Інформаційна база АСОІ

Інформаційна база даних (БД) — сукупність даних, організованих по певних правилах, що передбачають загальні принципи опису, зберігання і маніпулювання даними, незалежно від прикладних програм Історія розвитку інформаційних баз даних БД налічує більше 40 років. У 1968 році була введена в експлуатацію перша промислова СУБД система IMS фірми IBM. У 1975 році з’явився перший стандарт асоціації по мовам систем обробки даних – Conference of Data System Languages (CODASYL), який визначив ряд фундаментальних понять в теорії систем баз даних.Виділяють чотири етапи в розвитку систем управління базами даних. Перший етап розвитку БД пов’язаний з організацією баз даних на великих машинах типу IBM 360/370, ЄС-ЕОМ і МІНІ-ЕОМ типу PDP11 (фірми Digital Equipment Corporation – DEC), різних моделях HP (фірми Hewlett Packard). Особливості цього етапу розвитку виражаються в наступному: Всі СУБД базуються на могутніх мультипрограмних операційних системах (MVS, SVM, RTE, OSRV, RSX, UNIX), тому в основному підтримується робота з централізованою базою даних в режимі розподіленого доступу.Значна роль відводиться адмініструванню даних. Другий етап розвитку БД – епоха персональних комп’ютерів. Особливості цього етапу наступні: Всі СУБД були розраховані на створення БД в основному з монопольним доступом. І це зрозуміло. Комп’ютер персональний, він не був приєднаний до мережі, і база даних на ньому створювалася для роботи одного користувача. У окремих випадках передбачалася послідовна робота декількох користувачів, наприклад, спочатку оператор, який вводив бухгалтерські документи, а потім головбух, який визначав проводки. Більшість СУБД мали розвинений і зручний призначений для користувача інтерфейс. В більшості випадків існував інтерактивний режим роботи з БД, як в рамках опису БД, так і в рамках проектування запитів. Крім того, більшість СУБД пропонували розвинений і зручний інструментарії для розробки готових додатків без програмування. Інструментальне середовище складалося з готових елементів додатку у вигляді шаблонів екранних форм, звітів, графічних конструкторів запитів, які досить просто могли бути зібрані в єдиний комплекс. В усіх настільних СУБД підтримувався тільки зовнішній рівень представлення реляційної моделі, тобто тільки зовнішній табличний вигляд структур даних.У настільних СУБД були відсутні засоби підтримки посилальної і структурної цілісності бази даних. Ці функції повинні були виконувати додатки, проте незначність засобів розробки додатків іноді не дозволяла це зробити, і в цьому випадку ці функції повинні були виконуватися користувачем, вимагаючи від нього додаткового контролю при введенні і зміні інформації, що зберігається в БД.Наявність монопольного режиму роботи фактично привела до знищення функцій адміністрування БД і у зв’язку з цим – до відсутності інструментальних засобів адміністрування БД. Яскраві представники цього сімейства це СУБД dBase (dBase III+, dBase IV), FoxPro, Clipper, Paradox, які дуже широко використалися до недавнього часу. Третій етап розвиткуБД – розподілені бази даних. Особливості даного етапу: Практично всі сучасні СУБД забезпечують підтримку повної реляційної моделі, а саме: 1. структурної цілісності – допустимими є тільки дані, представлені у вигляді відносин реляційної моделі; 2. мовної цілісності, тобто мов маніпулювання даними високого рівня (в основному SQL); 3.посилальної цілісності – контроль за дотриманням посилальної цілісності протягом всього часу функціонування системи, і гарантій неможливості з боку СУБД порушити ці обмеження. Більшість сучасних СУБД розрахована на багатоплатформену архітектуру, тобто вони можуть працювати на комп’ютерах з різною архітектурою і під різними операційними системами. Необхідність підтримки розрахованої на багатьох користувачів роботи з базою даних і можливість децентралізованого зберігання даних зажадали розвитку засобів адміністрування БД з реалізацією загальної концепції засобів захисту даних. Для того, щоб не втратити клієнтів, які раніше працювали на настільних СУБД, практично всі сучасні СУБД мають засоби підключення клієнтських додатків, розроблених з використанням настільних СУБД, і засобу експорту даних з форматів настільних СУБД другого етапу розвитку. До цього етапу можна віднести розробку ряду стандартів в рамках мов опису та маніпулювання даними (SQL89, SQL92, SQL99) і технологій по обміну даними між різними СУБД, до яких можна віднести і протокол ODBC (Open DataBase Connectivity), запропонований фірмою Microsoft. Саме до цього етапу можна віднести початок робіт, пов’язаних з концепцією об’єктно-орієнтованих БД – ООБД. Представниками СУБД, що відноситься до цьогоетапу, можна рахувати MS Access, сучасні сервери баз даних Огас1е, MS SQL 6.5, MS SQL 7.0, System 10, Informix DB2, SQL Base і інші сервери баз даних, яких зараз налічується декілька десятків. Четвертий етап розвитку БД - перспективи розвитку систем управління базами даних. Цей етап характеризується появою нової технології доступу до даних – інтранет. Основна відмінність цього підходу від технології клієнт-сервер полягає в тому, що відпадає необхідність використання спеціалізованого клієнтського програмного забезпечення. Для роботи з видаленою базою даних використовується стандартний броузер Internet, наприклад Microsoft Internet Explorer, і для кінцевого користувача процес звернення до даних відбувається аналогічно навігації по Всесвітній Павутині. При цьому вбудований в HTML-сторінку код, написаний звичайно на мовах Java, Java-script, Perl і інших, відстежує всі дії користувача та транслює їх в низькорівневі SQL-запити до бази даних, виконуючи, таким чином, ту роботу, якої в технології клієнт-сервер займається клієнтська програма. Зручність даного підходу привела до того, що він став використовуватися не тільки для видаленого доступу до баз даних, але і для користувачів локальної мережі підприємства.

