Урок інформатики "Основні поняття бази даних". Класифікації субд за моделлю даних За способом зберігання даних бд діляться на

База даних

Наприклад:

Фактографічні

тах, представлені в строго певному форматі.

Документальні

)

Сховище інформації процедура введення

пошук - Процес обробки запиту;

обробка

видача інформації

Централізована БД -

За структурою організації бази даних поділяються на

Реляційними базамиДані називаються базами даних з табличною формою організації.

У реляційних БД рядок таблиці називається записом, а стовпець - полем. Загалом це виглядає так:

Головним ключем у базах даних-називають поле (або сукупність полів), значення яких не повторюється у різних записів.

ОСНОВНІ ТИПИ ДАНИХ

текстовий один рядок тексту (до 255 символів)
поле MEMO текст, що складається з декількох рядків, які можна
подивитися за допомогою смуг прокручування (до 65535 символів)
числовий число будь-якого типу (можна використовувати у обчисленнях)
грошовий поле, виражене у грошових одиницях (рублі, долари тощо)
дата час поле, що містить дату чи час
лічильник поле, яке вводиться автоматично з введенням кожного запису
логічний містить одне із значень True (істина) або False (хибно) і застосовується в логічних операціях
поле об'єкта OLE містить малюнки, звукові файли, таблиці Excel, документ Word тощо.

Банк даних

Банк даних- база даних та система управління нею (СУБД). СУБД (наприклад, FoxPro) є додатком для створення баз данихяк сукупності двовимірних таблиць.

Банк даних (БнД) - це система спеціально організованих даних, програмних, мовних, організаційних та технічних засобів, призначених для централізованого накопичення та колективного багатоцільового використання даних.
Бази даних (БД) - це іменована сукупність даних, що відображає стан об'єктів та їх відношення у предметній галузі, що розглядається. Характерною рисою баз даних є сталість: дані постійно накопичуються та використовуються; склад і структура даних, необхідні вирішення тих чи інших прикладних завдань, зазвичай постійні та стабільні у часі; окремі або навіть усі елементи даних можуть змінюватися – але і це є прояви сталості – постійна актуальність.
Система управління базами даних (СУБД) - це сукупність мовних та програмних засобів, призначених для створення, ведення та спільного використання БД багатьма користувачами.

2.Поняття БД, СУБД,ІС . Приклади використання та сфери застосування баз даних

База даних(БД) - це структуровані знання про об'єкти.

База даних допомагає систематизувати та зберігати інформацію з певної предметної області, полегшує доступ до даних, пошук та надання необхідних відомостей. Найпростішою базою даних можна вважати телефонний довідник або список книг у домашній бібліотеці. Сучасні бази даних оперують інформацією, представленою в різному форматі, - від звичайних чисел і тексту до графічних і відео.

База даних- Набір відомостей, що зберігаються деяким упорядкованим способом. Можна порівняти базу даних з шафою, де зберігаються документи. Іншими словами, база даних – це сховище даних. Самі собою бази даних не становили б інтересу, якби не було систем управління базами даних (СУБД).

Система управління базами даних- це сукупність мовних та програмних засобів, яка здійснює доступ до даних, дозволяє їх створювати, змінювати та видаляти, забезпечує безпеку даних тощо. Загалом СУБД - це система, що дозволяє створювати бази даних та маніпулювати відомостями з них. А здійснює цей доступ до даних СУБД за допомогою спеціальної мови – SQL.

SQL- мова структурованих запитів, основним завданням якого є надання простого способу зчитування та запису інформації до бази даних.

Отже, найпростіша схема роботи з базою даних виглядає приблизно так:

Основне призначення БД - "постійне застосування". Говорячи про застосування БД, необхідно згадати про поняття інформаційна система(ІВ).

ІСє комплексом програмних, апаратних, організаційних та інших засобів, що забезпечують обробку даних.

Ядром, "серцем" ІС якраз і є БД. Зрозуміло, ІВ бувають досить складними, в тому числі і побудованими на декількох базах даних, але суті це не змінює - БД у принципі можна уявити як щось автономне, але неможливо уявити ІВ, не засновану на БД.

Структура бази даних

Створюючи базу даних, ми прагнемо впорядкувати інформацію з різних ознаками у тому, щоб потім витягувати з неї необхідні нам дані у будь-якому поєднанні. Зробити це можливо тільки якщо дані структуровані. Структурування - це набір угод про способи представлення даних. Зрозуміло, що структурувати інформацію можна по-різному. Залежно від структури розрізняють ієрархічну, мережеву, реляційну, об'єктно-орієнтовану та гібридну моделі баз даних.

прийнято виділяти бази даних наступних видів: ієрархічні, мережеві, реляційніі об'єктно-орієнтовані.

Ключі

Ключем таблиціназивається поле або група полів, що містять унікальні в рамках даної таблиці значення. Ключ однозначно визначає відповідний рядок таблиці. Якщо ключ складається з одного поля, його часто називають простим, якщо з кількох - складовим.

7. Види зв'язків між таблицями в Реляційній моделі БД

Зв'язок дозволяє моделювати відносини між об'єктами предметної сфери. Найменування зв'язку має бути унікальним у всій моделі.

Існує 4 типи зв'язків:

1. "Один до одного"- будь-якому екземпляру сутності А відповідає лише один екземпляр сутності, і навпаки.

У будь-якого конкретного учня може бути лише одна характеристика, і ця характеристика відноситься до єдиного учня.

2. «Один-до-багатьом»- будь-якому екземпляру сутності А відповідає 0, 1 або кілька екземплярів сутності, але будь-якому екземпляру сутності відповідає тільки один екземпляр сутності А.

Учню ставлять багато оцінок; поставлена ​​оцінка належить лише одному учневі.

3. «Багато хто до одного»- будь-якому екземпляру сутності А відповідає тільки один екземпляр сутності, але будь-якому екземпляру сутності відповідає 0, 1 або кілька екземплярів сутності А.

Викладач працює лише в одному кабінеті, проте робочий кабінет може бути закріплений за кількома викладачами.

Яка ж різниця між зв'язками «один до багатьох» і «багато до одного»? Така сама, як між фразами «портфель учня» та «учень портфеля». Тобто важливо, хто у взаєминах двох об'єктів головний – учень чи портфель. Суть відносин двох об'єктів відбивається у імені зв'язку.

Якщо при визначенні зв'язку вам складно виділити підпорядкованість, висновок тільки один: ви погано розібралися в предметній області.

4. «Багато-багатьом»- будь-якому екземпляру сутності А відповідає 0, 1 або кілька екземплярів сутності, і будь-якому екземпляру сутності відповідає 0, 1 або кілька екземплярів сутності А.

Учень Іванов навчається у кількох викладачів. І кожен викладач працює з багатьма учнями.

Нормалізація відносин

  • Результати інфологічного моделювання можна звести у єдину таблицю. Але використовувати його неможливо, т.к. швидше за все ці таблиці міститимуть надмірну, повторювану інформацію.
  • Тому отримані дані піддають перетворенням, які називають нормалізацією.

Перша нормальна форма

Ставлення називається наведеним до першої нормальної формиякщо всі його атрибути прості.

Перша нормальна форма наказує, що всі дані, що містяться в таблиці, повинні бути атомарними(неподільними).

Правило означає, що у кожному полі кожного запису має бути лише одна величина, але з масив і будь-яка інша структура даних.

Оскільки значення поля Оцінки перестав бути атомарним, таблиця відповідає вимогам 1НФ.

Друга нормальна форма

Ставлення знаходиться у другій нормальній форміякщо воно знаходиться в першій нормальній формі і значення в кожному неключевому атрибуті однозначно визначаються значенням первинного ключа.

Інакше кажучи, значення кожного поля має повністю визначатися значенням первинного ключа. Важливо, що залежність від первинного ключа розуміється як залежність від ключа цілком, а чи не від окремої його складової (у разі складеного ключа).

Наведемо приклад таблиці, яка перебуває у 2НФ.

Як ми пам'ятаємо, ця таблиця має складовий ключ Дата + Час доби. Температура повністю залежить від первинного ключа - з ним проблем немає. А ось поле Схід залежить лише від поля Дата, Час доби на час сходу природним чином не впливає.

Тут доречно поставити запитання: а в чому практичний зміст 2НФ? Яка користь від цих обмежень? Виявляється – велика. Припустимо, що у наведеному вище прикладі розробник проігнорує вимоги 2НФ. По-перше, швидше за все виникне так звана надмірність- Зберігання зайвих даних. Адже якщо для одного запису з цією датою вже зберігається час сходу, то для всіх інших записів з цією датою воно має бути таким самим і зберігати його, взагалі кажучи, нема чого.

Третя нормальна форма

Ставлення перебуває у третій нормальній форміякщо воно знаходиться в другій нормальній формі і всі неключові атрибути не залежать один від одного.

Взаємну залежність стовпців зручно розуміти так: стовпці є взаємно залежними, якщо не можна змінити одне із них, не змінюючи інший.

Наведемо приклад таблиці, що у 3НФ. Розглянемо приклад простої записника для зберігання домашніх телефонів людей, які проживають, можливо, в різних регіонах країни.

У цій таблиці є залежність між не ключовими стовпцями Місто і Код міста, отже, таблиця не знаходиться в 3НФ.

Четверта нормальна форма

Ставлення знаходиться у четвертій нормальній формі, якщо воно знаходиться в третій нормальній формі і якщо в ньому не містяться незалежні групи атрибутів, між якими існує відношення «багатьом-багатьом».

Теоретично реляційних баз даних розглядаються і форми вищих порядків - нормальна форма Бойса - Кодда, 4НФ, 5НФ і навіть вище. Великого практичного значення ці форми немає, і розробники, зазвичай, завжди зупиняються на 3НФ.

Індексація

Індексація – вкрай важлива з погляду практичного застосування.

Основне призначення індексації – оптимізація (прискорення) пошуку (і, відповідно, деяких інших операцій із базою даних).

Індексація у разі потребує додаткових ресурсів (фізично найчастіше створюються спеціальні індексні файли). Операції, пов'язані з модифікацією даних, індексація може навіть уповільнювати, тому індексують зазвичай таблиці, що рідко змінюються, в яких часто проводиться пошук.

Індексний файл дуже схожий на індекс звичайної книги. Для кожного значення індексу зберігається список рядків таблиці, де міститься дане значення. Відповідно, для пошуку не треба переглядати всю таблицю - достатньо заглянути до індексу. Зате при модифікації записів може знадобитися перебудувати індекс. І на це йде додатковий час.

Типи даних

Коли говорять про властивості сутності (об'єкта), явно чи неявно мають на увазі, що кожна конкретна властивість (у таблиці – поле запису) набуває значень з деякої множини. Вказана множина і називається типом даних.

Усі реляційні СУБД підтримують дані таких основних типів:

· Чисельні;

· Строкові;

· Логічні;

Наведений список не є вичерпним. Як правило, СУБД також мають типи зберігання великих текстових і двійкових даних, спеціальні “грошові” типи тощо. На наступному малюнку – знімку екрана конструктора таблиць Microsoft Access – показано типи, що підтримуються цією системою.

Зазначимо також, що, зазвичай, типи можуть забезпечуватися модифікаторами, уточнюють відповідне безліч даних (діапазон значень). Наприклад, у Microsoft Access дані числового типу можуть бути просто "цілими", "довгими цілими", "речовими" і т.д. - Див. рисунок.

11. Правила Кодда (вимоги до реляційних БД)

Більшість СУБД, поширених на ПК, прийнято вважати реляційними, хоча вони не є в повній мірі. Крім подання даних у вигляді двовимірних таблиць, приналежність до розряду реляційних систем визначається низкою ознак, сформульованих Коддом, які отримали назву правил Кодда.

Перелічимо ці правила:

1) Явне представлення даних.

Усі дані мають бути представлені явно та їх значення мають розраховуватися непрямими алгоритмами (виняток – однозначні відображення).

Приклад: якщо, явно не зазначена стать, його не можна (помилково) отримувати з прізвища, т.к. Різні алгоритми інтерпретації прізвища в різних додатках можуть викликати протиріччя (порушити цілісність) у БД. Для явного уявлення потрібні типи: числа, рядки, дати, час тощо.

2) Гарантований доступом до даних.

Вся інформація в БД має бути доступною для програми. Виділення будь-якого значення в РБД виконується за умови:

а) імені відношення;

б) покажчика на кортеж (наприклад, значення первинного ключа кортежу);

в) імені атрибуту;

(ім'я_відносини, первинний ключ, атрибут)

3) Повна обробка невизначених значень.

Невизначені значення, відмінні від будь-якого певного значення, повинні підтримуватись для всіх типів даних при виконанні всіх операцій.

4) Доступ до бази даних у термінах реляційної моделі.

Опис БД (перелік відносин, визначення схем відносин та ключів, статистична інформація тощо) має бути виконано реляційною мовою. Користувач повинен мати доступ до цієї інформації за допомогою реляційної мови. Тобто. має бути можливість адміністрування баз даних незалежно від додатків.

5) Повнота підмножини реляційної мови.

Реляційна схема може підтримувати кілька мов, принаймні мову DDL та DML. Однак хоча б одна з мов повинна мати синтаксис речень, що підтримує такі поняття:

визначення даних (відносини, атрибути, домени, ключі, обмеження цілісності);

визначення віртуальних (уявних) відносин утворених за допомогою реляційних виразів на основі одного або декількох відносин (визначення уявлень);

Маніпулювання даними (інтерактивне чи програмне);

Обмеження цілісності;

Санкціонований доступ;

Управління транзакціями (початок транзакції, фіксація виконання, відмова від виконання).

6) Оновлення уявлень.

Усі уявлення (віртуальні відносини) повинні автоматично оновлюватися під час модифікації даних у базових відносинах. Якщо, наприклад, A= R È S, і А – це уявлення, то А повинне оновлюватися щойно змінюється R чи S.

7) Наявність високорівневої мови маніпулювання даними.

Операції вставки, оновлення та видалення повинні застосовуватись до відношення в цілому:

забезпечуючи контроль за цілісністю бази даних при модифікації відносин. При виконанні вставки над ставленням в цілому легко перевірити унікальність первинного ключа, обмеження на значення та ін.

8) Фізична незалежність даних.

Прикладні програми не повинні залежати від способів зберігання даних на носіях інформації та методів доступу до них.

Фізично незалежні забезпечує працездатність додатків при зміні розташування даних у мережі.

9) Логічна незалежність даних.

Прикладні програми нічого не винні залежати від будь-якого з використовуваних уявлень (віртуальних відносин).

Визначивши віртуальні відношення в рамках БД, можна розробляти додатки, що використовують це відношення, не турбуючись про те, що структура БД зміниться і віртуальні відношення будуватиметься на основі іншого реляційного виразу.

10) Незалежність контролю цілісності.

Усі обмеження цілісності та зовнішнє уявлення (віртуальні відносини, звіти) мають визначатися над додатках, а мають бути визначені з допомогою мови визначення даних та збереження у каталозі (словнику) бази даних.

11) Дистрибутивна незалежність.

Реляційна система має бути розповсюджуваною і переносимою. Створення різнорідних комп'ютерних системвимагає забезпечення доступу до баз даних у різних OS та різних платформах.

Дистрибутивна незалежність передбачає повну реалізацію СУБД щодо різноманітних платформ чи реалізацію комунікаційних блоків у складі СУБД, що дозволяють обмінюватися даними різним СУБД.

12) Узгодження мовних рівнів.

Якщо реляційна система має низькорівневу мову доступу (елемент доступу – запис) та високорівневу мову доступу (елемент доступу – відносини). Те виконання низькорівневих команд має проводитися з контролем цілісності, як і за високорівневих командах.

12.Формалізація даталогічної моделі мовою конкретної СУБД(з прикладу Ассess)

Після того, як структуру БД визначено, потрібно формалізувати датологічну модель мовою конкретної СУБД, інакше кажучи - описати таблиці. Більшість сучасних СУБД надають для цієї мети зручні візуальні конструктори (наприклад, ми вже згадували про конструктора таблиць Microsoft Access). Опис (конструювання) кожної таблиці включає:

· Визначення імені таблиці.Якщо таблиця є уявленням певної сутності, ім'я зазвичай відповідає назві сутності. Імена таблиць зв'язків, як правило, утворюють з назв сутностей, що зв'язуються.

· Визначення імен та типів полів.На цьому етапі зазвичай потрібно встановити специфічні властивості конкретних полів - чи може поле містити “порожні” (невизначені) значення, яким має бути значення “за умовчанням” тощо.

· Визначення первинного ключа.Незважаючи на те, що реляційна модель вимагає наявності у кожній таблиці первинного ключа, більшість СУБД дозволяють не визначати ключ у таблиці. Цього, зрозуміло, слід уникати. До честі СУБД вони завжди намагаються “наставити розробника на шлях істинний” (див., наприклад, малюнок).

· Визначення (за потреби) індексованих полів.

Після конструювання таблиць необхідно встановити зв'язкуміж ними. У Microsoft Access для цього є спеціальний засіб - "Схема даних". На схемі дуже зручно "малювати" зв'язки між таблицями, перетягуючи та накладаючи один на одного пов'язані поля. Найчастіше Access здатний визначити тип встановлюваного зв'язку. Наприклад, якщо первинний ключ однієї таблиці пов'язується з полем інший, що не є первинним ключем, то легко зрозуміти - і Access розуміє, - що йдеться про зв'язок "один до багатьох".

Подібні за функціями та інтерфейсом засоби візуального конструювання мають і інші СУБД.

Який би візуальний інтерфейс не надавала конкретна СУБД розробникам, у переважній більшості випадків за кадром знаходиться спільна для всіх реляційних СУБД мова SQL ( S tructuredQ ueryL anguage).

Зрозуміло, що вказану можливість можна забезпечити лише за наявності деякого загального системонезалежного ядра, яким і є SQL.

13. Об'єкти бази даних . Таблиці, звіти, сторінки, макроси та модулі. Запити та форми.

Таблиці- Основні об'єкти будь-якої БД, в яких зберігаються всі дані, що є в базі, і зберігається сама структура бази (поля, їх типи та властивості).

Звіти– призначені для виведення даних, причому для виведення не на екран, а на принтер (принтер). У них вжито спеціальних заходів для групування даних, що виводяться, і для виведення спеціальних елементів оформлення, характерних для друкованих документів (верхній і нижній колонтитули, номери сторінок, час створення звіту та інше).

Сторінкиабо сторінки доступу до даних – спеціальні об'єкти БД, виконані в коді HTML, розміщені на web-сторінці та передані клієнту разом із нею. Сам собою об'єкт не є БД, відвідувач може з її допомогою переглядати записи бази в полях сторінки доступу. Т.ч., сторінки – інтерфейс між клієнтом, сервером та базою даних, розміщеним на сервері.

Макроси та модулі– призначені для автоматизації операцій, що повторюються при роботі з системою управління БД, так і для створення нових функцій шляхом програмування. Макроси складаються із послідовності внутрішніх команд СУБД і є одним із засобів автоматизації роботи з базою. Модулі створюються засобами зовнішньої програмування. Це один із засобів, за допомогою яких розробник БД може закласти в неї нестандартні функціональні можливості, задовольнити специфічні вимоги замовника, підвищити швидкодію системи управління, рівень її захищеності.

Запити та форми.

Запити– служать для отримання даних з таблиць і надання їх користувачеві в зручному вигляді. З їх допомогою виконують відбір даних, їх сортування та фільтрацію. Можна виконати перетворення даних за заданим алгоритмом, створювати нові таблиці, виконувати автоматичне заповнення таблиць даними, імпортованими з інших джерел, виконувати найпростіші обчислення в таблицях та багато іншого.

Особливість запитів полягає в тому, що вони черпають дані з базових таблиць і створюють на їх основі тимчасову результуючу таблицю(моментальний знімок) – образ відібраних із базових таблиць полів та записів. Робота з образом відбувається швидше та ефективніше, ніж з таблицями, що зберігаються на жорсткому диску.

Оновлення БД також можна здійснити за допомогою запиту. У базові таблиці всі дані вносяться порядку надходження, тобто. вони не впорядковані. Але за відповідним запитом можна отримати відсортовані та відфільтровані потрібним чином дані.

Форми– засоби для введення даних, які надають користувачеві необхідні заповнення поля. У них можна розмістити спеціальні елементи управління (лічильники, списки, перемикачі, прапорці та інше), що розкриваються, для автоматизації введення. Приклад заповнення певних полів бланка. При виведенні даних з допомогою форм можна застосовувати спеціальні засоби оформлення.

14. Мова SQL (структурована мова запитів) .Історія виникнення. Підмножини мови.

З історії SQL:

Усі реляційні СУБД підтримують спеціальну мову SQL ( S tucturedQ uery L anguage), у якому записуються запити. Фактично SQL складається з двох мов – DML ( D ataM anipulationL anguage) та DDL ( D ataD eclarationL anguage).

Історія мови SQL почалася в 1974 р. Перший прототип мови називався SEQUEL (назва утворена від S tructuredE nglishQue ryL anguage). Згодом перероблена версія SEQUEL отримала назву SQL. Перший стандарт мови було прийнято 1987 р.

SQL – декларативна мова. Це означає, що клієнт лише вказує, щосаме йому потрібно, а якце отримати, вирішує сама СУБД.

Необхідно сказати, що хоча SQL і замислювався як засіб роботи кінцевого користувача, зрештою він став настільки складним, що перетворився на інструмент програміста. У SQL визначено два підмножини мови:

  • SQL-DDL(Data Definition Language) - мова визначення структур та обмежень цілісності баз даних. Сюди відносяться команди створення та видалення баз даних; створення, зміни та видалення таблиць; керування користувачами і т.д.
  • SQL-DML(Data Manipulation Language) - мова маніпулювання даними: додавання, зміна, видалення та вилучення даних, управління транзакціями

Бази даних. Види БД за характером інформації, що зберігається, за способом зберігання, за структурою організації. Основні типи даних.

База даних- організована сукупність даних, призначена для тривалого зберігання у зовнішній пам'яті ЕОМ та постійного застосування

Наприклад:

База даних книжкового фонду бібліотеки;

база даних кадрового складу установи;

База даних законодавчих актів у галузі кримінального права;

База даних сучасної естрадної пісні.

Фактографічні

У фактографічних БД містяться короткі відомості про об'єкт-

тах, представлені в строго певному форматі.

Наприклад, у БД бібліотеки про кожну книгу зберігаються бібліографічні відомості.

Документальні

У документальних БД містяться документи (інформація) різного типу: текстового, графічного, звукового, мультимедійного

(наприклад, різні довідники, словники )

Інформаційна система – це сукупність бази даних та всього комплексу апаратно-програмних засобів для зберігання, зміни та пошуку інформації, для взаємодії з користувачем.

Сховище інформації - база даних залізничної станції; процедура введення - Введення паспортних даних клієнта;

пошук - Процес обробки запиту;

обробка – вибір клієнтом дати та часу відправлення поїзда;

видача інформації - Ваше замовлення прийнято, квиток заброньований

Централізована БД -

БД зберігається на одному комп'ютері

Розподілена БД - різні частини однієї БД зберігаються на багато-

стві комп'ютерів, об'єднаних між собою мережею

1. Поняття бази даних База даних (БД)– це сукупність масивів та файлів даних, організована за певними правилами, що передбачають стандартні принципи опису, зберігання та обробки даних незалежно від їхнього виду. База даних (БД)- Сукупність організованої інформації, що відноситься до певної предметної області, призначена для тривалого зберігання в зовнішній пам'яті комп'ютера та постійного застосування.

за типу використовуваної моделі данихвиділяють три класичні класи БД:

    ієрархічні,

    мережеві,

    реляційні.Розвиток технологій обробки даних призвів до появи постріляційних, об'єктно-орієнтованих, багатовимірних БД, які тією чи іншою мірою відповідають трьом згаданим класичним моделям.

за топології зберіганняданих розрізняють локальні та розподілені БД. за типології доступу та характерувикористання зберігається БД можуть бути розділені на спеціалізовані та інтегровані.

Типологія баз даних з погляду інформаційних процесів

З іншого боку, БД можуть співвідноситися з різними рівнями інформаційних процесів:

На рівні інформаційних технологій БД визначається як взаємопов'язана сукупність файлів ОС, що містять дані про предметну область розв'язуваної задачі. При цьому основна увага приділяється фізичну структуру БД.

На рівні інформаційних систем БД розглядається як компонент, що є інформаційною моделлю предметної області. Тут найважливішою є проблема логічної структури БД

При розгляді лише на рівні інформаційних ресурсів БД сприймається як елемент світових ІР. Основною характеристикою тут є зміст БД, хоча структури даних також важливі.

Класифікація з моделі даних

    Ієрархічна

    Мережева

    Реляційна

    Об'єктнаі об'єктно-орієнтована

    Об'єктно-реляційна

    Функціональна.

Класифікація серед постійного зберігання

    У вторинній пам'яті, або традиційна ( англ. conventional database): середовищем постійного зберігання є периферійна енергонезалежна пам'ять (вторинна пам'ять) - як правило жорсткий диск. В оперативну пам'ять СУБД поміщає лише кешта дані для поточної обробки.

    В оперативній пам'яті ( англ. in-memory database, memory-resident database, main memory database): всі дані на стадії виконання знаходяться в оперативної пам'яті.

    У третинній пам'яті ( англ. tertiary database): середовищем постійного зберігання є пристрій масового зберігання, що від'єднується від сервера (третинна пам'ять), як правило на основі магнітних стрічокабо оптичних дисків. У вторинній пам'яті сервера зберігається лише каталог даних третинної пам'яті, файловий кеш та дані для поточної обробки; завантаження самих даних вимагає спеціальної процедури.

Класифікація за вмістом

    Географічна

    Історична

  • Мультимедійна.

Класифікація за рівнем розподіленості

    Централізована, або зосереджена ( англ. centralized database): БД, що повністю підтримується на одному комп'ютері.

    Розподілена (англ. distributed database): БД, складові якої розміщуються у різних вузлах комп'ютерної мережі відповідно до будь-яким критерієм.

    • Неоднорідна ( англ. heterogeneous distributed database): фрагменти розподіленої БД у різних вузлах мережі підтримуються засобами більше однієї СУБД

      Однорідна ( англ. homogeneous distributed database): фрагменти розподіленої БД у різних вузлах мережі підтримуються засобами однієї й тієї ж СУБД.

      Фрагментована, або секціонована ( англ. partitioned database): методом розподілу даних є фрагментування (партиціонування, секціонування), вертикальне чи горизонтальне.

      Тиражована ( англ. replicated database): методом розподілу даних є тиражування ( реплікація).

Інші види БД

    Просторова (англ. spatial database ): БД, у якій підтримуються просторові властивості сутностей предметної області. Такі БД широко використовуються в геоінформаційних системах.

    Тимчасова, або темпоральна ( англ. temporal database): БД, в якій підтримується будь-який аспект часу, Крім часу, що визначається користувачем.

