Доклад "Принципы построения и классификация баз данных"

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРАВОСУДИЯ»

РЕФЕРАТ

по дисциплине       Информационные технологии в деятельности суда

«Принципы построения и классификация баз данных»

Москва, 2021

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................3

1. Принципы построения баз данных…………………………......................4

        2. Эволюция концепции базы данных.............................................................5

        3. Классификация баз данных..........................................................................7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..........................................................................................................9

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.........................................................................................10

ВВЕДЕНИЕ

     База данных – это совокупность данных, упорядоченная для их использования, то есть набор данных, организованный по определенным правилам. Организации, работавшие с большим количеством бумажных документов – носителей информации: библиотеки, полиция, министерства старались упорядочить хранение и поиск информации путем создания картотек. В настоящее время термин «база данных» обычно применяется к упорядоченным массивам данных на компьютерных носителях информации – магнитных дисках, магнитных лентах, дисках с оптическим считыванием CD ROM, DVD, твердотельных блоках памяти FLASH. Обычно база данных является частью информационной системы организации, и система управления базой данных (СУБД) взаимодействует с прикладными программами пользователей, используя локальную, корпоративную или глобальную компьютерную сеть.

1. Принципы построения баз данных

     Понятие «информация» применительно к вычислительной технике подразумевает все, что представляется в ЭВМ (вводится, хранится, обрабатывается и выдается). База данных может быть определена как высший элемент иерархии структурных единиц информации, совокупность взаимосвязанных совместно хранящихся данных, используемых оптимальным образом для одного или нескольких приложений (Джеймс Мартин).

     Рассмотрим иерархию структурных единиц информации:

• бит – наименьшая структурная единица; бит хранится в элементе памяти компьютера, имеющем два устойчивых состояния, которые можно интерпретировать как 0 и 1;
• байт – группа из 8 бит, имеющая адрес в оперативной памяти компьютера; в байт можно записать код одного из 255 символов, вводимых с клавиатуры при различных комбинациях клавиш;
• поле – группа байт;
• запись – группа полей;
• таблица – группа записей; обычно таблица записывается в отдельный файл, кроме базы данных Access, все объекты которой содержатся в одном файле;
• база данных – группа таблиц и других объектов: запросы, формы, отчеты, программные модули, рисунки.

2. Эволюция концепции базы данных

     Первым этапом развития баз данных является файловый поход к организации информации. При этом программист сам задавал структуру размещения записей в файле и их формат, а также создавал программные модули для записи, корректировки и чтения данных. Автор разрабатывал базу данных даже с использованием адресов данных в оперативной памяти и на магнитных лентах ЭВМ «Минск-22», а программы для обработки данных были написаны в машинном коде. Жесткая привязка процедуры доступа к прикладной программе приводила к необходимости корректировки прикладной программы при изменении, как структуры данных, так и запоминающего устройства. При изменении информации происходила полная перезапись файла.

     Появились термины «физические данные» и «логические данные». Под «физическими данными» понимается информация в виде, в котором организовано хранение данных на носителях информации. Под «логическими данными» понимается информация в виде, в котором ее представляет и потребляет пользователь. Можно сказать, что пользователь не знает физическую организацию и не использует физические данные, а в своей работе имеет дело только с логическими данными. Прикладная программа производит обращение к физическим данным, используя их логическое описание, при этом должен быть предусмотрен механизм перехода от логических данных к физическим и наоборот.

     По мере развития средств обработки становится очевидным, что прикладных программистов желательно сделать независимыми как от изменений аппаратных средств хранения данных, так и от добавления к хранимым данным новых полей и взаимосвязей. Решение данных задач характерно для третьего этапа развития баз данных. Программное обеспечение, которое получает название системы управления базами данных – СУБД, позволяет обеспечить доступ к одним и тем же данным со стороны различных прикладных программ. СУБД служат для создания баз данных, их заполнения и корректировки, поиска и выборки необходимой информации и ее представления в наглядном виде.

       Несмотря на возможную организацию крайне сложных структур данных, «хорошие» СУБД избавляют прикладного программиста от трудностей, связанных со сложностью структуры (независимо от того каким образом организованы данные «внутри», прикладной программист должен представлять себе файл в виде сравнительно простой структуры, которая спланирована в соответствии с требованиями его приложения). Очевидно, что СУБД должна располагать средствами отображения логических данных прикладных программистов в физическую структуру данных, которая запоминается на реальном носителе, и наоборот.

     Четвертый этап, длящийся до настоящего времени, связан с обеспечением возможности изменения общей логической структуры данных без изменения, использующих ее прикладных программ посредством использования концептуальной модели. Концептуальная модель должна разрабатываться таким образом, чтобы оставаться стабильной, несмотря на изменения представлений программистов о данных, изменения физического хранения и организации данных концептуальная модель должна оставаться неизменной или увеличиваться с целью включения дополнительных типов данных. Основными преимуществами СУБД 4-го поколения являются простота развития базы данных, наличие средств администрации базы данных, реализующих функции управления доступа к информации и ее сохранности, возможность реализации заранее незапланированных запросов.