Система управління базой даних (СУБД) — комплекс програм і мовних засобів для створення, ведення і використання БД. Часто для роботи з БД використовуються не СУБД, а створені з їх допомогою інформаційні системи, які забезпечують роботу з інформацією, регламентуючи доступ до структури БД.

Банк даних (БнД) - заснована на технології БД система програмних, мовних, організаційних і технічних засобів, призначених для централізованого нагромадження і колективного використання даних. Ба́нк да́них – функціонально-організаційна складова в автоматизованих системах керування та інформаційно-обчислювальних системах, яка здійснює централізоване інформаційне забезпечення колективу користувачів або сукупності задач, які розв'язуються в системі.

Банк даних розглядають як інформаційно-довідкову систему, основним призначенням якої є накопичення та підтримка в робочому стані сукупності відомостей, які складають інформаційну базу всієї автоматизованої системи або деякого набору задач, які в ній розв'язуються; видача потрібних задачі або користувачу даних;

забезпечення колективного доступу до інформації, яка в ній зберігається;

забезпечення необхідного керування використанням відомостей, які містяться в інформаційній базі.

Основні принципи реалізації банків даних враховують специфіку банків даних як інформаційно довідкової системи. Ця специфіка визначається характером інформації, що зберігається (яка, зазвичай, складається із масивів відомостей фактичного характеру), певною обмеженістю вимог до реалізації довідкової функції та необхідністю здійснювати регулювання доступу до інформації та захист її цілісності та секретності при обслуговуванні різнорідного контингенту користувачів.

Ефективна організація функціонування банку даних передбачає здійснення доступу абонентів до інформації, автоматичну підтримку каталогу даних, що зберігаються та параметрів їхньої поточної організації, аналіз процесу функціонування банку даних, а також організацію інформаційної бази згідно зі змінами параметрів потоку вимог до видачі інформації.

Використання банків даних в автоматизованих системах керування є наслідком комплексування та інтеграції функцій керування та обробки, застосування принципів єдності інформаційної бази в побудові системи, автоматичного ведення масивів та разового введення інформації в систему.

Структура бази даних Залежно від способу організації (моделі) даних в базах даних (БД) їх розділяють на ієрархічних, мережевих і реляційних БД. Аналогічно залежно від типу БД розділяються і СУБД. Найбільше розповсюдження останнім часом знайшли реляційні СУБД. Існує велика кількість різних реалізацій СУБД. У них БД представлені в двовимірних таблицях, за допомогою яких можна описати будь-яку наочну область, по якій формується БД. Таблиця, як правило, містить інформацію про деяке поняття наочної області. Кожен рядок в таблиці — конкретна реалізація (значення) цього поняття — називається записом БД. Стовпці таблиці — властивості (атрибути) даного поняття. Вони називаються полями БД. Для кожного поля задається тип даних, які можуть знаходитися в ньому. Записи в таблиці відрізняються значеннями своїх полів. Поля (одне або декілька), по яких можна відрізнити записи один від одного, називаються ключовими.

