Основные виды СУБД

Основным компонентом многопользовательских информационных технологий является банк данных. Это информационная система коллективного пользования, обеспечивающая централизованное хранение данных, их обновление и выдачу по запросам пользователей.

Банки данных хранят сведения из самых разных областей человеческой деятельности: библиотечное и банковское дело, образование и медицина, управление предприятием и государством, право, экология и т. д.

Банк данных включает одну или несколько баз данных, систему управления базами данных (СУБД) и оболочку базы данных.

Собственно данные, хранящиеся в запоминающих устройствах компьютеров, составляют базу данных (БД). По структуре представления данных БД делятся на сетевые, иерархические и реляционные. В настоящее время практически применяется только реляционная структура, в которой база данных состоит из одной или нескольких таблиц. Каждая таблица содержит информацию в виде набора записей. Каждая запись в базе данных разделена на поля по типам или смыслу содержащейся в них информации.

Примером таблицы может служить список данных о студентах колледжа с полями ФИО, дата рождения, адрес и т. д. Количество записей в этой таблице будет равно числу студентов колледжа. Другая таблица этой БД может содержать, например, оценки студентов по различным предметам.

Над данными в табличном представлении можно эффективно применять ряд стандартных элементарных операций, к которым сводятся все необходимые действия с базой данных. Комбинируя таблицы, выбирая отдельные столбцы и строки, пользователь может формировать новые таблицы для отображения на экране, для дальнейшей обработки или записи на хранение.

Концепция реляционной (табличной) модели данных была впервые выдвинута в пятидесятые годы, но широкую популярность эта модель завоевала лишь в восьмидесятых.

Работу с БД обеспечивает система управления базой данных (СУБД), которая позволяет производить поиск и сортировку информации в базе данных, а также добавлять и удалять записи в БД и создавать различные отчеты на основе запросов к одной или нескольким БД. Например, к описанной выше БД можно обратиться с запросом «выбрать всех студентов, родившихся в январе и имеющих средний балл не менее 4» .

СУБД реляционного типа освобождает пользователя от необходимости знать форматы хранения данных, методы доступа и методы управления памятью. Изменение физической структуры базы данных не влияет на работоспособность прикладных программ, работающих с нею.

Запросы формулируются на специальном языке. Популярным языком такого рода является реляционный язык SQL (Structured Query Language), который является международным стандартом языка запросов.

По степени универсальности различают два класса СУБД:

• — системы общего назначения;
• — специализированные системы.

СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо предметную область или на информационные потребности какой-либо группы пользователей. Каждая система такого рода реализуется как программный продукт, способный функционировать на некоторой модели компьютеров в определенной операционной системе и поставляется многим пользователям как коммерческое изделие. Такие СУБД обладают средствами настройки на работу с конкретной базой данных.

Специализированные СУБД создаются в редких случаях при невозможности или нецелесообразности использования СУБД общего назначения.

Современные СУБД предоставляют пользователю мощные средства работы с данными и автоматически выполняют такие системные функции, как восстановление после сбоя и одновременный доступ нескольких пользователей к общим данным.

К числу известных простейших СУБД относятся dBase, Clipper, Foxbase, R: BASE, Paradox, Data Ease, Clarion и т. д.

К современным СУБД реляционного типа относятся FoxPro, Access, Oracle, Progress, Informix и т. д.

При одновременной работе с базой данных нескольких пользователей предполагается выполнение СУБД следующих функций:

• — блокировки базы данных, файла, записи, поля;
• — идентификации станции, установившей блокировку;
• — обновления информации после модификации;
• — контроля времени и повторения обращения;
• — обработки транзакции (транзакция — последовательность операций пользователя над базой данных, которая сохраняет ее логическую целостность);
• — работы с сетевыми операционными системами (LAN Manager, NetWare, Unix).

Все рассматриваемые программные средства обладают автоматизированными средствами создания экранных форм, запросов, отчетов, меню, наклеек, стандартных писем. Для создания указанных визуальных и структурных объектов ряд СУБД использует специальные инструментальные средства, называемые «мастерами» .

Базы данных прочно вошли в жизнь. Однако сегодня множество компаний столкнулось с серьезной проблемой — необходимостью быстрого принятия решений на основе данных из разнородных, подчас несовместимых друг с другом систем. Например, в одном подразделении фирмы используется Paradox, в другом — FoxPro, корпоративные данные находятся под управлением Oracle или Informix, а руководитель должен иметь под рукой сводку на основе всей информации, допустим в виде аналитического документа Word.

Для решения проблемы доступа к разнородным данным разработаны стандарты на методы обращения к базам данных, например ODBC или IDAPI.

БД — это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области. Синоним термина «база данных» — «банк данных».

Чтобы обеспечить быстроту и качество поиска данных в базе, этот процесс должен быть автоматизирован. Компьютерную базу данных можно создать несколькими способами [1]:

• — с помощью алгоритмических языков программирования как Basic, Pascal, C++ и т. д. Данный способ применяется для создания уникальных баз данных.
• — с помощью прикладной среды, Visual Basic. С его помощью можно создавать базы данных, требующие каких-то индивидуальных особенностей построения.
• — с помощью специальных программных средств которые называются СУБД.

БД может быть основана на одной модели или на совокупности нескольких моделей. Любую модель данных можно рассматривать как объект, который характеризуется своими свойствами (параметрами), и над ней, как над объектом, можно производить какие-либо действия.

Существуют три основных типа моделей данных — реляционная, иерархическая и сетевая.

Реляционная модель. Термин «реляционный» (от латинского relatio — отношение) указывает, прежде всего, на то, что такая модель хранения данных построена на взаимоотношении составляющих ее частей. В простейшем случае она представляет собой двухмерный массив или двухмерную таблицу, а при создании сложных информационных моделей составит совокупность взаимосвязанных таблиц. Каждая строка такой таблицы называется записью, а столбец — полем.

Реляционная модель данных имеет следующие свойства:

• — каждый элемент таблицы — один элемент данных;
• — все поля в таблице являются однородными, т. е. имеют один тип;
• — каждое поле имеет уникальное имя;
• — одинаковые записи в таблице отсутствуют;
• — порядок записей в таблице может быть произвольным и может характеризоваться количеством полей, типом данных.

Иерархическая модель. Иерархическая модель БД представляет собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих перевернутое дерево (граф). Данная модель характеризуется такими параметрами, как уровни, узлы, связи. Принцип работы модели таков, что несколько узлов более низкого уровня соединяются при помощи связи с одним узлом более высокого уровня.

Узел — информационная модель элемента, находящегося на данном уровне иерархии.

Свойства иерархической модели данных:

• — несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня;
• — иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень), не подчиненную никакой другой вершине;
• — каждый узел имеет свое имя (идентификатор);
• — существует только один путь от корневой записи к более частной записи данных.

Сетевая модель. Сетевая модель БД похожа на иерархическую. Она имеет те же основные составляющие (узел, уровень, связь), однако характер их отношений принципиально иной. В сетевой модели принята свободная связь между элементами разных уровней [1].