся как бы оглавлением базы данных. Составление ключей и справочных таблиц подчиняется формальным правилам, обеспечивающим поиск информации в базе данных.

Первые базы данных представляли собой картотечные учеты «ручного обращения», некоторые из которых, несмотря на развитие информационной техники, сохранились до сегодняшнего дня и продолжают по-прежнему использоваться. Примером могут служить различные библиотеки, регистратуры, адресные бюро и пр., где ящики с карточками, упорядоченными по алфавиту, датам, проблематике или другим аспектам классификации, являются технической основой системы поиска информации или адреса ее местонахождения в хранилище. Для того чтобы такие ручные картотеки с документальным информационным фондом отвечали современным требованиям, они постоянно механизировались.

В 1980-годах ручные картотеки находили широкое применение в рекламной деятельности. Например, в Куйбышевском хозрасчетном агентстве «Волна», ранее входившем в комбинат «Росторгрекламы», ручные картотеки использовались для контроля выполнения заказов на размещение рекламы. Сначала заказ поступал на регистрацию к редактору-диспетчеру. После соответствующей обработки бланк с заказом попадал в специальную картотеку, размещенную в прозрачных ящиках, образующих по горизонтали 12 ячеек (по числу месяцев). Бланк каждого заказа помещался в ячейку, соответствующую тому месяцу, когда он должен быть выполнен. Если заказ по условиям договора предстояло повторить, (например, в случае еще одной публикации), его перекладывали в ячейку со следующим сроком исполнения. По вертикали картотека была подобрана по видам выполняемых работ. По этой картотеке редактор-диспетчер следил за тем, чтобы в нужный срок заказ поступил к редактору и художнику. После того как работа была выполнена, проставлялась дата, которую всегда можно было сверить с плановой. Если в агентство поступал срочный заказ, то он брался под особый контроль. У срочных заказов было две категории, которые отмечались особыми индексами. В работу срочные заказы передавались немедленно. Подобная техника оформления и контроля, как показала практика «Волны», не только обеспечивала четкость в работе, но и давала возможность судить о степени загруженности сотрудников. Например, каждую неделю редактор-диспетчер передвигал красный шнур, вертикальной полосой отделявший прошедшее время. Письма-заказы, оставшиеся слева означали отставание от сроков.

В настоящее время на смену ручным и автоматизированным базам данных пришли базы данных на основе электронно-вычислительной техники. Сегодня понятие «база данных» расширилось до значения «базы знаний».

База знаний — организованная совокупность знаний, представленная в форме, которая допускает автоматическое или автоматизированное использование этих знаний с помощью ЭВМ. Понятие базы знаний появилось в конце 70-х годов XX века как распространение понятия базы данных на системы справочной информации, содержащие не только конкретные факты, но и описание общих закономерностей и правил.

Под системой управления базами данных (СУБД) понимают комплекс программных и лингвистических средств, обеспечивающих ведение базы данных. Ведение базы данных включает в себя:

- проектирование БД;

- ввод данных;

- редактирование данных (обновление, добавление, удаление данных);

- поиск данных по запросам пользователей;

- анализ и печать данных с помощью отчетов и т. д.

Организация данных в БД требует построения информационно-логической модель данных, систематизации разнообразной информации и отражения ее свойств по структуре, содержанию, связям и т. п. При построении модели выделяются информационные объекты, представляющие собой информационное описание объектов и процессов моделируемой предметной области.

Знание архитектуры баз данных (лат. architectura, от греч. άρχίτέχτων — строитель) необходимо для общего описания структуры и функций БД на уровне, достаточном для понимания принципов ее работы без подробного рассмотрения технических и физических устройств.

В зависимости от способа организации (модели) данных в базах данных их разделяют на иерархические, сетевые, объектно-ориентированные и реляционные БД. Аналогично в зависимости от типа БД разделяются и СУБД.

Иерархическая модель БД обычно изображается в виде упорядоченного набора деревьев, вершины которого связаны вертикальными отношениями подчинения нижнего уровня высшему. Примером может служить модель предприятия, состоящего из нескольких отделов, в каждом из которых работает несколько сотрудников. Типичными операциями обработки иерархически организованных данных являются поиск указанного дерева (например, планово-финансового отдела), переход от одного, дерева к другому (от одного отдела к другому), переход от одной записи к другой внутри дерева (от отдела к первому сотруднику).

Сетевая модель сложнее иерархической и позволяет любому объекту быть связанным с любым объектом, т. е. в ней существуют и горизонтальные связи.

Объектно-ориентированная модель появилась в результате развития объектно-ориентированного программирования; она обеспечивает доступ к различным источникам данных. Такие модели применяются в системах автоматизированного проектирования (САПР), моделировании, мультимедиа, телекоммуникациях, издательском деле.

По способу организации и технологии обработки данных выделяются централизованные и распределенные базы данных.

Для централизованной БД характерна традиционная архитектура баз данных, в которой все необходимые для работы специалистов данные и СУБД размещаются на центральном компьютере вместе с приложением, принимающим входную информацию с компьютера пользователя и отображающим данные на его экране. Несколько частей распределенной БД хранятся на различных компьютерах вычислительной сети.

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

Для систем централизованных БД с сетевым доступом существуют два типа архитектуры: файл-сервер и клиент-сервер. На файл-сервере хранятся совместно используемые файлы, а на каждом ПК работает своя копия СУБД. По запросу приложения, работающего на ПК пользователя, сетевое программное обеспечение автоматически считывает данные с сервера.

На клиент-сервере компьютеры объединены в локальную сеть с сервером, содержащим общие БД. Хранение данных и управление ими обеспечиваются сервером, а приложения, например, для формирования запросов и отчетов работают на клиентском ПК.

В последнее время наибольшее распространения получили реляционные СУБД. Реляционные (от англ. relation — отношение) БД — это совокупность характеризующих определенную предметную область двумерных таблиц, информация в которых хранится в виде упорядоченного набора записей — строк таблицы.

Реляционная таблица обладает следующими свойствами:

- все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д.) и длину;

- одинаковые строки в таблице отсутствуют;

- порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Существует большое количество СУБД, например dBase, Paradox, Clipper, FoxPro и др. Одной из самых популярных систем управления базами данных является СУБД Microsoft Access, входящая'в состав пакета Microsoft Office. Это удобное средство для соз- дания и эксплуатации достаточно мощных БД, интегрированное с другими приложениями, такими, как Microsoft Word, Microsoft Excel, включающая возможность программирования на языке Visual Basic.