Банки данных

2

Содержание.

1.Введение                                                                                                                2

2.1.Понятие банка данных                                                                                      4

2.2.Компоненты банка данных                                                                               8

2.3.Классификация банков данных                                                                        9

2.4.Основные задачи решаемые персоналом банков данным и разработка банков данных                                                                                                        10

3.Заключение                                                                                                          12

4.Список используемой литературы                                                                    13

1.Введение

Сегодня трудно себе представить сколько-нибудь значимую информацион­ную систему, которая не имела бы в качестве основы или важной состав­ляющей базу данных. Концепции и технологии баз данных складывались по­степенно и всегда были тесно связанны с развитием систем автоматизиро­ванной обработки информации. Создание баз данных после появления реля­ционного подхода превратилось из искусства в науку, но, как показала прак­тика последних лет, все, же окончательно его не исключившая. Тем не менее, сейчас это вполне сложившаяся дисциплина (хотя являющаяся скорее инже­нерной, чем чисто научной), основанная на достаточно формализованных подходах и включающая широкий спектр приемов и методов создания баз данных.

Соответственно назначение систем управления базами данных - обеспечение в течение длительного времени их сохранности, а также возможности вы­борки и актуализации. Данные существуют всегда , пока есть потребность в их использовании, хотя характер использования, как и пути извлечения прак­тической пользы могут быть самыми разными: от их использования для со­вершенствования сложных систем управления до формирования «чемоданов компромата».

Базы данных в стремительно, а в какой-то степени и сумбурно развиваю­щихся информационных технологиях - это сравнительно консервативное на­правление, где СУБД и сами базы представляют собой «долговременные со­оружения». Элементарная база ЭВМ и парадигмы программирования меня­ются быстрее, чем хранимые данные теряют актуальность. В таких условиях, в отличие от прикладных программистов, создатели баз данных должны по­стоянно помнить о проблеме «наследственности»- о том, как интегрировать в создаваемую систему наследуемые данные, находящиеся под управлением устаревшей СУБД , и о том, как построить систему, чтобы вновь создаваемые данные могли быть, в свою очередь, наследованы следующим поколением систем и разработчиков.

Широкое использование баз данных различными категориями пользователей привело, с одной стороны, к созданию интерфейсов, требующих минимум времени на освоение средств управления системой, а с другой - к построению мощных, гибких СУБД, имеющих в том числе развитые средства защиты данных от случайного или намеренного разрушения. Появились и средства автоматизации разработки, позволяющие создать базу данных любому поль­зователю, даже не владеющему основами теории БД. Базы данных - это уже достаточно хорошо проработанная научная дисциплина.

2.1.Понятие банка данных

Развитие вычислительной техники и появление емких запоминающих уст­ройств прямого доступа предопределило интенсивное развитие автоматиче­ских и автоматизированных систем разного назначения и масштаба, в первую очередь заметное в области бизнес-приложений. Такие системы работают с большими объемами информации.

Другими направлениями стали, с одной стороны, системы управления физи­ческими экспериментами, обеспечивающими сверхоперативную обработку в реальном масштабе времени огромных потоков данных от датчиков, а с дру­гой - автоматизированные библиотечные информационно-поисковые сис­темы. Это и привело к появлению новой информационной технологии интег­рированного хранения и обработки данных - концепции баз данных, в основе которой лежит механизм предоставления обрабатывающей программе из всех хранимых данных только тех, которые ей необходимы, и в форме, тре­буемой именно этой программе.

Банк данных (БнД) - это система специально организованных данных, про­граммных, языковых, организационных и технических средств, предназна­ченных для централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.

Базы данных (БД) - это именованная совокупность данных, отображающая состояние объектов и их отношения в рассматриваемой предметной области. Характерной чертой баз данных является постоянство: данные постоянно на­капливаются и используются; состав и структура данных, необходимы для решения тех или иных прикладных задач, обычно постоянны и стабильны во времени; отдельные или даже все элементы данных могут меняться - но и это есть проявления постоянства - постоянная актуальность.

Система управления базами данных (СУБД) - это совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совмест­ного использования БД многими пользователями.

Иногда в составе банка данных выделяют архивы. Основанием для этого яв­ляется особый режим использования данных, когда только часть данных на­ходится под оперативным управлением СУБД. Все остальные данные обычно располагаются на носителях, оперативно не управляемых СУБД. Одни и те же данные в разные моменты времени могут входить как в базы данных, так и в архивы. Банки данных могут не иметь архивов, но если они есть, то со­став банка данных может входить и система управления архивами.

Эффективное управление внешней памятью являются основной функцией СУБД. Эти обычно специализированные средства настолько важны с точки зрения эффективности, что при их отсутствии система просто не сможет вы­полнять некоторые задачи уже по тому, что их выполнение будет занимать слишком много времени. При этом ни одна из таких специализированных функций, как построение индексов, буферизация данных, организация дос­тупа и оптимизация запросов, не является видимой для пользователя и обес­печивает независимость между логическим и физическим уровнями системы: прикладной программист не должен писать программы индексирования, рас­пределять память на диске и т. д.

Развитие теории и практики создания информационных систем, основанных на концепции баз данных, создание унифицированных методов и средств ор­ганизации и поиска данных позволяют хранить и обрабатывать информацию о все более сложных объектах и их взаимосвязях, обеспечивая многоаспект­ные информационные потребности разных пользователей. Основные требо­вания, предъявляемые к банкам данных, можно сформулировать так:

- Многократное использование данных: пользователи должны иметь воз­можность использовать данные различным образом.