    Просторово-тимчасова ( англ. spatial-temporal database) БД: БД, в якій одночасно підтримується один або більше вимірів в аспектах як простору, так і часу.

    Циклічна (англ. round-robin database): БД, обсяг збережених даних якої не змінюється згодом, оскільки у процесі збереження даних одні й самі записи використовуються циклічно.

СУБД має програмні, технічні та організаційні складові.

Програмні засоби включають систему управління, Що забезпечує введення-виведення, обробку та зберігання інформації, створення, модифікацію та тестування бази даних. Внутрішніх мов програмування СУБД є мови четвертого покоління (C, C++, Pascal, Object Pascal). За допомогою мов БД створюються програми, бази даних та інтерфейс користувача, що включає екранні форми, меню, звіти.

2. Система управління базами даних (СУБД) - сукупність програмних та лінгвістичних засобів загального або спеціального призначення, що забезпечують управління створенням та використанням баз даних.

Класифікації субд За моделлю даних

    Ієрархічні

  • Реляційні

    Об'єктно-орієнтовані

    Об'єктно-реляційні

За рівнем розподіленості

    Локальні СУБД (всі частини локальної СУБД розміщуються на одному комп'ютері)

    Розподілені СУБД (частини СУБД можуть розміщуватись на двох і більше комп'ютерах).

За способом доступу до бд

    Файл-серверні

У файл-серверних СУБД файли даних розміщуються централізовано на файл-сервері. СУБД розташовується кожному клієнтському комп'ютері (робочої станції). Доступ СУБД даних здійснюється через локальну мережу. Синхронізація читань та оновлень здійснюється за допомогою файлових блокувань. Перевагою цієї архітектури є низьке навантаження процесор файлового сервера. Недоліки: потенційно високе завантаження локальної мережі; утрудненість чи неможливість централізованого управління; утрудненість чи неможливість забезпечення таких важливих характеристик як висока надійність, висока доступність та висока безпека. Застосовуються найчастіше у локальних додатках, що використовують функції управління БД; у системах з низькою інтенсивністю обробки даних та низькими піковими навантаженнями на БД.

На даний момент файл-серверна технологія вважається застарілою.

    Клієнт-серверні

Клієнт-серверна СУБД розташовується на сервері разом із БД та здійснює доступ до БД безпосередньо, в монопольному режимі. Усі клієнтські запити на обробку даних обробляються клієнт-серверною СУБД централізовано. Нестача клієнт-серверних СУБД полягає у підвищених вимогах до сервера. Переваги: ​​потенційно нижче завантаження локальної мережі; зручність централізованого управління; зручність забезпечення таких важливих характеристик як висока надійність, висока доступність та висока безпека.

    Вбудовані

Вбудована СУБД - СУБД, яка може постачатися як складова частина програмного продукту, не вимагаючи процедури самостійної установки. СУБД, що вбудовується, призначена для локального зберігання даних свого додатка і не розрахована на колективне використання в мережі. Фізично вбудована СУБД найчастіше реалізована у вигляді бібліотеки, що підключається. Доступ до даних із боку програми може відбуватися через SQL або через спеціальні програмні інтерфейси.

Вибір системи управління баз даних (СУБД) є складне багатопараметричне завдання і одна із важливих етапів розробки додатків баз даних. Вибраний програмний продукт має задовольняти як поточним, і майбутнім потребам підприємства, у своїй слід враховувати фінансові витрати придбання необхідного устаткування, самої системи, розробку необхідного програмного забезпечення її основі, і навіть навчання персоналу. Крім того, необхідно переконатись, що нова СУБД здатна принести підприємству реальні вигоди.

Найпростіший підхід під час виборів СУБД грунтується на оцінці того, якою мірою існуючі системи задовольняють основним вимогам створюваного проектуінформаційної системи Більш складним і дорогим варіантом є створення випробувального проекту на основі кількох СУБД та подальший вибір найбільш відповідного з кандидатів. Але й у разі необхідно обмежувати коло можливих систем, спираючись деякі критерії відбору. Взагалі кажучи, перелік вимог до СУБД, які використовуються під час аналізу тієї чи іншої інформаційної системи, може змінюватись в залежності від поставлених цілей. Проте можна виділити кілька груп критеріїв:

    Моделювання даних

    Особливості архітектури та функціональні можливості

    Контроль роботи системи

    Особливості розробки додатків

    Продуктивність

    Надійність

    Вимоги до робочого середовища

    Змішані критерії

3. Архітектура бази даних

Інформація про певну предметну область представлена ​​в базі даних моделями декількох рівнів. За кількістю рівнів архітектурі розрізняють однорівневі, дворівневі, трирівневі системи. p align="justify"> На різних рівнях архітектури СУБД підтримується різний рівень абстракції даних. Нині найпоширенішою є запропонована американським комітетом зі стандартизації ANSI (American National Standards Institute) трирівнева система організації БД. При проектуванні баз даних виділяють три рівні: концептуальний, внутрішній та зовнішній.

1. Рівень зовнішніх моделей – найвищий рівень, де кожна модель має своє «бачення» даних. Цей рівень визначає точку зору БД окремих додатків. Кожна програма бачить і обробляє лише ті дані, які необхідні саме цьому додатку. Наприклад, система розподілу робіт використовує відомості про кваліфікації співробітникаАле її не цікавлять відомості про оклад, домашню адресу та телефон співробітника, і навпаки, саме ці відомості використовуються в підсистемі відділу кадрів.

2. Концептуальний рівень - центральна ланка, що управляє. Тут база даних представлена ​​в найбільш загальному вигляді, який об'єднує дані, що використовуються всіма додатками, що працюють з базою даних. Фактично концептуальний рівень відображає узагальнену логічну модель предметної області, для якої створювалася база даних. Як і будь-яка модель, концептуальна модель відбиває лише істотні, з погляду обробки, особливості об'єктів предметної області. Концептуальна модель є моделлю логічного рівня і залежить від особливостей використовуваної СУБД. Виділення концептуального рівня дозволило розробити апарат централізованого управління базою даних.

3. Фізичний рівень - власне дані, які у файлах чи сторінкових структурах, розташованих на зовнішніх носіях информации. Фізичне уявлення БД відноситься до внутрішнього рівня. Він визначає способи організації даних на зовнішніх носіях інформації (у вигляді файлових чи сторінкових структур) і призначений для досягнення оптимальної продуктивності та ефективності використання ресурсів обчислювальної системи. Опис фізичної структури БД називається схемою зберігання, а відповідний етап проектування БД – фізичним проектуванням.

Проектування бази даних і двох основних фаз: логічного і фізичного моделювання. Під час фази логічного моделювання розробник збирає вимоги до БД, що розробляється, складає опис предметної області і розробляє модель, яка не залежить від конкретної СУБД. Під час фази фізичного моделювання розробник створює модель, оптимізовану для СУБД та конкретних програм користувачів. Нині внутрішній рівень майже повністю забезпечується СУБД. Основний акцент під час проектування БД переноситься створення моделі концептуального рівня. Така архітектура дозволяє забезпечувати логічну (між рівнями 1 та 2) та фізичну (між рівнями 2 та 3) незалежність при роботі з даними.

Логічна незалежність передбачає можливість зміни одного додатка без коригування інших додатків, які працюють із тією ж базою даних, та реорганізації механізму доступу до фізичних даних.

Фізична незалежність передбачає можливість перенесення інформації, що зберігається, з одних носіїв на інші при збереженні працездатності всіх додатків, що працюють з базою даних.

Клієнт-серверна інформаційна система полягає у найпростішому випадку з 2 основних компонентів:

1. Сервера баз даних, керуючого зберіганням даних, доступом та захистом, резервним копіюванням, що відстежує цілісність даних відповідно до бізнес-правил і, найголовніше, виконує запити клієнта;

2. Клієнта, що надає іншим клієнтам інтерфейс користувача, що виконує логіку програми, що перевіряє допустимість даних, посилає запити до сервера та отримує відповіді на нього;

Крім цього не слід забувати про мережу та комунікаційне програмне забезпечення, що здійснює взаємодії між клієнтом і сервером за допомогою мережевих протоколів.

Клієнт – це додаток користувача. Його також називають додатком – клієнтом.

Клієнт та сервер взаємодіють наступним чином:

1. Клієнт формує та надсилає запити (SQL-запити) на читання або зміни даних на сервер, на якому розміщена БД. Ці запити написані мовою SQL.

2. Видалений сервер мережі надсилає запит SQL Server (серверу баз даних).

Позитивні якості архітектури «клієнт-сервер».

 Для роботи з даними використовується реляційний спосіб доступу. Це знижує навантаження на мережу, оскільки тепер у мережі циркулює лише потрібна інформація.

 Наприклад, при необхідності вибору п'яти записів з таблиці, що містить мільйон, клієнтська програма надсилає серверу запит, який сервером компілюється, оптимізується та виконується, після чого результат запиту (ті самі 5 записів, а не вся таблиця) передається назад на робочу станцію. При цьому не рідко в першому наближенні можна не замислюватися, а якщо взагалі індекс, здатний полегшити пошук потрібного запису, якщо він є, він буде використаний сервером, якщо ні-запит все одно буде виконаний, хоча, швидше за все, більше часу.

 Програма не керує безпосередньо базою, керуванням займається лише сервер. Це призводить до підвищення ступеня захисту інформації.

 Зменшення складності клієнтських програм за рахунок відсутності в ньому коду, пов'язаного з контролем БД та розмежування доступу до неї.

Життєвий цикл бази даних.

Процес проектування, реалізації та підтримки системи бази даних називається життєвим циклом бази даних (ЖЦБД). Процедура створення системи називається життєвим циклом системи (ЗЦС).

ЖЦБД складається з наступних етапів:

1. Попереднє планування – планування БД, виконуване у процесі розробки стратегічного плану БД. У процесі планування збирається така інформація:

 які прикладні програми використовуються та які функції вони виконують;

 які файли пов'язані з кожним із цих додатків;

 які нові програми та файли знаходяться в процесі роботи.

Ця інформація допомагає визначити, як використовується інформація додатків, визначити майбутні вимоги до системи БД.

Інформація цього етапу документується як узагальненої моделі даних.

2. Перевірка здійсненності. Тут визначається технологічна, операційна та економічна здійсненність плану створення БД, тобто:

 технологічна здійсненність – чи є технологія реалізації запланованої БД?

 операційна здійсненність – чи є кошти та експерти, необхідні для успішного здійснення плану створення БД?

 економічна доцільність – чи можна визначити висновки? Чи окупиться запланована система? Чи можна оцінити витрати та вигоду?

3. Визначення вимог включає вибір цілей БД, з'ясування інформаційних вимог до системи та вимог до обладнання та програмного забезпечення. Таким чином, на даному етапі збору даних та визначення вимог створюється загальна інформаційна модель, що виражається у наступних завданнях:

 Визначаються цілі системи шляхом аналізу інформаційних потреб. Тут також обов'язково вказується, яку саме БД слід створювати (розподілену, цілісну) та які комунікаційні засоби необхідні. Вихідний документ - коментар, що описує цілі системи.

 Визначення вимог користувача: документація у вигляді узагальненої інформації (коментарі, звіти, опитування, анкети тощо); фіксація функцій системи та визначення прикладних систем, які виконуватимуть ці вимоги. Дані надаються у вигляді відповідних документів.

 Визначення загальних вимогдо обладнання та програмного забезпечення, пов'язаних із підтримкою бажаного рівня швидкодії. (З'ясування кількості користувачів системи, числа вхідних повідомлень на день, кількість роздруківок). Ця інформація використовується для вибору типів комп'ютерів та СУБД, об'єму дисків, кількості принтерів. Дані цього етапу викладаються у звіті, що містить зразкові конфігурації обладнання та програмного забезпечення.

 Розробка плану поетапного створення системи, що включає вибір вихідних програм.

4. Концептуальне проектування – створення концептуальної схеми БД. Специфікації розробляються тією мірою, яка необхідна початку реалізації.

Основним вихідним документом є єдина інфологічна модель (або схема БД концептуальному рівні). При розробці даної моделі використовуються інформація та функції, які має виконати система, визначені на етапі збору та визначення вимог до системи. На даному етапі також бажано визначити: 1) правила для даних; 2) правила для процесів; 3) правила інтерфейсу.

5. Реалізація – процес перетворення концептуальної моделі на функціональну БД. Він включає наступні етапи.

1) Вибір та придбання необхідної СУБД.

2) Перетворення концептуальної (інфологічної) моделі БД на логічну та фізичну модель даних:

 на основі інфологічної моделі даних будується схема даних для конкретної СУБД, при необхідності реалізується денормалізація БД з метою прискорення обробки запитів у всіх критичних програмах;

 визначаються, які прикладні процеси необхідно реалізувати у схемі даних як процедури, що зберігаються;

 реалізувати обмеження, призначені для забезпечення цілісності даних та реалізації правил для даних;

 спроектувати та згенерувати тригери для реалізації всіх централізовано визначених правил для даних та правил цілісності даних, які не можуть бути задані як обмеження;

 розробити стратегію індексування та кластеризації; виконати оцінку розмірів усіх таблиць, кластерів та індексів;

 визначити рівні доступу користувачів, розробити та впровадити правила забезпечення безпеки та аудиту. Створити ролі та синоніми для забезпечення розрахованого на багато користувачів доступу з узгодженими рівнями повноважень доступу.

 розробити мережеву топологію БД та механізм безшовного доступу до віддалених даних (реплікована чи розподілена БД).

3) Побудова словника даних, що визначає зберігання визначень структури даних БД. Словник даних також містить інформацію про повноваження доступу, правила захисту даних та контроль даних.

