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 связаны 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, 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, 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.
Банк данных (БнК) – это автоматизированная система, представляющая совокупность информационных, программных, технических средств и персонала, обеспечивающих хранение, накопление, обновление, поиск и выдачу данных. Главными составляющими банка данных являются база данных и программный продукт, называемый системой управления базой данных (СУБД).
Развитие технологий баз и банков данных определяется рядом факторов: ростом информационных потребностей пользователей, требованиями эффективного доступа к информации, появлением новых видов массовой памяти, увеличением ее объемов, новыми средствами и возможностями в области коммуникаций и многим другим.
База данных является интегрированной системой информации, удовлетворяющей ряду требований:
· Сокращение избыточности в хранении данных;
· Устранению противоречивости в них;
· Совместному использованию для решения большого круга задач, в том числе и новых;
· Удобству доступа к данным;
· Безопасности хранения данных в базе, защиты данных;
· Независимости данных от изменяющихся внешних условий в результате развития информационного обеспечения;
· Снижению затрат не только на создание и хранение данных, но и на поддержание их в актуальном состоянии;
· Наличию гибких организационных форм эксплуатации.
Реализация указанных требований дает высокую производительность и эффективность работы с данными.
База данных – это динамичный объект, меняющий значения при изменении состояния отражаемой предметной области (внешних условий по отношению к базе). Под предметной областью понимается часть реального мира (объектов, процессов), которая должна быть адекватно, в полном информационном объеме представлена в базе данных. Данные в базе организуются в единую целостную систему что обеспечивает более производительную работу пользователей с большими объемами данных.
Кроме важнейших составляющих БД и СУБД банк данных включает и ряд других составляющих.
Языковые средства включают языки программирования, языки запросов и ответов, языки описания данных.
Методические средства – это инструкции и рекомендации по созданию и функционированию БнД, выбору СУБД.
Технической основой БнД является ЭВМ, удостоверяющая определенным требованиям по своим техническим характеристикам.
Обслуживающий персонал включает программистов, инженеров по техническому обслуживанию ЭВМ, административный аппарат, в том числе администратора БД. Их задача – контроль за работой БнД, обеспечение совместимости и взаимодействия всех составляющих, а также управление функционированием БнД, контроль за качеством информации и удовлетворение информационных потребностей.
Особую роль играет администратор базы или банка (АБД). Администратор управляет данными, персоналом, обслуживающим БнД. Важной задачей администратора БД является защита данных от разрушения, несанкционированного и некомпетентного доступа. Администратор представляет пользователям большие или меньшие полномочия на доступ ко всей или части базы. Для выполнения функций администратора в СУБД предусмотрены различные служебные программы. Администрирование базой данных предусматривает выполнение функций обеспечения надежной и эффективной работы БД, удовлетворение информационных потребностей пользователей, отображение в базе данных динамики предметной области.
Главными пользователями баз и банков данных являются конечные пользователи, т.е. специалисты, ведущие различные участки экономической работы. Они различаются по квалификации, степени профессионализма, уровню в системе управления: главный бухгалтер, бухгалтер, операционист, начальник кредитного отдела т.д. Удовлетворение их информационных потребностей – это решение большого числа проблем в организации внутримашинного информационного обеспечения.
Специальную группу пользователей БнД образуют прикладные программисты. Обычно они играют роль посредников между БД и конечными пользователями, так как создают удобные пользовательские программы на языках СУБД.
Преимущества работы с БнД для пользователя окупают затраты и издержки на его создание, так как:
· Повышается производительность работы пользователей, достигается эффективное удовлетворение их информационных потребностей;
· Централизованное управление данными освобождает прикладных программистов от организации данных, обеспечивает независимость прикладных программ от данных;
· Развитая организация БД позволяет выполнять разнообразные нерегламентированные запросы, новые приложения;
· Снижаются затраты не только на создание и хранение данных, но и на их поддержание в актуальном и динамичном состоянии; уменьшаются потоки данных, циркулирующих в системе, сокращается их избыточность и дублирование.
Как банк данных, так и база данных могут быть сосредоточены на одном компьютере или распределены между несколькими компьютерами. Для того чтобы данные одного исполнителя были доступны другим и наоборот, эти компьютеры должны быть соединены в единую вычислительную систему с помощью вычислительных сетей.
Банк и база данных, расположенные на одном компьютере, называются локальными, а на нескольких соединенных сетями ПЭВМ называются распределительными. Распределенные банки и базы данных более гибки и адаптивны, менее чувствительны к выходу из строя оборудования.
Локальные базы данных эффективны при работе одного или нескольких пользователей, когда имеется возможность согласования их деятельности административным путем. Такие системы просты и надежны за счет своей локальности и организационной независимости.
Назначение распределенных баз и банков данных состоит в предоставлении более гибких форм обслуживания множеству удаленных пользователей при работе со значительными объемами информации в условиях географической или структурной разобщенности. Распределенные системы баз и банков данных обеспечивают широкие возможности по управлению сложных многоуровневых и многозвенных объектов и процессов.
Моделирование базы данных ведется поэтапно.
1. Этап – предпроектная стадия, которая включает сбор материалов в процессе обследования, оформление их в виде технического задания. В них обосновывается целесообразность создания банка и базы данных. В качестве основных факторов раскрываются и приводятся следующее:
- Многоцелевое использование данных;
- Обеспечение многопользовательского доступа к данным в диалоговом режиме;
- наличие сложных связей между данными;
- необходимость поддержания системы в актуальном состоянии.
Материалы, содержащие выводы и предложения по созданию банка и базы данных исходя из конкретных условий и возможностей, включаются в технико-экономическое обоснование проекта и служат основанием для формирования технического задания на разработку системы банка данных, оно является частью общего технического задания на проектирование компьютерной системы. В нем ставятся цели и круг решаемых проблем, оговариваются масштабы и сферы деятельности системы, глобальные ограничения.
На стадии технического проектирования результаты разработок и проектных решений оформляются в виде технического проекта. Он включает общие вопросы: такие, как определение конфигурации вычислительных средств, создание логической модели базы данных, ее уточнение и доводка в виде моделей других уровней, выбор операционной системы и СУБД, физическое проектирование. Затем разрабатываются конкретные пользовательские применения БД, определяются подмодели, доступные каждому из пользователей.