Основы построения банков данных

Вычислительная техника с каждым годом все шире применяется в различных сферах человеческой деятельности. Резкий рост объемов перерабатываемой информации и накопленный опыт пользования электронно-вычислительной техникой в различных областях человеческой деятельности приводят к необходимости пересматривать такую, традиционную область обработки информации, как управление данными.

При создании баз данных (БД) необходимо уделить особое внимание тому, чтобы данные можно было широко использовать в различного рода приложениях и чтобы способы использования данных можно было легко и быстро изменять. До появления БД было чрезвычайно трудно изменить способ организации используемых данных.

Для обеспечения гибкости использования данных необходимо учитывать два аспекта разработки БД:

• — во-первых, данные должны быть независимы от программ для того, чтобы данные можно было добавлять или перестраивать без изменения программ;
• — во-вторых, должна быть обеспечена возможность запрашивать и отыскивать нужную информацию в БД без трудоемкого написания программ на обычном языке программирования. Таким образом, проектирование БД должно основываться на вполне определенной системе положений — четко сформулированной концепции. 23].

Продолжающийся значительный рост использования ЭВМ в различных областях промышленности, в управлении и научных исследованиях привел к автоматизации обработки огромнейшего количества данных. В конце 50-х начале 60-х годов XX века многие организации начали накапливать и хранить данные в виде файлов, доступных ЭВМ. С течением времени организации постепенно осознавали необходимость централизации управления данными и приложениями.

База данных может быть определена как совокупность предназначенных для машинной обработки данных, которая служит для удовлетворения нужд многих пользователей в рамках одной или нескольких организаций. Основным моментом является то, что база данных предназначена для использования всеми членами организации, которым необходима информация, содержащаяся в базе данных. Информация хранится в базе данных, которая может включать много различных типов логических записей. База данных ориентирована на интегрированные требования, а не на одну программу, как было с частными файлами данных.

Однако наличие только базы данных само по себе не разрешает полностью проблем организации в области обработки данных и принятия решений. Управление базой данных, являющейся достоянием многих пользователей внутри организации, должно осуществляться с пользой для всей организации и с точки зрения организации в целом, а не отдельных пользователей. Без централизованного управления базой данных ее полезность со временем снижается.

Для решения проблемы регулирования и управления базами данных были развиты две концепции. Во-первых, программное обеспечение развивалось в направлении, обеспечивающем поддержание общего интерфейса между всеми пользователями и интегрированной базой данных. Пользователи не могут хранить информацию независимым образом, они должны использовать и обновлять информацию в соответствии с требованиями организации. Обеспечение, известное как система управления базами данных (СУБД), позволяет осуществить контроль данных с использованием ЭВМ, СУБД — это специальный пакет программ, посредством которого реализуется централизованное управление базой данных и обеспечивается доступ к данным.

В каждой СУБД прежде всего есть трансляторы или интерпретаторы с языка описания данных (ЯОД) и с языка манипулирования данными (ЯМД), единые для всей базы данных (БД).

Описание структуры данного некоторого типа на формализованном языке называют схемой этого данного. Язык описания данных (ЯОД) — это язык высокого уровня, предназначенный для задания схемы базы данных. С его помощью описываются типы данных, подлежащих хранению в базе или выборке из нее, их структура и связи между собой. Исходные тексты, написанные на этом языке, после трансляции отображаются в управляющие таблицы: адресных констант, констант и другую информацию, необходимую для работы с данными программ СУБД. В соответствии с полученным описанием СУБД может найти в базе требуемые данные, правильно преобразовать их и переработать, например в прикладную программу, которой они потребовались. При записи данных в базу СУБД определяет место в памяти ЭВМ, куда их требуется поместить, преобразует к заданному виду устанавливает необходимые связи.

ЯМД представлен системой команд манипулирования данными. В нем могут быть, например, следующие команды:

• 1. Произвести выборку из базы данных конкретного данного, значение которого удовлетворяет заданным условиям;
• 2. Произвести выборку из БД всех данных определенного типа, значения которых удовлетворяют заданным условиям и т. д.

Системы управления базой данных подразделяют на две группы в зависимости от способа реализации ЯМД:

• 1. СУБД с включающим языком;
• 2. СУБД с базовым языком.

В СУБД с базовым языком разрабатывается собственный алгоритмический язык, позволяющий кроме манипулирования данными выполнять арифметические операции, операции ввода — вывода на терминалы и т. д.

Во многих СУБД имеются специальные средства обеспечения защиты данных от некомпетентного их использования и сбоев технических средств, средства контроля достоверности данных, средства автоматического накопления статистики использования тех или иных данных различными категориями пользователей.

Другой концепцией является концепция администратора базы данных (АБД). Администратор базы данных — это лицо (или группа лиц), реализующие управление базой данных. Он должен уметь поддерживать взаимосвязи как с руководством высшего уровня, так и с пользователем, обрабатывающим данные, а также руководить штатом технических специалистов.

Этот штат должен включать лиц, имеющих опыт работы в таких областях, как программное обеспечение СУБД, операционные системы, техническое обеспечение ЭВМ, прикладное программирование, системное программирование.

Основная функция АБД — обеспечение структур данных и взаимосвязей между ними, эффективным методом обслуживания коллектива пользователей.