4) Заповнення бази даних.

5) Створення прикладних програм, контроль управління.

6) Навчання користувачів.

6. Оцінка та удосконалення схеми БД. Включає опитування користувачів для з'ясування функціональних неврахованих потреб. При необхідності вносяться зміни, додавання нових програм та елементів даних у міру зміни та розширення потреб.

Таким чином, ЖЦБД включає:

 Вивчення предметної галузі та подання відповідної документації (1-3).

 Побудова інфологічної моделі (4).

 Реалізація (5).

 Оцінка роботи та підтримка БД (6).

Етапи проектування баз даних

Під час розробки БД можна назвати такі етапи роботи.

І етап. Постановка задачі.

На цьому етапі формується завдання щодо створення БД. У ньому докладно описується склад бази, призначення та цілі її створення, а також перераховується, які види робіт передбачається здійснювати у цій базі даних (відбір, доповнення, зміна даних, друк чи виведення звіту тощо).

ІІ етап. Аналіз об'єкту.

На цьому етапі розглядається, із яких об'єктів може складатися БД, які властивості цих об'єктів. Після розбиття БД деякі об'єкти необхідно розглянути властивості кожного з цих об'єктів, чи, іншими словами, встановити, якими параметрами описується кожен об'єкт. Всі ці відомості можна розташовувати у вигляді окремих записів та таблиць. Далі слід розглянути тип даних кожної окремої одиниці запису. Відомості про типи даних також слід занести до таблиці, що складається.

ІІІ етап. Синтез моделі.

На цьому етапі проведеного вище аналізу необхідно вибрати певну модель БД. Далі розглядаються переваги та недоліки кожної моделі та зіставляються з вимогами та завданнями створюваної БД. Після такого аналізу вибирають ту модель, яка зможе максимально забезпечити реалізацію поставленого завдання. Після вибору моделі необхідно намалювати її схему із зазначенням зв'язків між таблицями чи вузлами.

ІV етап. Вибір способів подання інформації та програмного інструментарію.

Після створення моделі необхідно, залежно від вибраного програмного продукту, визначити форму представлення інформації.

У більшості СУБД дані можна зберігати у двох видах:

    із використанням форм;

    без використання форм.

Форма – це створений користувачем графічний інтерфейс для введення даних у базу.

V етап. Синтез комп'ютерної моделі об'єкта.

У процесі створення комп'ютерної моделі можна назвати деякі стадії, типові для будь-якої СУБД.

Стадія 1. Запуск СУБД, створення нового файлу бази даних або відкриття створеної бази.

Стадія 2. Створення вихідної таблиці чи таблиць.

Створюючи вихідну таблицю, необхідно вказати ім'я та тип кожного поля. Імена полів не повинні повторюватися всередині однієї таблиці. У процесі з БД можна доповнювати таблицю новими полями. Створену таблицю необхідно зберегти, давши їй ім'я, унікальне у межах створюваної бази.

1. Інформація у таблиці не повинна дублюватися. Не повинно бути повторень між таблицями. Коли певна інформація зберігається лише у одній таблиці, те й змінювати її доведеться лише одному місці. Це робить роботу більш ефективною, а також унеможливлює розбіжність інформації в різних таблицях. Наприклад, в одній таблиці повинні бути адреси та телефони клієнтів.

2. Кожна таблиця повинна містити інформацію лише одну тему. Відомості на кожну тему обробляються набагато легше, якщо вони містяться в незалежних таблицях. Наприклад, адреси та замовлення клієнтів краще зберігати в різних таблицях, щоб при видаленні замовлення інформація про клієнта залишилася в базі даних.

3. Кожна таблиця повинна мати необхідні поля. Кожне поле таблиці має містити окремі відомості на тему таблиці. Наприклад, у таблиці з даними клієнта можуть міститися поля з назвою компанії, адресою, містом, країною та номером телефону. При розробці полів кожної таблиці необхідно пам'ятати, що кожне полі має бути пов'язані з темою таблиці. Не рекомендується включати до таблиці дані, які є результатом виразу. У таблиці має бути вся необхідна інформація. Інформацію слід розбивати на найменші логічні одиниці (наприклад, поля "Ім'я" та "Прізвище", а не загальне поле "Ім'я").

4. База даних повинна мати первинний ключ. Це необхідно для того, щоб СУБД могла пов'язати дані з різних таблиць, наприклад, дані про клієнта та його замовлення.

Стадія 3. Створення екранних форм.

Спочатку необхідно вказати таблицю, на основі якої створюватиметься форма. Її можна створювати за допомогою майстра форм, вказавши, який вигляд вона повинна мати, чи самостійно. Під час створення форми можна вказувати в повному обсязі поля, які містить таблиця, лише деякі з них. Ім'я форми може збігатися з ім'ям таблиці, з якої вона створена. На основі однієї таблиці можна створити кілька форм, які можуть відрізнятися видом або кількістю полів, що використовуються з даної таблиці. Після створення форму необхідно зберегти. Створену форму можна редагувати, змінюючи розташування, розміри та формат полів.

Стадія 4. Наповнення БД.

Процес заповнення БД може проводитись у двох видах: у вигляді таблиці та у вигляді форми. Числові та текстові поля можна заповнювати як таблиці, а поля типу МЕМО і OLE – як форми.

VI етап. Робота із створеною базою даних.

Робота з БД включає такі дії:

    пошук необхідних відомостей;

    сортування даних;

    відбір даних;

    виведення на друк;

    зміна та доповнення даних.

Розуміння та правильний підхід до ЖЦБД дуже важливий і потребує детального розгляду, оскільки в його основі лежить підхід, орієнтований на дані. Елементи даних більш стабільні, ніж функції системи. Створення правильної структури даних потребує складного аналізу класів одиниць даних та відносин між ними. Якщо побудувати логічну схему бази даних, то можна створити будь-яку кількість функціональних систем, що використовують цю схему. Функціонально-орієнтований підхід можна використовувати лише створення тимчасових систем, розраховані на недовгий час функціонування.

Концептуальне (інфологічне) проектування

Концептуальне (інфологічне) проектування - побудова семантичної моделі предметної галузі, тобто інформаційної моделі найбільш високого рівняабстракції. Така модель створюється без орієнтації на будь-яку конкретну СУБДмодель даних. Терміни "семантична модель", "концептуальна модель" та "інфологічна модель" є синонімами. Крім того, в цьому контексті рівноправно можуть використовуватися слова «модель бази даних» та «модель предметної області» (наприклад, «концептуальна модель бази даних» та «концептуальна модель предметної області»), оскільки така модель є як реальністю, так і проектованої бази даних цієї реальності.

Конкретний вигляд та зміст концептуальної моделі бази даних визначається обраним для цього формальним апаратом. Зазвичай використовуються графічні нотації, подібні до ER-діаграм.

Найчастіше концептуальна модель бази даних включає:

    опис інформаційних об'єктів, або понять предметної галузі та зв'язків між ними.

    опис обмежень цілісності, тобто. вимог до допустимих значень даних та зв'язків між ними.

Логічне (даталогічне) проектування

Логічне (даталогічне) проектування - створення схеми бази даних на основі конкретної моделі даних, наприклад, реляційної моделі даних. Для реляційної моделі даних даталогічна модель - набір схем відносин, зазвичай із зазначенням первинних ключів, і навіть «зв'язків» між відносинами, які становлять зовнішні ключі.

Перетворення концептуальної моделі на логічну модель, як правило, здійснюється за формальними правилами. Цей етап може бути значною мірою автоматизований.

На етапі логічного проектування враховується специфіка конкретної моделі даних, але може враховуватися специфіка конкретної СУБД.

БД- названа сукупність даних, що відображає стан об'єктів їх відносин у заданій предметній області. ПР приймальна комісія, бухгалтерія.

p align="justify"> Для роботи з БД необхідно передбачити такі операції, як введення інформації, її оновлення та видалення, а т.ж. видача інформації на запит до БД. СУБД дозволяє швидко та ефективно реалізувати ці операції. Банк даних (БнД)- Заснована на технології БД система програмних, мовних, організаційних та технічних засобів, призначених для централізованого накопичення та колективного використання даних.

СУБД- сукупність мовних та програмних засобів, призначених для створення, ведення та спільного застосування БД багатьма користувачами. ПР FoxPro 2.5, Visual FoxPro 8.0, Paradox, Access. База знань (БЗ)- Формалізована система відомостей? про деяку предметної області, що містить дані про властивості об'єктів, закономірностей процесів і явищ, а також правила використання в задаються ситуаціях цих даних для прийняття нових рішень.

Класифікація БД:

1. За типом інформаційних систем

Локальні- забезпечують автоматизацію окремих функцій (АРМ бухгалтера)

Корпоративні- забезпечують автоматизацію всіх функцій усім рівнях управління масштабах підприємства, корпорації.

2. За характером організації даних та доступу до них

Локальні(персональні)

Загальні (централізовані, інтегративні)

Розподільні

3. За способом обробки

Система оперативної обробки інформації (Online Transaction Processing) – відносять БД, які використовуються автоматизації процесів управління у предметних галузях, як-от банк чи склад. Для таких БД характерна велика кількість оновлень-транзакцій. Транзакція– це неподільна з позиції на БД послідовність операцій маніпулювання даними,

Система аналітичної обробки (Online Analysis Processing),

Дедуктивні логічні БД – исп-ся інтелектуальних системах. ПР: виведення нової інформації з використанням правил логіки.

4. За видом даних, що зберігаються

Не структуровані (семантичні мережі)

Частково структуровані (гіпертекст)

Структуровані (БД FVP)

5. Структуровані БД, класифікуються за типом використовуваної моделі даних

Ієрархічні,

Мережеві,

Реляційні,

Багатовимірні

6. за формою подання даних користувачем

Відеосистеми,

Аудіосистеми,

Мультимедіа

7. за типом інформації, що зберігається

Фактографічні БД (структурована)

Документальні (текстова інформація)

Лексикографічні (різні словники)

8. За економіко-організаційними ознаками:

8.1. За умовами надання послуг:

Безкоштовні,

Платні

8.2. За формою власності:

Державні,

Недержавні

8.3. За ступенем доступності:

Загальнодоступні,

З обмеженим колом користувачів.

    Етапи розвитку концепції бази даних (БД).

1 етаппов'язаний з нач пер розвитку ВТ. Т.ч., для початкового періоду хар тисний зв'язок програм і дан. Дан, що зберігаються в пам'яті ЕОМ, на зовнішніх пристроях, що запам'ятовують, називаються фіз. Рівень представлення даних у пам'яті ЕОМ називається фізичним. Програми безпосередньо працювали із фізичним рівнем зберігання. Незав-сть відсутня. Основні поняття фізичного рівня: фізичний запис, фізичні блоки даних на МЛ (магнітному носії). Висновки:поняття інф. Б. у вигляді незв'язаних масивів; один-фіз.-ур. уявлення дано; відсутність незалежності.

Другий етап(60-ті роки) пов'язані з появою ЕОМ 2-го покоління, на транзисторах. Почали з'являтися ЯП та ОС, які надали можливість роботи на логічному рівні. ЯП дозволили працювати з іменами, а не адресами даних. З'явився новий рівень подання даних – логічний. Було реалізовано фізичну незалежність даних. Саме тоді ЕОМ стали використовуватися на вирішення економічних завдань. Базою даних стали називати набір файлів, що зберігаються не ВЗП і використовуються для вирішення комплексів завдань. Основні поняття логічного рівня:

Файл- Це названа сукупність логічних записів єдиного типу. Логічний запис- Іменована сукупність пов'язаних полів даних. Поледаних являє собою найменшу одиницю (збережених) даних. Поле має назву, тип, довжину. Почалася розробка різних АІС. Висновки: БД - совок-ть ф., має 2 ур. - Лог. та фіз., фіз. рівень незалежний.

Третій етаппочинається з появи ЕОМ 3-го покоління, які були оснащені пристроями, що запам'ятовують, на МЛ, МД. З'явилася можливість зберігання великих обсягів даних та швидкого доступу до них. У міру зростання кількості завдань, все очевиднішими ставали недоліки файлу. систем: залежність даних; жорсткість; статичність; відсутність інтеграції; дублювання даних (некерована надмірність); суперечностей (узгоджений, недостовірний.); неможливість спільного використання; неефективність; неможливість обробки нетипових запитів. Виникла потреба в централізації управління даних. Так сформувалися концепції БД і виникли перші СУБД, реалізують цю концепцію.

У книзі Дж. Мартіна “Організація БД у обчислювальних системах” (Світ, 1980 р.) дається опр., що стало класичним:

База даних– це сукупність взаємозалежних даних, що зберігаються разом, за наявності такої мінімальної надмірності, яка допускає їх використання оптимальним чином для одного або декількох приношень.

Дані запам'ятовуються так, щоб вони були незалежними від програм, що використовують ці дані, для додавання нових або модифікації існуючих даних, а також для пошуку даних у БД застосовується загальний керований спосіб.

У цьому вся визначенні сформульовані основні тези сучасної концепції БД: інтегроване зберігання; диференційоване використання; мінімальна надмірність; незалежність даних; централізоване керування.

Перші СУБД підтримували ієрархічні структури даних, які природно відображали обсяги предметної області: IMS, ADABAS, OKA та інші. Інес потім мережеві - Сетор, Седан. Поступово сформувався загальний погляд універсальні СУБД, які реалізують вихідні моделі даних, формальні ставлення до даних. Сформувалися уявлення про реляці МД, але перші реляці СУБД були лише експериментальні. Підсумком третього етапу були формування концепцій БД, поява перших СУБД та розвиток теорії моделей даних. З'являються міні ЕОМ.

