ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

2.1. БАЗЫ ДАННЫХ И СУБД. МОДЕЛИ ДАННЫХ

Сегодня во многих сферах человеческой деятельности широко используются информационные системы, реализующие автоматизированный сбор, обработку и манипулирование данными с помощью технических средств обработки данных и соответствующего программного обеспечения. Важнейшими компонентами информационных систем являются базы данных и системы управления базами данных.

База данных (БД) – это машинная информационная модель предметной области, представляющая собой поименованную интегрированную совокупность данных об объектах этой области и их взаимосвязях, причем все данные организуются на общих принципах описания, хранения, обработки и находятся в машинной памяти.

Система управления базой данных (СУБД) – это совокупность программных и языковых средств, предназначенных для создания и ведения базы данных, управления данными в ней и обеспечения ее взаимодействия с прикладными программами пользователей.

Основные функции СУБД:

- создание структуры базы данных, т.е. пустого хранилища данных, соответствующего требованиям пользователя;

- ввод данных в базу данных, т.е. заполнение хранилища;

- обеспечение простого и быстрого доступа к любому элементу данных;

- ведение базы данных, т.е. корректировка, обработка, добавление, обновление и удаление данных;

- формирование отчетов и справок по запросам пользователя;

- обеспечение возможности реорганизации и реструктуризации данных в случае необходимости;

- обеспечение целостности данных (целостность – это свойство данных противостоять процессам естественного и искусственного разрушения и нарушения данных).

СУБД является пакетом прикладных программ управляющего характера и не решает никаких расчетных задач. СУБД является инструментом для осуществления хранения и обработки интегрированных данных.

По характеру использования СУБД делятся на персональные и многопользовательские. Персональные СУБД работают на персональных компьютерах и обеспечивают возможность создания недорогих баз данных. Примерами таких СУБД являются Visual FoxPro, Paradox, Clipper, dBase, MS Access и др.

Многопользовательские СУБД работают в неоднородной вычислительной среде, допускают разные типы ЭВМ и различные операционные системы, и обеспечивают возможность создания многопользовательских информационных систем, функционирующих по технологии “клиент-сервер”. Они требуют много ресурсов и достаточно дорогие.

Современные СУБД обеспечивают поддержку работы в сети, поддержку работы с Windows-приложениями, защиту и безопасность данных, целостность базы данных и др.

База данных, представляющая собой компьютерную информационную модель предметной области, оперирует с формально определенными объектами внешнего мира и основывается на формальном описании предметной области. Для формального описания предметной области разработано множество различных моделей данных.

Модель данных – это совокупность языковых средств СУБД, обеспечивающих описание структур данных, связывание фрагментов структур и манипулирование данными в базе данных.

Основной особенностью понятия “модель данных” является наличие специальных языковых средств для описания структур данных, операций над данными и связей между ними. В языковые средства входят обычно такие языки СУБД, как язык описания данных, язык манипулирования данными, язык запросов данных.

Среди множества различных моделей данных наиболее широко распространенными являются иерархическая, сетевая, реляционная и объектно-ориентированная модели.

В иерархической модели данные представляются в виде древовидной иерархической структуры, т.е. база данных представляется связным ориентированным графом типа дерева. Иерархическая модель удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией и громоздка для информации со сложными логическими связями.

В сетевой модели данные представляются в виде произвольного графа (не древовидного). Сетевая модель более универсальна по сравнению с иерархической моделью. Однако, недостатком сетевой модели является большая сложность схемы базы данных, построенной на ее основе, а также сложность поиска данных.

В реляционной модели данных отношения (relation – англ.), или взаимосвязи, между объектами реального мира описываются с помощью набора двумерных таблиц, в которых хранятся данные об этих объектах. Эта модель характеризуется простым и единообразным способом представления данных в виде таблиц. Такая форма представления привычна для человека. Теоретической основой реляционной модели является алгебра отношений, или реляционная алгебра. Основной принцип реляционного подхода заключается в использовании логических операций над таблицами с целью извлечения из таблицы желаемой таблицы и формирования новых таблиц (отношений). Реляционная модель характеризуется удобной и гибкой схемой базы данных, простотой формирования запросов на поиск информации в базе данных, хорошими возможностями обеспечения целостности и защиты данных, удобством реализации на ЭВМ. Поэтому большинство современных компьютерных баз данных основано на использовании реляционной модели. Основными недостатками реляционной модели являются жесткая структура данных (например, строки таблицы имеют определенную длину и т.д.) и сильная зависимость скорости работы от размера базы (т.е. увеличение числа таблиц заметно уменьшает скорость работы с базой). Реляционная модель данных в основном используется в базах данных среднего размера.

Объектно-ориентированная модель данных является гибридной. Она объединяет реляционную и сетевую модели, и используется для создания крупных баз данных со сложными структурами данных. Объектный подход позволяет интегрировать в базе традиционные и нетрадиционные данные (рисунки, звук, видео).

В зависимости от используемой модели данных различают, соответственно, иерархические, сетевые, реляционные и объектно-ориентированные БД и СУБД.

СУБД MS Access - одна из самых популярных СУБД общего назначения. Она относится к персональным СУБД реляционного типа. MS Access является составной частью интегрированного офисного пакета MS Office и имеет графический оконный интерфейс, схожий с интерфейсом других программ этого пакета

СУБД MS Access отличается простотой изучения (т.к. она ориентирована на пользователей, а не на программистов) и широким набором возможностей и средств для работы с реляционными базами данных. MS Access позволяет:

- создавать базы данных,

- выполнять операции установления связей между данными,

- выполнять операции поиска и выборки данных по условиям,

- создавать и использовать формы для ввода, вывода и просмотра данных,

- формировать итоговые отчеты,

- обеспечивает возможность работы с данными других СУБД, таких как FoxPro, Paradox и т.д.

и др.

В отличие от других систем управления базами данных MS Access позволяет содержать в файле базы данных не только объекты данных (таблицы, запросы), но и объекты приложения (формы, отчеты, макросы, модули). Т.е. MS Access позволяет создавать завершенное приложение, все объекты которого содержатся в одном файле.

MS Access имеет средства для автоматизации проектирования объектов базы данных. К таким средствам относятся конструкторы и мастера. Конструкторы предоставляют пользователю ряд инструментальных средств, с помощью которых можно быстро и просто создавать и изменять объекты базы данных. Мастера задают пользователю вопросы и на основе ответов строят объекты базы данных.

MS Access располагает разнообразными графическими средствами для оформления таблиц, форм, отчетов.

Кроме проектирования объектов базы данных, MS Access выполняет разнообразные функции управления базой данных, такие как защита данных, резервирование данных, восстановление данных, сжатие данных, экспорт и импорт данных, просмотр сведений о базе данных и др.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: