• фізичне розміщення даних і їхніх описів;
• пошук даних;
• підтримка баз даних в актуальному стані;
• захист даних від некоректних відновлень і несанкціонованого доступу;
• обслуговування одночасних запитів до даних від декількох користувачів (прикладних програм).
База даних – це організована структура, призначена для зберігання інформації. У сучасних базах даних зберігаються не тільки дані, але й інформація.
Це твердження легко пояснити, якщо, наприклад, розглянути базу даних обліку товарів на складі. Доступ до цієї бази можуть мати декілька працівників. Крім даних, база містить методи й засоби, що дозволяють кожному зі співробітників оперувати тільки даними, які входять до бази. У результаті взаємодії даних, що втримуються в базі, з методами, доступними співробітникам, утворюється інформація, яку вони споживають і на підставі якої в межах власної компетенції роблять введення й редагування даних.
З поняттям бази даних тісно зв'язане поняття системи керування базоюданих. Це комплекс програмних засобів, призначених для створення структури нової бази, наповнення її вмістом, редагування вмісту й візуалізації інформації. Під візуалізацією інформації бази розуміється відбір відображуваних даних відповідно до заданого критерію, їхнє впорядкування, оформлення й наступна видача на пристрої виводу або передача по каналах зв'язку[3].
В світі існує безліч систем керування базами даних. Незважаючи на те що вони можуть по-різному працювати з різними об'єктами й надають користувачеві різні функції й засоби, більшість СКБД опираються на єдиний устояний комплекс основних понять. Це дає нам можливість розглянути одну систему й узагальнити її поняття, прийоми й методи на весь клас СКБД.
Відразу пояснимо, що якщо в базі немає ніяких даних (порожня база), то це однаково повноцінна база даних. Цей факт має методичне значення. Хоча даних у базі й немає, але інформація в ній все-таки є – це структура бази. Вона визначає методи занесення даних і зберігання їх у базі. Найпростіший «некомп'ютерний» варіант бази даних – діловий щоденник, у якому кожному календарному дню виділено по сторінці. Навіть якщо в ньому не записано рядків, він не перестає бути щоденником, оскільки має структуру, що чітко відрізняє його від записних книжок, робочих зошитів й іншої паперової продукції.
Бази даних можуть містити різні об'єкти. Основними об'єктами будь-якої бази даних є її таблиці. Найпростіша база даних має хоча б одну таблицю. Відповідно, структура найпростішої бази даних тотожно дорівнює структурі її таблиці.
Структуру двовимірної таблиці утворять стовпці й рядки. Їхніми аналогами в найпростішій базі даних є поля й записи. Якщо записів у таблиці поки немає, виходить, її структура утворена тільки набором полів. Змінивши склад полів базової таблиці (або їхні властивості), ми змінюємо структуру бази даних й, відповідно, одержуємо нову базу даних[1].
Поля бази даних не просто визначають структуру бази – вони ще визначають групові властивості даних, записуваних в осередки, що належать кожному з полів:
· Ім'я поля – визначає, як варто звертатися до даних цього поля при автоматичних операціях з базою (за замовчуванням імена полів використовуються як заголовки стовпців таблиць).
· Тип поля – визначає тип даних, які можуть утримуватися в даному полі.
· Розмір поля – визначає граничну довжину (у символах) даних, які можуть розміщатися в даному полі.
· Формат поля – визначає спосіб форматування даних в осередках, що належать полю.
· Маска введення – визначає форму, в якій вводяться дані в поле (засіб автоматизації введення даних).
· Підпис – визначає заголовок стовпця таблиці для даного поля (якщо підпис не зазначений, то як заголовок стовпця використовується властивість Ім'я поля).
· Значення за замовчуванням – те значення, що вводиться в осередки поля автоматично (засіб автоматизації введення даних).
· Умова на значення – обмеження, використовуване для перевірки правильності введення даних (засіб автоматизації введення, що СКБД, як правило, для даних, що мають числовий тип, грошовий тип або тип дати).
· Повідомлення про помилку – текстове повідомлення, що видається автоматично при спробі введення в поле помилкових даних.
· Обов'язкове поле – властивість, що визначає обов'язковість заповнення даного поля при наповненні бази.
· Порожні рядки – властивість, що дозволяє введення порожніх строкових даних (від властивості «Обов'язкове поле» відрізняється тим, що ставиться не до всіх типів даних, а лише до деяких, наприклад до текстового).
· Індексоване поле – якщо поле має цю властивість, всі операції, пов'язані з пошуком або сортуванням записів за значенням, що зберігається в даному полі, істотно прискорюються. Крім того, для індексованих полів можна зробити так, що значення в записах будуть перевірятися по цьому полю на наявність повторів, що дозволяє автоматично виключити дублювання даних.
Оскільки в різних полях можуть утримуватися дані різного типу, то й властивості полів можуть розрізнятися залежно від типу даних. Так, наприклад, список вищевказаних властивостей полів відноситься в основному до полів текстового типу. Поля інших типів можуть мати або не мати ці властивості, але можуть додавати до них і свої. Наприклад, для даних, що представляють дійсні числа, важливою властивістю є кількість знаків після десяткової коми. З іншого боку, для полів, використовуваних для зберігання малюнків, звукозаписів, відео кліпів й інших об'єктів OLE, більшість вищевказаних властивостей не мають змісту[6].
Таблиці баз даних, як правило, допускають роботу з набагато більшою кількістю різних типів даних:
· Текстовий – тип даних, використовуваний для зберігання звичайного неформатованого тексту обмеженого розміру (до 255 символів).
· Числовий – тип даних для зберігання дійсних чисел.
· Поле Мемо – спеціальний тип даних для зберігання більших обсягів тексту (до 65 535 символів). Фізично текст не зберігається в полі. Він зберігається в іншому місці бази даних, а в полі зберігається покажчик на нього, але для користувача такий поділ помітний не завжди.
· Дата/час – тип даних для зберігання календарних дат і поточного часу.
· Грошовий – тип даних для зберігання грошових сум. Теоретично, для їхнього запису можна було б користуватися й полями числового типу, але для грошових сум є деякі особливості (наприклад, пов'язані із правилами округлення), які роблять більш зручним використання спеціального типу даних, а не настроювання числового типу.
· Лічильник – спеціальний тип даних для унікальних (не повторюваних у полі) натуральних чисел з автоматичним нарощуванням. Природне використання – для порядкової нумерації записів.
· Логічний – тип для зберігання логічних даних (можуть приймати тільки два значення, наприклад Так чи Ні).
· Гіперпосилання – спеціальне поле для зберігання адрес URL Web-об'єктів Інтернету. При щиглику на посиланні автоматично відбувається запуск браузера й відтворення об'єкта в його вікні.
· Майстер підстановок – це не спеціальний тип даних. Це об'єкт, настроюванням якого можна автоматизувати введення даних у поле так, щоб не вводити їх вручну, а вибирати їх зі списку, що розкривається.
Бази даних – це теж файли, але робота з ними відрізняється від роботи з файлами інших типів, створюваних іншими додатками. Всю роботу з обслуговування файлової структури бере на себе операційна система. Для бази даних пред'являються особливі вимоги з погляду безпеки, тому в них реалізований інший підхід до збереження даних[15].
Бази даних – це особливі структури. Інформація, що в них утримується, дуже часто має суспільну цінність. Нерідко з однією й тією же базою працюють тисячі людей по всій країні. Від інформації, що втримується в деяких базах, може залежати благополуччя великої кількості людей. Тому цілісність вмісту бази не може й не повинна залежати не від конкретних дій якогось користувача, що забув зберегти файли перед вимиканням комп'ютера, не від перебоїв в електромережі.
Проблема безпеки баз даних вирішується тим, що в СКБД для збереження інформації використовується подвійний підхід. У частині операцій, як звичайно, бере участь операційна система комп'ютера, але деякі операції збереження відбуваються в обхід операційної системи.
Методично правильно починати роботу з олівцем й аркушем паперу в руках, не використовуючи комп'ютер. На даному етапі він просто не потрібний. Неоптимальні рішення й прямі помилки, закладені на етапі проектування, згодом дуже важко усуваються, тому цей етап є основним.
Технічне завдання на проектування бази даних повинен надати замовник. Однак для цього він повинен володіти відповідною термінологією й знати, хоча б загалом, технічні можливості основних СКБД. На жаль, на практиці таке положення зустрічається не завжди[1].
З'ясувавши основну частину даних можна приступати до створення структури бази, тобто структури її основних таблиць:
1. Робота починається зі складання основного списку полів – він може нараховувати десятки й навіть сотню позицій.
2. Відповідно до типу даних, розташовуваних у кожнім полі, визначають найбільш підходящий тип для кожного поля.
3. Далі розподіляють поля основного списку по базових таблицях. На першому етапі розподіл роблять по функціональній ознаці. Ціль – забезпечити, щоб введення даних в одну таблицю проводилося, по можливості на одному робочому місці.
4. У кожній з таблиць задається ключове поле. У якості такого вибирають поле, дані в якому повторюватися не можуть. Наприклад, для таблиці даних про книги таким полем може служити інвентарний номер книги. Якщо в таблиці взагалі немає ні яких полів, які можна було б використати як ключові, завжди можна ввести додаткове поле типу Лічильник – воно не може містити повторюваних даних по визначенню.