     Таким образом, СУБД является программным средством, обеспечивающим интерфейс (взаимодействие) прикладных программ и операционной системы, в процессе обработки данных. Современные СУБД содержат развитый пользовательский интерфейс, который позволяет вводить и модифицировать информацию, выполнять поиск и представлять информацию в текстовом или графическом виде, а также средства программирования высокого уровня, с помощью которых можно создавать собственные приложения; например, СУБД Access включает в себя язык Visual Basic for Applications, позволяющий создавать экранные формы с активными элементами – полями, полями со списком, управляющими кнопками и другими.

3. Классификация баз данных

     Требования, предъявляемые к СУБД, можно рассматривать  как состав функций, которые подлежат реализации идеальной системой управления базами данных. Помимо основной функции системы управления базами данных – организации хранения и доступа к данным – подлежат реализации следующие функции:

• целостность и непротиворечивость – обеспечение невозможности внесения в базу данных различных значений одной и той же характеристики одного и того же объекта;
• восстанавливаемость – обеспечение сохранности информации базы данных при любых сбоях аппаратных и программных средств (наиболее распространенными способами реализации данной функции являются автоматическое создание резервных копий баз данных и ведение журналов транзакций);
• согласованность – обеспечение блокировки доступа к информации в момент ее корректировки в целях невозможности получения частично измененной информации;
• контролируемость – регистрация всех-операций выполняемых с информацией базы данных (возможно обобщение функций контролируемости и восстанавливаемости ведением журнала транзакций);
• безопасность и секретность – обеспечение невозможности непреднамеренного или умышленного получения, модификации и (или) разрушения информации базы данных;
• перемещение данных (архивация базы данных) – обеспечение оптимального хранения данных, отвечающего реальной потребности в информации в текущий момент времени;
• совместимость – обеспечение возможности информационного взаимодействия с другими системами, а также автоматизированного ввода информации внемашинной базы данных;
• сервис администрации, разработчиков, пользователей – обеспечение удобных средств работы различных категорий пользователей баз данных (дополнительные языковые средства, дизайнеры, генераторы).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время наиболее популярны три типа структур баз данных: иерархические, сетевые и реляционные.

Иерархическая модель, при которой элементы данных включаются в контейнеры различных уровней, а контейнеры также могут быть включены в контейнеры более высокого уровня. Примером иерархической базы данных может служить файловая система MS DOS и Windows: файлы вложены в папки, папки могут быть вложены в другие папки, высшая ступень иерархии - магнитный или компакт-диск. Файлы и папки могут быть созданы заново или скопированы. Поиск файлов и папок осуществляется по их названиям или фрагментам названий, или же визуально по древовидной иерархической структуре, но возможен и поиск файлов по контексту - фрагментам текста.

В файлы сетевой базы данных вставлены гиперссылки, содержащие адреса файлов или закладок, что позволяет легко открывать документы и их разделы. Для вставки гиперссылок используются редакторы Word или Web-страниц. Гиперссылки широко используются в электронных версиях документов и в электронных информационно-консультационных системах.

Наиболее известные и продаваемые реляционные серверные СУБД, используемые в информационных системах больших организаций: Oracle, SQL Server, MySQL, SyBase, Informix.

В первых персональных компьютерах широко использовались различные версии разработанной фирмой Microsoft СУБД dBase, таблицы которой можно было использовать с помощью операционной системы MS DOS и программ на языке Basic. Затем та же фирма выпустила СУБД FoxPro, которая затем была модифицирована под Windows и используется до сих пор. Также известна СУБД Paradox, разработанная фирмой Borland. Поскольку эта фирма разработала средства быстрой разработки приложений Windows – Delphi и C++Builder, то формат данных Paradox стал для них основным.

Реляционные базы данных, к которым принадлежит Access, состоят из логически связанных двумерных таблиц. Типы связей таблиц:

• Один-ко-многим – связь ключевого поля с неключевым;
• Один-к-одному – связь ключевого поля с ключевым;
• Многие-ко-многим – связь неключевых полей, обычно ее ликвидируют, вставляя промежуточную таблицу с двумя связями Один-ко-многим.

     Таблица со связанным ключевым полем называется главной, с неключевым – зависимой. Связи обеспечивают:

• поиск и выборку информации по разным таблицам;
• целостность данных — невозможность вносить в зависимую таблицу данные, противоречащие данным в соответствующих ключевых полях главной таблицы;
• каскадное обновление — изменение данных во всех зависимых таблицах при их обновлении в ключевом поле главной таблицы;
• каскадное удаление — удаление данных во всех зависимых таблицах при их удалении в ключевом поле главной таблицы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Калабухова Г. В., Титов В. М. Компьютерный практикум по информатике. Офисные технологии: учеб. пособие. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2008, - 336с.: ил, - (Высшее образование).
2. Практикум по информационным технологиям в профессиональной деятельности: Учеб.  Пособие для сред. Проф. Образования/Елена Викторовна Михеева. - 2-е изд., стер. – М.: Издательский цент «Академия», 2004. – 256с.
3. Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С.В.   Симоновича. - СПб.: Питер, 2004. -640 с.: ил.
4. Практикум по экономической информатике. Ч. 1,2,3. Под ред. Шуремова Е. Л., М. 2004г.
5. Информатика для юристов и экономистов. Под ред. Симоновича С. В., М. 2004г.
6. Excel сборник примеров и задач. М. 2005г.
7. Саймон Д. Анализ данных в Excel. М. 2004г.
8. Н. Коцюбинский А. О. Excel для бухгалтера в примерах. М. 2003г.
9. Понятный самоучитель работы в Excel. СП. 2004г.