Для Четвертого етапу(Кінець 80-х – початок 90-х рр.)характерно поява ПЕОМ, універсальних реляційних СУБД, розвиток теорії моделей даних та методів проектування БД. Найскладнішою для реалізації є логічна незалежність. З'явилося уявлення про 3-х рівневу архітектуру СУБД. Набули поширення мережі ЕОМ, розподіл обробки даних (локальні, однорідні), поряд з централізованими. Найбільше досягнення – реляційні МД, реляційні мови запитів, реляційні СУБД. З'явився мережевий рівень представлення даних у локальній мережі. У методології проектування центральне місце посідають БД.

П'ятий етапСучасний етап Основна проблема – інтеграція різнорідних мереж з урахуванням архітектури «клієнт - сервер». Поєднання централізованих та розподілених БД. Новий рівень – мережевий. Незалежність джерела даних. Користувачам байдуже, де знаходяться потрібні дані, в якому вигляді, дублюються дані в мережі чи ні. Нові підходи до проектування об'єктний, компонентний. Виділяється низка нових вимог до СУБД:

підтримка широкого спектра подання даних та операцій з них (включаючи фактографічні, документальні, графічні, відеодані); керування мультибазами даних; управління розподіленими БД, у випадку неоднорідними; природне та ефективне подання у моделях даних різноманітних об'єктів відносин предметної області (наприклад, просторово-часових, із забезпеченням візуалізації); розвиток технології баз знань; забезпечення цілісності та безпеки; прикладні системи вимагають істотного підвищення обсягу інформації, що зберігається в БД, більш високої надійності їх функціонування, істотного підвищення продуктивності. З'являється новий ур представл – у глобальній мережі. Використовуються новітні технології – intranet, client-server.

Полотно БД

Кільк. рівнів

Незалежність

Машинні мови

Масиви (ф) незв'язок даний

Відсутнє

II покоління, МЛ

ЯП 1 покоління, ОС

Файли даних

2 – фіз, лог

Фізична

ІІІ покоління, ВД

ЯП 2 пок, ОЗ, СУБД

Концепція БД централіз

Логічний, фізичний

IV покоління,

ПЕОМ, мережі

ЯП 3 пок, мережні ОС, ОС, СУБД

Реляц БД, розподіл БД, мультимодельні

Логічний, фізичний, незалежний від джерела

Мережі, арх «кл - сір», WWW

ЯП 4 пок, ОС, СУБД, технол internet, intranet

Розподіл та центральні БД, ООБД, Гіпертекст

Ур об'єктів + ​​мережевий

Незалежність від джерела даних


3. Цілі проектування БД, вимоги до БД. Структура процесу проектування

Терміном "проектування" позначають всі види робіт, що стосуються створення кінцевого продукту.

Основні цілі проектування полягають у тому, щоб:

    забезпечити користувачів повними, сучасними та достовірними даними, необхідними для виконання службових обов'язків;

2) забезпечити доступ до даних за прийнятний час.

Завданням процесу проектування є розробка БД, яка має задовольняти всім вимогам, які з сучасного етапу розвитку концепції (технології) БД.

Ці вимоги полягають у наступному:

    Адекватність БД предметної галузі. У БД мають бути представлені об'єкти та процеси ПрО.

    Гнучкість та адаптивність структури, тобто можливість розвитку та адаптації до змін ПрО та вимог поль.

    Продуктивність. Забезпечення вимог до часу виконання запитів користувачів.

    Ефективність та надійність функцій. Означає забезпечення мін витрат за функц., відновлення та розвитку системи.

    Простота та зручність експлуатації (з погляду користувачів).

    Можливість взаємодії корист. різних категорій та у різних режимах.

    Інтегрованість, незалежність, мін надмірність даних. Концептуальне представл. про дані має бути єдиним.

    Цілісність, узгодженість, відновлюваність даних.

Цілісність. БД має властивість цілісності, якщо вона задовольняє певним обмеженням значень даних та зберігає цю властивість при всіх модифікаціях. Обмеження цілісності є твердженням про допустимі значення окремих інформ. одиниць і зв'язків між ними. Визнач. особливостями ПрВ.

Узгодженість. БД має властивість узгодженості по відношенню до деякої сукупності користувачів, якщо будь-якої миті часу БД реагує на їх запити однаково. Реалізується системою блокування.

Відновлюваність. Можливість відновлення цілісності після будь-якого збою системи. Чинить вплив на ефективність (копіювання вимагає великих витрат).

    Безпека – захист даних від несанкц. доступу, модифікації чи руйнування.

Класифікація за моделлю даних:

  • 1. Ієрархічна- це модель даних, де використовується уявлення бази даних у вигляді деревоподібної (ієрархічної) структури, що складається з об'єктів (даних) різних рівнів. Між об'єктами існують зв'язки, кожен об'єкт може включати кілька об'єктів більш низького рівня. Такі об'єкти знаходяться щодо предка (об'єкт ближчий до кореня) до нащадка (об'єкт нижчого рівня), при цьому можлива ситуація, коли об'єкт-предок не має нащадків або має їх кілька, тоді як у об'єкта-нащадка обов'язково лише один предок. Об'єкти, що мають спільного предка, називаються близнюками (у програмуванні стосовно структури даних дерево встояло назву брати);
  • 2. Об'єктна та об'єктно-орієнтована- є системою управління базами даних, у яких інформація представлена ​​як об'єктів, використовується в объектно-ориентированном програмуванні. Об'єктні бази даних від реляційних баз даних, є таблично-ориентированными. Об'єктно-реляційні бази даних є гібридом обох підходів. Об'єктні бази даних було розглянуто на початку 1980-х;
  • 3. Об'єктно-реляційна СУБД (ОРСУБД)- Реляційна СУБД (РСУБД), що підтримує деякі технології, що реалізують об'єктно-орієнтований підхід: об'єкти, класи та успадкування реалізовані в структурі баз даних та мовою запитів.

Об'єктно-реляційними СУБД є, наприклад, широко відомі Oracle Database, Informix, DB2, PostgreSQL;

  • 4. Реляційна модель даних (РМД)- логічна модель даних, прикладна теорія побудови баз даних, яка є додатком до завдань обробки даних таких розділів математики як теорії множин та логіка першого порядку. На реляційній моделі даних будуються реляційні бази даних;
  • 5. Мережева модель даних- логічна модель даних, що є розширенням ієрархічного підходу, строга математична теорія, що описує структурний аспект, аспект цілісності та аспект обробки даних у мережевих базах даних;
  • 6. Функціональна модель данихвикористовує такий підхід визначення об'єкта. Замість того щоб представляти об'єкт записом з певним змістом або кортежем у В-дереві, функціональна модель повідомляє, які функції (або операції) визначені на цьому об'єкті. Уявлення об'єкта - це справа реалізації, і вона визначається на нижчому рівні абстракції.

Класифікація серед постійного зберігання:

  • 1. У вторинній пам'яті, або традиційна (англ. conventional database) – середовищем постійного зберігання є периферійна енергонезалежна пам'ять (вторинна пам'ять), як правило, жорсткий диск.
  • 2. В оперативну пам'ять СУБД поміщає лише кеш та дані для поточної обробки;
  • 3. В оперативній пам'яті (англ. in-memory database, memory-resident database, main memory database) - всі дані на стадії виконання знаходяться в оперативній пам'яті;
  • 4. У третинній пам'яті(англ. tertiary database) - середовищем постійного зберігання є пристрій масового зберігання, що від'єднується від сервера (третинна пам'ять), як правило, на основі магнітних стрічок або оптичних дисків. У вторинній пам'яті сервера зберігається лише каталог даних третинної пам'яті, файловий кеш та дані для поточної обробки; завантаження самих даних вимагає спеціальної процедури.

Класифікація за вмістом:

  • 1. Географічна;
  • 2. Історична;
  • 3. Наукова;
  • 4. Мультимедійна;
  • 5. Клієнтська.

Класифікація за рівнем розподіленості:

  • 1. Централізована, або зосереджена (англ. centralized database): БД, що повністю підтримується на одному комп'ютері.
  • 2. Розподілена (англ. distributed database): БД, складові якої розміщуються у різних вузлах комп'ютерної мережі відповідно до будь-яким критерієм.
  • 3. Неоднорідна (англ. heterogeneous distributed database): фрагменти розподіленої БД у різних вузлах мережі підтримуються засобами більше однієї СУБД
  • 4. Однорідна (англ. homogeneous distributed database): фрагменти розподіленої БД у різних вузлах мережі підтримуються засобами однієї й тієї ж СУБД.
  • 5. Фрагментована, або секціонована (англ. partitioned database): методом розподілу даних є фрагментування (партиціонування, секціонування), вертикальне або горизонтальне.
  • 6. Тиражована (англ. replicated database): методом розподілу даних є тиражування (реплікація).

Класифікація з технології обробки даних бази даних

  • 1. Централізована база даних- Зберігається в пам'яті однієї обчислювальної системи. Якщо ця обчислювальна система є компонентом мережі ЕОМ, можливий розподіл доступу до такої бази. Такий спосіб використання баз даних часто застосовують у локальних мережах ПК;
  • 2. Розподілена база даних- складається з декількох, можливо перетинаються або навіть дублюючих один одного частин, що зберігаються в різних ЕОМ обчислювальної мережі. Робота з такою базою здійснюється за допомогою системи керування розподіленою базою даних (СУРБД).

Класифікація за способом доступу до даних бази даних:

  • 1. Бази даних із локальним доступом;
  • 2. бази даних із віддаленим (мережним) доступом - системи централізованих баз даних із мережним доступом припускають різні архітектури подібних систем:
    • * файл-сервер;
    • * клієнт-сервер.

Файл-серверАрхітектура систем БД з мережним доступом передбачає виділення однієї з машин мережі як центральну (сервер, файлів). На такій машині зберігається централізована БД, що спільно використовується. Всі інші машини мережі виконують функції робочих станцій, за допомогою яких підтримується доступ системи користувача до централізованої бази даних. Файли бази даних відповідно до запитів користувача передаються на робочі станції, де в основному і проводиться обробка. При великій інтенсивності доступу до тих самих даних продуктивність інформаційної системи падає. Користувачі можуть створювати на робочих станціях локальні БД, які використовуються ними монопольно.

Клієнт-сервер.У цій концепції мається на увазі, що крім зберігання централізованої бази даних, центральна машина (сервер бази даних) повинна забезпечувати виконання основного обсягу обробки даних. Запит на дані, що видається клієнтом (робочою станцією), породжує пошук та вилучення даних на сервері. Вилучені дані (але не файли) транспортуються мережею від сервера до клієнта. Специфікою архітектури клієнт-сервер є використання мови запитів SOL.

Класифікація з предметних областей використання:

1. Документальні та документографічні БД - містять описи документів. Залежно від змісту опису розрізняють документографічні БД типів БО (тільки бібліографічний опис документа), БК (бібліографічний опис та ключові слова) та БКР (бібліографічний опис, ключові слова, реферат чи анотація). З'явилися також повнотекстові БД, які містять повні тексти документів, які є документальними.

Документографічні системи, як правило, будуються за двоконтурною схемою: перший контур містить документографічну БД і використовується для автоматизованого пошуку документів, другий контур у разі потреби забезпечує видачу повного тексту документа у вигляді копії першоджерела на папері, мікрофільмі або виводить текст на екран з оптичного диска ( у деяких випадках із жорсткого магнітного диска великої ємності).

У складі даного класу виділено такі види БД:

  • - за науково-технічними документами, що публікуються;
  • - за документами, що публікуються в галузі суспільних наук;
  • - за патентними документами;
  • - за звітами з НДР, ДКР, програмних засобів;
  • - за матеріалами міжгалузевого обміну (науково-технічними досягненнями, ППТО, ІЛ, каталожна, виставкова інформація тощо);
  • - за стандартами та іншою нормативно-технічною документацією;
  • - бібліографічні БД, створювані у бібліотеках, книговидавничих та книготорговельних організаціях;
  • - реферативні та повнотекстові БД з суспільно-політичної інформації, що створюються засобами масової інформації;
  • - БД законодавчої та правової інформації;
  • - документографічні документографічні за спеціальними видами документів;
  • - БД з архівних документів. Аналіз стану справ з ДБД різних видів у країні показує, що в даний час найбільшого розвитку отримали ДБД документографічного типу, головним чином, за опублікованими документами в галузі науково-технічної інформації, суспільних наук, патентними документами, звітами з НДР, ДКР та іншими видами документів, створені у межах системи науково-технічної інформації.
  • 2. Система баз даних про продукцію - Інформація про продукцію є основним видом техніко-економічної інформації. Дані про продукцію характеризуються:
    • - величезною і найчастіше невпорядкованою номенклатурою (від 10 млн. до 1 млрд. найменувань), тільки в ОКП міститься 25 млн. позицій, у системі креслярського господарства налічується до 16 млн. кріпильних виробів, є відомості про більш ніж 6 млн. хімічних сполук та т.п.;
    • - різнорідністю та багатофункціональністю застосування та опису продукції на всіх етапах її життєвого циклу;
    • - великою кількістю властивостей (ознак), що характеризують окремі групи продукції (до 200 ознак);
    • - різноманіттям сфер застосування продукції, що охоплюють усі сфери народногосподарської діяльності;
    • - численними та різноманітними зв'язками між продукцією та іншими видами інформації (зв'язок з підприємствами-розробниками та виробниками, комплектуючими виробами, сировиною та ресурсами, технологічними процесами, роботами та послугами, станом навколишнього середовища тощо);
    • - великою кількістю та різноманітністю категорій груп користувачів;
    • - Наявністю великої кількості розрізняються і нев'язаних між собою систем класифікації та кодування продукції (ОКП, ЕСКД, ЕТНВТ, гармонізована система опису та кодування товарів, система штрихового кодування, галузеві та локальні системи тощо);

Число користувачів системи баз даних із продукції сягає десятків тисяч (підприємств промисловості та сільського господарства понад 100 тис., керівників та виконавчих органів - понад 50 тис., кооперативи, орендні та індивідуальні підприємства тощо).