- Простота: пользователи должны иметь возможность легко узнать и понять, какие данные имеются в их распоряжении.

- Легкость использования: пользователи должны иметь возможность осуще­ствлять (процедурно) простой доступ к данным, при этом все сложности дос­тупа к данным должны быть скрыты в самой системе управления базами данных.

- Гибкость использования: обращение к данным или их поиск должны осу­ществляться с помощью различных методов доступа.

- Быстрая обработка запросов на данные: запросы на данные, должны обра­батываться с помощью высокоуровневого языка запросов, а не только при­кладными программами, написанными с целью обработки конкретных запро­сов.

- Язык взаимодействия конечных пользователей с системой должен обеспе­чивать конечным пользователям возможность получения данных без исполь­зования прикладных программ.

- База данных - это основа для будущего наращивания прикладных про­грамм: базы данных должны обеспечивать возможность быстрой и дешевой разработки новых приложений.

- Сохранение затрат умственного труда: существующие программы и логи­ческие структуры данных не должны переделываться при внесении измене­ний в базу данных.

- Наличие интерфейса прикладного программирования: прикладные про­граммы должны иметь возможность просто и эффективно выполнять запросы на данные; программы должны быть изолированными от расположения фай­лов и способов адресации данных.

- Распределенная обработка данных: система должна функционировать в ус­ловиях вычислительных сетей и обеспечивать эффективный доступ пользо­вателей к любым данным распределенной БД, размещенным в любой точке сети.

- Адаптивность и расширяемость: база данных должна быть настраиваемой, причем настройка не должна вызывать перезаписи прикладных программ. Кроме того, поставляемый с СУБД набор предопределенных типов данных должен быть расширяемым - в системе должны иметься средства для опреде­ления новых типов и не должно быть различий в использовании системных и определенных пользователем типов.

- Контроль за целостностью данных: система должна осуществлять контроль ошибок в данных и выполнять проверку взаимного логического соответствия данных.

- Восстановление данных после сбоев: автоматическое восстановление без потери данных транзакции. В случае аппаратных или программных сбоев система должна возвращаться к некоторому согласованному состоянию дан­ных.

- Вспомогательные средства должны позволять разработчику или админист­ратору базы данных предсказать и оптимизировать производительность сис­темы.

- Автоматическая реорганизация и перемещение: система должна обеспечи­вать возможность перемещения данных или автоматическую реорганизацию физической структуры.

2.2.Компоненты банка данных

Определение банка данных предполагает, что с функционально-организаци­онной точки зрения банк данных является сложной человеко-машинной сис­темой, включающей в себя все подсистемы, необходимые для надежного, эффективного и продолжительного во времени функционирования.

В структуре банка данных выделяют следующие компоненты:

· Информационная база;

· Лингвистические средства;

· Программные средства;

· Технические средства;

· Организационно-административные подсистемы и нормативно-методиче­ское обеспечение.

2.3.Классификация банков данных

  Банки данных, как целое, обычно классифицируют по экономико-правовым признакам.

  По условиям предоставления услуг различают бесплатные и платные банки, которые, в свою очередь, делятся на коммерческие и бесприбыльные (науч­ные, библиотечные или социально-значимые).

  По форме собственности БнД делятся на государственные и негосударст­венные. По степени доступности различают общедоступные и с ограничен­ным кругом пользователей.

Другие виды классификации связаны с отдельными компонентами БнД.

2.4Основные задачи, решаемые персоналом банка данных и разработка бан­ков данных

  В состав персонала БнД входят разные специалисты: администраторы БнД, системные аналитики, системные и прикладные программисты, операторы, специалисты по техническим средствам, по маркетингу и др.

  Перечислим основные функции и задачи, решаемые персоналом при разра­ботке и эксплуатации базы данных:

1) анализ предметной области (определение потребностей конечных пользо­вателей, построение информационной модели предметной области, выявле­ние ограничений целостности);

2) проектирование структуры базы данных (определение состава и струк­туры файлов БД, описание ее схемы на языке описания данных);

3) задание ограничений целостности БД;

4) загрузка и ведение БД (к ведению БД относится изменение, удаление и добавление записей); разработка технологии загрузки и ведения; разработка форм ввода данных; ввод и контроль данных;

5) защита данных (разграничение пользователей, выбор и проверка средств защиты, фиксация попыток несанкционированного доступа);

6) обеспечение восстановления БД;

7) анализ эффективности БнД и развитие системы;

8) работа с пользователями (сбор откликов, обучение);

9) сопровождение системного программного обеспечения (приобретение, ус­тановка и развитие);

10) организационно-методическая работа (выбор методов проектирования и модернизации, планирование развития БнД, разработка документации).

Разработка банков данных состоит из 4-х этапов:

  1этап. Формирование и анализ требований к системе:

- составляется спецификация системы, включающая список задач, которые должен решать БнД;

- перечень конечных пользователей и их функций;

- перечень требований к БД;

- составляется схема документооборота в организации.

  2 этап.  Концептуальное проектирование: создается информационная мо­дель системы без привязки к типу ЭВМ и типу системных программных средств; строится инфологическая модель базы данных, которая наиболее полно описывает предметную область в терминах пользователя.

  3 этап. Проектирование реализации: выбирается вычислительная система, системные программные средства и СУБД; проектируется структура данных и строится даталогическая модель БД (схема БД), которая представляет со­бой описание логической структуры БД на языке конкретной выбранной СУБД.