3. Економічна та кон'юнктурна інформація - створення баз та банків економічної та кон'юнктурної інформації є важливим фактором функціонування суспільства в умовах початку регульованої ринкової економіки.

У попередні роки бази економічних даних створювалися та функціонували у складі АСПР Держплану СРСР, ЄСІС Держкомстату Росії, АСФР Мінфіну Росії, АСУ Держпостачу СРСР, ОАСУ Держбанку, інших міністерств та відомств, територіальних органів управління підприємств та організацій.

Розвиток інформаційного забезпечення регульованої ринкової економіки відбуватиметься з урахуванням 2 основних чинників:

  • - скорочення обсягу звітних даних, що подаються підприємствами та організаціями органам управління та державної статистики.
  • - суттєве зростання інформаційних потреб Ради федерації, підприємств, організацій, населення, органів територіального та міжгалузевого управління соціально-економічної інформації.

Основним напрямом розвитку БД соціально-економічної та кон'юнктурної інформації є створення наступних інтегрованих БД:

1) регістри та БД обліково-статистичних одиниць:

a. паспорти соціально-економічного розвитку адміністративно-територіальних одиниць (суб'єктів федерації, влади самоврядування)

b. структурних господарських одиниць з усіх галузей економіки незалежно від видів власності, зокрема, регістри промислових, сільськогосподарських, будівельних підприємств, наукових та проектних організацій, фермерських господарств тощо;

c. регістри будівництв.

  • 2) інтегровані БД для комплексного аналізу стану та розвитку галузей економіки.
  • 3) БД річних балансів діяльності, підприємств, організацій та їх об'єднань, територій та регіонів.
  • 4) БД масових переписів, одноразових обліків та вибіркових обстежень.
  • 5) БД з банківських трансфертів.
  • 6) БД щодо доходів і витрат населення, включаючи БД із сімейних бюджетів.
  • 4. Фактографічні бази соціальних даних - соціальними даними відносяться дані про населення і соціальне середовище. Відомості про населення включають статеві, соціальні, медичні та будь-які інші персональні дані про окремих осіб, а також зведені дані про населення країни загалом та її окремих територіяхта про певні групи населення: пенсіонерів, квартиронаймачів, дітей шкільного віку, жінок та ін.

Відомості про соціальне середовище включають дані про вакансії, містобудування, міське господарство, міський пасажирський транспорт, закони, порушення громадського порядку та ін.

Переважна більшість баз соціальних даних формується у межах систем місцевих органів влади. Джерелами таких даних, як правило, формалізовані документи.

Споживачами баз соціальних даних є населення, органи управління різних рівнів та сфер, починаючи від житлово-експлуатаційних контор та управлінь та закінчуючи Федеральними Зборами, а також науковці.

5. Бази даних транспортних систем країни - пунктом проектування мережі баз даних оцінка її сучасного стану.

В рамках окремих видів транспорту та їх АСУ створено та функціонують як окремі бази та банки даних, так і потужні інформаційні системи.

На повітряному транспорті функціонує мережа ЕОМ "Сірена", що забезпечує автоматизацію продажу авіаквитків. Мережа розвивається і має охопити всю територію країни.

на залізничний транспортстворено систему "Експрес". До її функцій входить не лише резервування та продаж залізничних квитків, а й видача довідок про наявність місць.

На морському транспорті в рамках інформаційно-пошукових систем "Пароплавства", "Порти", "Судорімотні заводи". "Суда" функціонують бази даних для планування та регулювання роботи флоту та портів, бази даних про технічний стан флоту.

На автомобільному транспорті в рамках інформаційно-пошукових систем функціонують як документографічні бази даних АСНТІ, "Винаходи", "Норми", "Стандарти", "Директиви", так і фактографічні-"Гаро", "Автотранспорт", "Неліквіди", "Економіка "Будівництво".

  • 6. Довідкові бази для населення та організацій - у розвинених країнах існує практика використання БД для інформаційно-довідкового обслуговування населення та установ. Для цього організується доступ до БД авіаперевізників з метою надання довідок, наприклад, про розклад літаків та поїздів; про адреси та телефони громадян та організацій; про програми радіо та телебачення; про проведення виставок тощо. Крім того, створюються спеціальні інформаційно-довідкові БД, серед яких можна виділити такі види:
    • - енциклопедії та довідники;
    • - покажчики фірм, підприємств та організацій;
    • - біографічні дані ("Хто є хто");
    • - Опис нових видів споживчих товарів;
    • - покажчики урядових контрактів, субсидій та інших.

У нашій країні цей вид БД нині розвинуться великі довідкові служби надають такі послуги, переважно з використанням ручних чи автоматизованих картотек. Деякі види довідкових БНД відсутні.

7. Система ресурсних баз даних - проблеми природних ресурсів займають особливе місце у розвитку будь-якої держави, визначаючи ступінь її незалежності та процвітання.

Повна, достовірна поінформованість у цьому питанні з метою контролю, аналізу та прогнозування стану ресурсів є однією з пріоритетних потреб на користь об'єктивних, науково-обґрунтованих оцінок можливих шляхів розвитку суспільства.

Систему БД природних ресурсів відрізняє ряд особливостей, зокрема:

  • - Різноманітність видів об'єктів ресурсів БД;
  • - взаємозалежність та взаємозамінність різних видів ресурсів, а отже, необхідність забезпечення інформаційного взаємозв'язку та сумісності інформації про них;
  • - існування великої кількості як централізованих, і регіональних і відомчих джерел информации;
  • - Різні форми подання інформації в інформаційних потоках (цифрової, текстової, графічної, картографічної тощо);
  • - Великий діапазон обсягів і часових параметрів інформаційних потоків, одержуваних як за допомогою датчиків, так і ручним введенням;
  • - Вплив стану ресурсів та навколишнього середовища одного регіону на інші.
  • 8. Фактографічні бази та банки наукових даних- сучасний етап розвитку науки характеризується переходом на якісно новий рівень досліджень, що визначається широким використанням методів та засобів інформатики - науки про закони та методи накопичення, обробки та передачі інформації. У науці застосування методів та засобів інформатики має не лише звільнити дослідника від рутинної роботи з пошуку та підготовки до використання відомої інформації, але й забезпечити реалізацію єдиної лінії математичної технології вирішення завдань – від формулювання математичних моделей та їх повного інформаційного забезпечення всіма необхідними даними до формування програмних комплексів та проведення вирішення поставлених завдань. Важливо, щоб ця лінія була безперервною та оперативно чинною, без технологічних розривів в обробці даних. По суті, це визначається рішучим перетворенням розрізненої інформації, окремих наборів даних та індивідуальних програм на єдиний інформаційний та програмний продукт, а також всебічним застосуванням сучасних прийомів маніпулювання такими продуктами з використанням засобів обчислювальної техніки.
  • 9. БД у сфері культури та мистецтва - БД для автоматизації лексикографії можуть мати значний економічний ефект у разі інтеграції ЛБД з автоматизованими видавничими системами, що має там масове застосування. Слід пам'ятати, що БД всіх трьох типів істотно перетинаються між собою за складом даних, хоча мають багато специфічні властивості. У той же час багато БД мають досить великі обсяги (до сотень тисяч і навіть мільйонів записів), тому їх створення та ведення потребують значних коштів та трудовитрат.
  • 10. Лінгвістичні БД- Лінгвістичні БД (ЛБД) містять дані про мовні одиниці різних рівнів (від морфеми до тексту) та різноманітну інформацію про ці одиниці.

ЛБД мають три основні сфери застосування:

  • - Забезпечення функціонування різних автоматизованих систем, пов'язаних з обробкою тексту та мови (інформаційні, експертні, навчальні системи, системи аналізу мови, машинного перекладу та ін);
  • - автоматизація лексикографічної діяльності масового та спеціального призначення, тобто підготовка словників різного типу (навчальних, перекладацьких, нормативних, тлумачних та ін);
  • - автоматизація праці дослідників: лінгвістів, викладачів мов та інших філологів.

база даних зберігання інформація

Основою інформаційної системи є база даних.

Метою будь-якої інформаційної системи є опрацювання даних про об'єкти реального світу.

У широкому значенні слова база даних - це сукупність відомостей про конкретні об'єкти реального світу в будь-якій предметній галузі.

Крім того, база даних – це сховище даних для спільного використання. p align="justify"> При автоматизації діяльності людини відбувається перенесення реального світу в електронний формат. Для цього виділяється якась частина цього світу та аналізується на предмет можливості автоматизації. Вона називається предметною областю та суворо окреслює коло об'єктів, які вивчаються, вимірюються, оцінюються тощо. В результаті цього процесу виділяються об'єкти автоматизації та визначаються реквізити, за якими дані об'єкти оцінюються.

Результатом цього процесу стає база даних, яка описує конкретну частину реального світу зі строго певних позицій.

Бази даних виконують дві основні функції. Вони групують дані щодо інформаційних об'єктів та їх зв'язків та надають ці дані користувачам.

Дані - це формалізоване подання інформації, доступне для обробки, інтерпретації та обміну між людьми або в автоматичному режимі.

Класифікація БД

Існує безліч різновидів баз даних, що відрізняються за різними критеріями. Розглянемо основні класифікації.

Класифікація БД за моделлю даних:

Ієрархічна модель бази даних складається з об'єктів із покажчиками від батьківських об'єктів до нащадків, поєднуючи разом пов'язану інформацію. Ієрархічні БД можуть бути представлені як дерево, що складається з різних рівнів. Верхній рівень займає один об'єкт, другий – об'єкти другого рівня тощо;

Мережева модель бази даних подібна до ієрархічної, за винятком того, що в ній є покажчики в обох напрямках, які з'єднують споріднену інформацію;

Реляційна модель – «реляційний» від англ. Relation (ставлення), спрямовано організацію даних як двомірних таблиць, званих ще реляційними таблицями. Інформація, введена в одну таблицю, може бути пов'язана з одним або кількома записами іншої таблиці.

26. Під час роботи з СУБД на екран виводяться робоче поле та панель керування. Панель керування при цьому включає меню, допоміжну область керування та рядок підказки. Розташування цих областей може бути довільним і залежить від особливостей конкретної програми. Деякі СУБД дозволяють виводити вікно директив (командне вікно) чи рядок команд.

Рядок менюМістить основні режими програми. Вибравши один з них, користувач отримує доступ до спадного підменю, що містить перелік команд, що входять до нього. В результаті вибору деяких команд спадного меню з'являються додаткові підменю.

Допоміжна область управління включає:

Рядок стану;

панелі інструментів;

Вертикальну та горизонтальну лінійки прокручування.

У рядку стану(статусний рядок) користувач знайде відомості про поточний режим роботи програми, ім'я файлу поточної бази даних тощо.

Панель інструментів(Піктографічне меню) містить певну кількість кнопок (піктограм), призначених для швидкої активізації виконання певних команд меню та функцій програми. Щоб представити на екрані області таблиці бази даних, форми або звіту, які на ньому зараз не відображені, використовують вертикальнуі горизонтальну лінійкупрокручування.

Рядок підказкипризначена для видачі повідомлень користувачеві щодо його можливих дій на даний момент.

Важливою особливістю СУБД є використання буфера проміжного зберігання при виконанні низки операцій. Буфер використовується при виконанні команд копіювання і переміщення для тимчасового зберігання даних, що копіюються або переміщуються, після чого вони направляються за новою адресою. При видаленні даних вони також розміщуються в буфер. Вміст буфера зберігається доти, доки не буде записана нова порція даних.

Програми СУБД мають достатню кількість команд, кожна з яких можливі різні параметри (опції). Така система команд разом із операціями утворює менюзі своїми особливостями кожному за типу СУБД. Вибір певної команди з меню здійснюється одним із наступних двох способів:

Наведенням курсору на обрану в меню команду за допомогою клавіш керування курсором та натисканням клавіші введення;

Введенням із клавіатури першої літери обраної команди.

Отримати додаткову інформацію про команди, що складають меню СУБД, та їх використання можна, увійшовши до режиму допомоги.

Незважаючи на особливості СУБД, сукупність команд, що надаються користувачу деякою усередненою системою управління базами даних, може бути розбита на наступні типові групи:

1. створювати нові об'єкти бази даних; зберігати та перейменовувати раніше створені об'єкти; відкривати вже існуючі бази даних; закривати раніше відкриті об'єкти; виводити об'єкти бази даних на принтер, процес друку починається з вибору драйвера принтера. Для кожного типу принтера потрібний драйвер. Наступний крок полягає у завданні параметрів сторінки, формуванні колонтитулів, а також у виборі виду та розміру шрифту. Далі слід встановити кількість копій, якість друку та кількість або номери сторінок документа, що друкуються.

2. команди редагування: введення даних та зміна вмісту будь-яких полів таблиць БД, компонентів екранних форм та звітів здійснюються за допомогою групи команд редагування, головними з яких є переміщення, копіювання та видалення.Серед команд редагування особливе місце посідають команди знаходження та замінивизначеного користувачем контексту в рамках всього документа або виділеної його частини, а також Відмінаостанньої введеної команди (відкочування).

3. команди форматування.Важливе значення має візуальне представлення даних під час виведення. Більшість СУБД надають у розпорядження користувача велику кількість команд, пов'язаних з оформленням інформації, що виводиться. За допомогою цих команд користувач може варіювати напрямок вирівнювання даних, види шрифту, товщину та розташування ліній, висоту букв, колір тла тощо.

4. команди для роботи з вікнами. Більшість СУБД дає можливість відкривати одночасно безліч вікон, організовуючи цим "багатовіконний режим" роботи. При цьому деякі вікна будуть видні на екрані, інші знаходяться під ними. Відкривши кілька вікон, ви можете одразу працювати з кількома таблицями, швидко переміщаючись від однієї до іншої. Існують спеціальні команди, що дозволяють відкривати нове вікно, переходити до іншого вікна, змінювати взаємне розташування та розміри вікон на екрані. Крім того, користувач має можливість розділити вікно на дві частини для одночасного перегляду різних частин великої таблиці або фіксувати деяку частину таблиці, яка не зникатиме з екрана при переміщенні курсору в далекі частини таблиці.

5. команди для роботи в основних режимах СУБД(Таблиця, форма, запит, звіт);

6. отримання довідкової інформації. Системи управління базами даних мають у своєму складі електронні довідники, які надають користувачеві інструкції про можливості виконання основних операцій, інформацію щодо конкретних команд меню та інші довідкові дані. Особливістю отримання довідкової інформації з допомогою електронного довідника і те, що вона видає інформацію залежно від ситуації, у якій опинився користувач.

7. команди для роботи з файлами:

У деяких СУБД у групу команд, що розглядається, введені команди, які забезпечують можливість експорту-імпорту та приєднання таблиць, створених іншими програмними засобами.

Поряд із вищезазначеними операціями велика група програм СУБД має можливості вставки діаграми, малюнка тощо, включаючи об'єкти, створені в інших програмних середовищах, встановлення зв'язків між об'єктами

Моделі баз даних.

Класифікація моделей даних виходить з поняттях про взаємозв'язку об'єктів. Між таблицями базами даних можуть існувати чотири типи різних зв'язків: один до одного; "один до багатьох"; «багато хто до багатьох».

Ієрархічна модель. Передбачає організацію даних як деревоподібної структури. Дерево є ієрархією елементів. На верхньому рівні структури знаходиться корінь дерева. В одного дерева може бути лише один корінь, інші - вузли, які називаються породженими. Кожен вузол має вихідний, що знаходиться вище за нього.

Мережеві моделі. В основу моделі покладено мережеві структури, в яких будь-який елемент може бути пов'язаний з будь-яким іншим елементом. Інформаційними конструкціями моделі є відносини і віялові відносини. Останні поділяють на основні та залежні. Віяловим ставленням W(R,S) називається пара відносин R і S і зв'язок між ними за умови, що кожне значення S пов'язане з єдиним значенням R. Відношення R називають вихідним (основним), а S - породженим (залежним).

Реляційна модель. В основі структури даних цієї моделі лежить апарат реляційної алгебри та теорії нормалізації. Модель передбачає використання двовимірних таблиць (стосунків)

28. Структурні елементи реляційної бази даних.
1. У реляційних базах даних будь-які сукупності даних подаються у вигляді двовимірних таблиць (відносин), подібних до описаного вище списку учнів. При цьому кожна таблиця складається з фіксованого числа стовпців та деякої (змінної) кількості рядків. Опис шпальт прийнято називати макетом таблиці.
2. Кожен стовпець таблиці представляє поле – елементарну одиницю логічної організації даних, що відповідає неподільній одиниці інформації - реквізиту об'єкта даних (наприклад, прізвище учня, адреса).
Для опису поля використовуються характеристики:
· Ім'я поля (наприклад, № особистої справи, Прізвище);
· Тип поля (наприклад, символьний, дата);
· Додаткові характеристики (довжина поля, формат, точність).
Наприклад, поле Дата народження може мати тип «дата» і довжину 8 (6 цифр та 2 точки, що поділяють у записі дати день, місяць та рік).
3. Кожен рядок таблиці називається записом. Запис логічно поєднує всі поля, що описують один об'єкт даних, наприклад, усі поля в першому рядку вищенаведеної таблиці описують дані про учня Петрова Івана Васильовича 12.03.89 народження, який проживає за адресою вул. Горького, 12-34, який навчається у 4А класі, номер особистої справи – П-69. Система нумерує записи по порядку: 1,2, ..., n, де n - загальна кількість записів (рядків) у таблиці на даний момент. На відміну від кількості полів (стовпців) у таблиці кількість записів у процесі експлуатації БД може як завгодно змінюватися (від нуля до мільйонів). Кількість полів, їх імена та типи також можна змінити, але це вже особлива операція, яка називається зміною макета таблиці.
3. У структурі запису файлу вказуються поля, значення яких є простим ключем, що ідентифікують екземпляр запису. Прикладом такого простого ключа у таблиці Учні є поле № особового справи, значення якого однозначно визначає один об'єкт таблиці - одного учня, оскільки у таблиці немає двох учнів з однаковим номером особистої справи.
4. Кожне поле може входити до кількох таблиць (наприклад, поле Прізвище може входити до таблиці Список тих, хто займається театральним гуртком).

29 .Обробка відносин може бути описана одним із наступних способів: вказівка ​​переліку операцій, виконання яких призводить до необхідного результату (процедурний підхід); опис властивостей, яким має задовольняти результати (декларативний підхід).
Система відносин та операцій з них утворює реляційну алгебру. Розглянемо найбільш звичний процедурний підхід у описі реляційного обчислення. До списку операцій входять операції проекції, вибірки, об'єднання, перетину, віднімання, з'єднання, поділу.
Операція вибірки виконується над одним відношенням (таблицею). Результуюче відношення містить підмножину кортежів (рядків), об'єднаних за деякою умовою.
Операція проекції копіює в результуюче відношення атрибути (поля) з вихідного відношення згідно з заданою умовою проекції.
Операція об'єднання виконується над двома відносинами. Результуюче відношення включає всі кортежі першого відношення і кортежі, що відсутні, з другого відношення.
Операція перетину включає кортежі першого відношення, які є у другому відношенні.
Операція різниця включає кортежі першого відношення, яких немає у другому відношенні.
Операція з'єднання виконується над двома відносинами, у кожному з яких виділяється атрибут, яким буде здійснюватися з'єднання. Результатне відношення включає всі атрибути вихідних відносин та їх рядки, зчеплені між собою згідно з умовою з'єднання.

30 . Екранний інтерфейс бази даних MS-ACCESS. Компоненти бази даних MS-ACCESS
Систему Microsoft Access відрізняє універсальність, широкий набір візуальних засобів розробки, можливість інтеграції з іншими програмними продуктами Microsoft Office, а також з програмами, що підтримують технологію OLE.
Запуск програми здійснюється за допомогою команд Пуск, Програма, MS-Access. У вікні запрошення є дві опції, призначені для створення нової та відкриття раніше створеної бази даних. У разі встановлення перемикача «Нова база даних» Access пропонує ввести ім'я бази. Необхідно вказати ім'я бази даних і натиснути кнопку «ОК». Створення нової бази може бути виконано за командою Файл, Створити.
Після запуску програми та створення нової бази даних з'являється головне вікно системи. Традиційно вікно містить заголовок, де вказується назва програми Microsoft Access, наступний рядок містить меню програми, а нижче - панель інструментів.
Робоча область вікна містить розділи, які відповідають типу об'єктів, які може містити база даних. Такими об'єктами є Таблиці, Запити, Звіти, Сторінки, Макроси, Модулі.
Заголовок вікна містить ім'я файлу бази даних.
Інтерфейс роботи з об'єктами бази даних уніфікований, має стандартні режими роботи – «Перегляд», «Конструктор», «Створити».

Запит є засобом отримання інформації з бази даних, причому дані можуть бути в декількох таблицях. У MS Access на формування запитів використовується спосіб, який отримав назву способу за зразком. Використовуючи цей засіб, виходячи з візуальної інформації витягуються потрібні дані з однієї або декількох таблиць.
Макроси призначені для автоматизації операцій, що часто виконуються. Макрос містить одну або кілька макрокоманд, які виконують певну дію (наприклад, відкриває форму або друкує звіт).

31. Створення таблиць у базі даних MS-ACCESS. Робота з формами у базі даних MS-ACCESS. Способи створення звітів у MS-ACCESS.
Для створення таблиці необхідно відкрити вікно створеної бази даних, перейти на закладку Таблиці та у вікні діалогу вибрати режими:

створення таблиці в режимі введення даних;

Створення нової таблиці як Конструктор;

Створення нової таблиці як Майстер.

Після вибору режиму подальшої роботи необхідно створити структуру таблиці та, задавши її ім'я, зберегти.
За командою Файл, Зовнішні дані Імпорт дозволяє здійснити імпорт таблиць із зовнішнього файлу в поточну базу даних;
За командою Файл, Зовнішні дані, Зв'язок із таблицями дозволяє здійснити створення таблиць, пов'язаних із таблицями із зовнішніх файлів.
Завдання властивостей полів. Назва поля вводиться в стовпці Ім'я поля. При заданні найменувань полів слід дотримуватися таких правил:

Назва поля має містити до 64 символів;

Найменування поля може містити літери, цифри, пробіли та спеціальні символи за винятком точки, знака оклику, дужок та керуючих символів з кодами ASCII;

Найменування поля не може починатися з пробілу;

Два поля однієї таблиці що неспроможні мати однакові назви.

Тип даних поля вводиться у поле стовпця Тип даних. У Access допустимими є такі типи: текстовий, числовий, грошовий, лічильник, дата/час, логічний, поле МЕМО (поля з даними змінної довжини може містити до 65535 символів), поле об'єкта OLE, гіперпосилання, майстер підстановок. Кожен з типів даних має власні властивості, які відображаються в розділі Властивості поля вікна Конструктора.
Первинним ключем називається одне чи кілька полів, які однозначно визначають кожен запис у таблиці. Наявність ключа допомагає швидше знаходити та сортувати записи. Поля, які використовуються як первинний ключ, індексуються автоматично, але можна скласти окремий індекс і для інших полів. За промовчанням Access створює поле Код із типом Лічильник. Первинний ключ можна створювати самостійно, вибравши поле, яке передбачається використовувати як первинний ключ. Далі слід вибрати на панелі інструментів Конструктор таблиці кнопку "Ключове поле". На виділеному полі натискання правої кнопки мишки призводить до появи контекстного меню, де є команда «Ключове поле». В області маркування поля з'явиться піктограма із зображенням ключа.
Введення даних у таблицю з використанням режиму таблиці є найпростішим способом. При введенні даних у таблицю кнопка ТАВ використовується для переходу на наступне поле.
Робота з формами у базі даних MS-Access
Створення форм. Дані в базі можна переглядати у різних режимах. Однак режим Форми забезпечує максимальну гнучкість, найбільш зручний спосіб перегляду, додавання, редагування та видалення даних.
Форма дозволяє відображати одночасно всі поля одного чи кількох записів. Режим таблиці також дозволяє переглядати кілька записів відразу, але не завжди можна відображати всі поля одночасно. Оптимально побудована форма може вміщати до 100 полів на одному екрані, а якщо полів набагато більше, можна створити багатосторінкову форму для кожного запису.
Для створення форм використовуються такі інструменти:

Конструктор - дозволяє самостійно створити нову форму;
Майстер форм дозволяє автоматично створювати форму на основі вибраних з таблиці полів (використовується наступний зовнішній вигляд форми: в один стовпець, стрічковий, табличний або вирівняний);
Автоформа: у стовпець – забезпечує автоматичне створення форми з полями, які у один стовпець;

Автоформа: стрічкова забезпечує автоматичне створення стрічкових форм;

Автоформа: таблична - забезпечує автоматичне створення табличних форм;

Діаграма – створення форми із діаграмою;
Зведена таблиця – створення форми зі зведеною таблицею Excel.
Перелічені інструменти стають доступними за допомогою команди Вставка, Форма або після натискання кнопки на панелі інструментів Новий об'єкт: автоформа.
Для створення форми необхідно відкрити вікно бази даних, вибрати вкладку Форми, клацнути кнопку «Створити», у вікні діалогу вибрати варіант форми та дотримуватися вказівок діалогового вікна.

Друк форми здійснюється за допомогою відповідної кнопки "Друк" на панелі інструментів Стандартна або команди меню Файл, Друк. Готову форму можна відкрити в режимі Форми або за допомогою Конструктора форми для її модифікації.

6.10. Робота з об'єктами у базі даних MS-Access

У MS Access можна вставляти малюнки, відео, файли зі звуком, ділові діаграми, електронні таблиці Excel, а також документи Word. З формами та звітами можна зв'язати будь-який об'єкт типу OLE. При цьому їх можна використовувати не тільки в Access, але й редагувати безпосередньо у формі. Об'єкти можна впроваджувати у приєднані та вільні рамки, а також у рамку малюнка. Впровадження призводить до розміщення об'єкта у базі даних Access, де зберігається у вигляді, звіті чи записи таблиці.

Використання вільного об'єкта. Для впровадження вільного об'єкта у форму або звіт можна використовувати два наступні способи:

Вставити об'єкт у форму чи звіт, у своїй буде створено об'єкт типу «малюнок» чи вільна рамка об'єкта;

Спочатку створити об'єкт типу «малюнок» або вільну рамку об'єкта, а потім вставити об'єкт або малюнок у цю рамку.

Впровадження малюнка.Для впровадження об'єктів типу OLE чи малюнків у вільну рамку об'єкта чи малюнка необхідно:

Відкрити форму у режимі Конструктора форми;

Клацнути на панелі елементів за кнопкою Малюнок;

Створити рамку малюнка, перемістивши інструмент.

При створенні рамки з'явиться діалогове вікно «Вибір малюнка», в якому буде представлений перелік файлів з малюнками, що містяться в поточній папці. Далі слід вибрати малюнок і натиснути на кнопку «ОК». В результаті малюнок буде впроваджено та відображено.

Робота зі звітами в MS-Access

Для створення звітів у MS Access є гнучкі та потужні засоби:

Конструктор звітів, у якому ви самостійно розробляєте власні звіти із заданими властивостями;

Майстер звітів, що дозволяє досить швидко створити звіт на основі вибраних полів;

Автозвіт: у стовпець, що дозволяє створювати звіт із полями, розташованими в один або кілька стовпців;

Автозвіт: стрічковий, що дозволяє автоматично створювати стрічковий звіт;

Майстер діаграм, який створює звіт, що містить відображення даних у вигляді діаграми;

Поштові наклейки, що створює звіт, відформатований для друку поштових наклейок.

Для перегляду звіту бази даних можна скористатися:

командами Файл; Попередній перегляд основного меню;

командами Попередній перегляд контекстного меню;

кнопкою Попередній перегляд панелі інструментів.

Для друку створеного звіту із вікна Конструктора звітів або вікна Бази даних необхідно:

Виконати команди Файл, Друк, при цьому відкриється вікно діалогу Друк, що дозволяє встановити необхідні параметри друку;

Клацніть кнопку «Друк» на панелі інструментів, у цьому випадку звіт буде виведений на друк із поточними установками.

Для модифікації створеного раніше звіту необхідно:

У вікні бази даних перейдіть на вкладку Звіт;

Встановити покажчик миші на звіт, що модифікується;
- Клацнути кнопку Конструктор.
Для збереження звіту необхідно виконати команди Файл, Зберегти або Файл, Зберегти як, Експорт або клацнувши кнопку Зберегти панелі інструментів Стандартна. Якщо звіт зберігається вперше або за командами Зберегти як, Експорт, необхідно вказати ім'я звіту. Програма Access зберігає лише конструкцію звіту, а не дані або сам звіт.
Щоб відкрити звіт, необхідно виконати команди Файл, Відкрити або натиснути відповідну кнопку на панелі інструментів.

Основні поняття та класифікація систем управління базами даних База даних (БД) являє собою сукупність структурованих даних, що зберігаються в пам'яті обчислювальної системи та відображають стан об'єктів та їх взаємозв'язків у предметній галузі, що розглядається. Логічну структуру даних, які у базі, називають моделлю представлення даних. До основних моделей уявлення даних (моделям даних) відносяться ієрархічна, мережева, реляційна. Система управління базами даних (СУБД) - це комплекс мовних та програмних засобів, призначений для створення, ведення та спільного використання БД багатьма користувачами. Зазвичай СУБД розрізняють по моделі даних. Так, СУБД, що ґрунтуються на використанні реляційної моделі даних, називають реляційними СУБД. Для роботи з базою даних досить коштів СУБД. Однак якщо потрібно забезпечити зручність роботи з БД некваліфікованим користувачам або інтерфейс СУБД не влаштовує користувачів, можуть бути розроблені додатки. Їх створення потребує програмування. Додаток є програмою або комплексом програм, що забезпечують автоматизацію вирішення будь-якої прикладної задачі. Програми можуть створюватися в середовищі або поза середовищем СУБД - за допомогою системи програмування, що використовує засоби доступу до БД, наприклад, Delphi або С++ Вuildег. Програми, розроблені серед СУБД, часто називають додатками СУБД, а додатки, розроблені поза СУБД, - зовнішніми додатками. Словник даних являє собою підсистему БД, призначену для централізованого зберігання інформації про структури даних, взаємозв'язки файлів БД один з одним, типи даних і формати їх подання, належність даних користувачам, коди захисту та розмежування доступу тощо. Інформаційні системи, засновані на використанні БД зазвичай функціонують в архітектурі клієнт-сервер. І тут БД розміщується на комп'ютері-сервері, і до неї здійснюється спільний доступ. Сервером певного ресурсу в комп'ютерній мережі називається комп'ютер (програма), керуючий цим ресурсом, клієнтом-комп'ютер (програма), який використовує цей ресурс. Як ресурс комп'ютерної мережі можуть бути, наприклад, бази даних, файли, служби друку, поштові служби. Достоїнством організації інформаційної системи на архітектурі клієнт-сервер є вдале поєднання централізованого зберігання, обслуговування та колективного доступу до загальної корпоративної інформації з індивідуальною роботою користувачів. Згідно з основним принципом архітектури клієнт-сервер, дані обробляються лише на сервері. Користувач або програма формують запити, які надходять до сервера бази даних у вигляді інструкцій мови SQL. Сервер бази даних забезпечує пошук та вилучення потрібних даних, які потім передаються на комп'ютер користувача. Перевагою такого підходу порівняно з попереднім є помітно менший обсяг даних, що передаються. Вирізняють такі види СУБД: повнофункціональні СУБД; * сервери БД; * Засоби розробки програм роботи з БД. Повнофункціональні СУБД є традиційними СУБД. До них відносяться dBaseIV, Microsoft Access, Microsoft FoxPro та ін. Сервери БД призначені для організації центрів обробки даних у мережах ЕОМ. Сервери БД забезпечують обробку запитів клієнтських програм зазвичай з допомогою операторів SQL. Прикладами серверів БД є: Microsoft SQL Server, InterBase та інших. У ролі клієнтських програм у випадку можуть використовуватися СУБД, електронні таблиці, текстові процесори, програми електронної пошти та інших. Кошти розробки програм роботи з БД можна використовувати до створення таких программ: * клієнтських програм; * серверів БД та їх окремих компонентів; * Додатків користувача. За характером використання СУБД ділять на розраховані на багато користувачів (промислові) і локальні (персональні). Промислові, СУБД є програмну основу розробки автоматизованих систем управління великими економічними об'єктами. Промислові СУБД повинні задовольняти наступним вимогам: можливість організації спільної паралельної роботи багатьох користувачів; * масштабованість; * Перенесення на різні апаратні та програмні платформи; * стійкість по відношенню до збоїв різного роду, у тому числі наявність багаторівневої системи резервування інформації, що зберігається; * забезпечення безпеки даних і розвиненої структурованої системи доступу до них. Персональні СУБД - це програмне забезпечення, орієнтоване на вирішення завдань локального користувача або невеликої групи користувачів та призначене для використання на персональному комп'ютері . Це пояснює і їхню другу назву - настільні. Визначальними характеристиками настільних систем є: відносна простота експлуатації, що дозволяє створювати на їх основі працездатні користувацькі додатки; * щодо обмежені вимоги до апаратних ресурсів. По моделі даних СУБД поділяють на ієрархічні, мережеві, реляційні, об'єктно-орієнтовані та ін Деякі СУБД можуть одночасно підтримувати кілька моделей даних. p align="justify"> Для роботи з даними, що зберігаються в базі, використовуються наступні типи мов: * Мова опису даних - високорівневий непроцедурний мову декларативного типу, призначений для опису логічної структури даних; * мова маніпулювання даними - сукупність конструкцій, які забезпечують виконання основних операцій з роботі з даними: введення, модифікацію та вибірку даних за запитами. Названі мови у різних СУБД можуть мати відмінності. Найбільшого поширення набули дві стандартизовані мови: QBE – мова запитів за зразком та SQL – структурована мова запитів. QBE переважно володіє властивостями мови маніпулювання даними, SQL поєднує у собі властивості мов обох типів. СУБД реалізує такі основні функції низького рівня: управління даними в зовнішній пам'яті; * управління буферами оперативної пам'яті; * Управління транзакціями; * ведення журналу змін у БД; * забезпечення цілісності та безпеки БД. Реалізація функції управління даними зовнішньої пам'яті забезпечує організацію управління ресурсами у файлової системі ОС. Необхідність буферизації даних обумовлена ​​тим, що обсяг оперативної пам'яті менший за обсяг зовнішньої пам'яті. Буфери є області оперативної пам'яті, призначені для прискорення обміну між зовнішньою та оперативною пам'яттю. У буферах тимчасово зберігаються фрагменти БД, дані з яких передбачається використовувати при зверненні до СУБД або планується записати до бази після обробки. Механізм транзакцій використовується в СУБД підтримки цілісності даних у базі. Транзакцією називається деяка неподільна послідовність операцій над даними БД, яка відстежується СУБД від початку до завершення. Якщо з будь-яких причин (збої та відмови обладнання, помилки в програмному забезпеченні, включаючи додаток) транзакція залишається незавершеною, вона скасовується. Транзакції притаманні три основні властивості: * Атомарність (виконуються всі операції, що входять в транзакцію, або жодна); * Серіалізуемість (відсутня взаємний вплив виконуваних в один і той же час транзакцій); * Довговічність (навіть крах системи не призводить до втрати результатів зафіксованої транзакції). Приклад транзакції є операція переказу грошей з одного рахунку на інший в банківській системі. Спочатку знімають гроші з одного рахунку, потім нараховують на інший рахунок. Якщо хоча б одна з дій не виконається успішно, результат операції виявиться невірним і буде порушено баланс операції. Ведення журналу змін виконується СУБД для забезпечення надійності зберігання даних у базі за наявності апаратних та програмних збоїв. Забезпечення цілісності БД становить необхідна умовауспішного функціонування БД, особливо у її мережевому використанні. Цілісність БД - це властивість бази даних, що означає, що вона містить повна, несуперечлива і адекватно відбиває предметну область інформація. Цілісний стан БД описується за допомогою обмежень цілісності у вигляді умов, яким повинні задовольняти дані, що зберігаються в базі. Забезпечення безпеки досягається в СУБД шифруванням даних, парольним захистом, підтримкою рівнів доступу до бази даних та окремих її елементів (таблиць, форм, звітів та ін.).

При розробці прикладних програм виділяють такі етапи: постановку задачі, математичний опис та вибір методу розв'язання задачі, алгоритмізацію розв'язання задачі, складання програми та її адаптацію.

Постановка задачіпередбачає характеристику розв'язуваної задачі, опис вхідний, вихідний та нормативно-довідкової інформації, а також опис контрольного прикладу.

Характеристика обраної задачі включає:визначення мети розв'язання задачі; встановлення складу та форм подання вхідної, проміжної та результатної інформації, встановлення періодичності вирішення задачі та взаємозв'язку розв'язуваної задачі з іншими завданнями, визначення форм та методів контролю достовірності інформації.

Опис вхідної оперативної інформації включає:найменування вхідного повідомлення, джерело інформації - документ або масив, форму подання інформації, терміни та частоту надходження інформації.

Опис нормативно-довідкової інформації включаєкласифікацію даного типу інформації та зміст довідників, що використовуються.

Опис вихідної інформації включає:перелік отриманих вихідних повідомлень, форму подання повідомлення (документ чи масив), терміни та періодичність видачі повідомлень, призначення форм вихідної інформації, одержувачів вихідної інформації.

Опис контрольного прикладу включає:демонстрацію порядку розв'язання задачі традиційним способом, відображення всіх форм вихідних даних, перерахування всіх штатних та позаштатних ситуацій, що виникають при вирішенні задачі та опис дій користувача у кожному випадку.

Математичний опис та вибір методу розв'язання задачі.Математичний запис постановки задачі забезпечує відображення її сутності, лаконічність запису, однозначність розуміння. p align="justify"> Для завдань, що допускають математичний опис, вибирається чисельний метод рішення, а для нечислових завдань розробляється принципова схема рішення.

Алгоритмізація розв'язання задачі.Алгоритм - це точне припис, що визначає обчислювальний процес, що веде від початкових даних, що змінюються, до шуканого результату. Для вирішення однієї і тієї ж задачі існує ряд алгоритмів, що відрізняються один від одного рівнем складності, обсягами обчислювальних та логічних операцій, складом вихідної та проміжної інформації, точністю одержуваних результатів. Сам алгоритм може бути записаний у словесній формі, графічно, за допомогою таблиць рішень та ін.

Складання, налагодження та тестування програм.Складання (кодування) програми виконується за допомогою операторів мови програмування. У загальному випадку мова програмування - це формалізована мова для опису алгоритму розв'язання задачі на комп'ютері або фіксована система позначень опису алгоритмів і структури даних.

Налагодження програми передбачає сукупність дій, спрямованих на усунення помилок, а тестування має продемонструвати відсутність або виявлення помилок у розроблених програмах.

Слово «алгоритм» з'явилося в результаті перекрученого перекладу з арабської на європейські мови імені узбецького вченого IXстоліття Аль Хорезмі, який виклав правила арифметичних дій над числами у позиційній десятковій системі числення. Ці правила назвали алгоритмами.

Алгоритм- Це система точно сформульованих правил, що визначають процес перетворення доступних вихідних даних (вхідної інформації) в бажаний результат (вихідну інформацію) за кінцеве число кроків.

Алгоритм має низку обов'язкових властивостей (атрибутів):

Дискретність - передбачає розбиття процесу обробки інформації на простіші етапи (кроки виконання);

Визначеність (або детермінованість) – характеризує однозначність виконання кожного окремого кроку перетворення інформації;

- результативність (або кінцівка) – передбачає завершення роботи алгоритму загалом за кінцеве число кроків;

Масовість – характеризує придатність алгоритму на вирішення певного класу завдань.