Основними діями з обробки інформації в БД є вибір, створення, редагування і видалення тих або інших даних. Для цього в СУБД є засоби побудови запитів на виконання певних дій. Для цього використовується спеціальна мова SQL (Structured Query Language). З його допомогою можна скласти набір необхідних полів (у тому числі і з декількох таблиць) і задати ті значення полів, по яких вибираються записи для обробки, тобто задати фільтр відбору інформації.

Для зручної і наочної роботи з даними (створення, редагування, видалення, відображення даних) СУБД надає можливість створити вікна, в яких відображається інформація з БД, звані формами. У цих вікнах крім даних зазвичай знаходиться допоміжна інформація, що характеризує ці дані, і можливі дії над ними. Вікна є основною частиною будь-якої інформаційної системи — з їх допомогою в основному і здійснюється робота з БД. Вікна і меню (список команд, з якого можна зробити вибір) складають інтерфейс БД.

СУБД надає можливість створення і друку підсумкових документів — звітів — за наявною в БД інформацією. Для цього використовується так званий генератор звітів, який дозволяє сформувати зовнішній вигляд остаточного документа. Тут можна також задати впорядковування і угрупування даних по тих або інших значеннях і сформувати підсумкові значення для конкретних полів. Слід зазначити, що дані для форм і звітів беруться як з конкретних таблиць, так і із запитів.

СУБД в своєму складі містять засоби програмування, за допомогою яких можна створювати програми для певних дій як з обробки даних, так і по використанню інтерфейсу БД. Сюди входять різноманітні стандартні функції: математичні, фінансові і ін., для отримання інформації на основі наявних даних. Проте, мова програмування в СУБД у ряді випадків не забезпечує необхідної швидкості обробки даних. Тому зазвичай є можливість використовувати програми, написані на інших мовах програмування. У свою чергу, в багатьох мовах програмування є можливість використовувати таблиці БД. Це дозволяє створити швидкий інтерфейс і обчислювальну частину інформаційної системи, що використовує створені БД.

СУБД — одні з найбільш поширених програмних проду ктів. Вони розрізняються швидкістю обробки даних (виконання запитів, пошуку в таблицях), можливостями зберігання різних типів даних, способами підтримки цілісності і несуперечності даних в таблицях. Основна відмінність між СУБД полягає в реалізації моделі даних БД. Найбільш поширені в даний час СУБД dBase, FoxPro, Paradox, Clarion, Access, які можуть вирішити практично всі завдання користувача. dBase була першою найбільш поширеною СУБД для ОС MS-DOS. FoxPro — також одна з перших СУБД, що до цих пір залишається популярною, відрізняється великою швидкістю обробки даних. Paradox — могутня СУБД, створена фірмою Borland, володіє високою інтеграцією із засобами розробки додатків цієї фірми. Clarion — інтегроване середовище розробника, дозволяє швидко створювати різні застосування, у тому числі і БД. Проте при взаємодії декількох користувачів застосування вказаних СУБД неефективне. Тут слід реалізувати схему «клієнт-сервер», коли дані зберігаються на сервері, а до них здійснюються запити з додатків різних клієнтів. Для обробки великої кількості даних на сервері використовуються могутніші СУБД — Oracle, Interbase, Microsoft SQL Server.

Останні версії всіх популярних СУБД розробляються для ОС Windows. Це забезпечує можливість використання всіх переваг графічного інтерфейсу, підвищення якості друку, велику інтеграцію з іншими програмними продуктами. Слід зазначити, що більшість СУБД мають практично однакові можливості створення БД і обробки даних.

Найбільшого поширення для користувачів набула СУБД Microsoft Access. Дуже прості і зручні засоби wizard (вбудовані стандартні послідовності дій) дозволяють швидко створювати таблиці, запити, форми, звіти. Простій спосіб визначення макросів (послідовності команд) і написання програм на мові Access Visual Basic дозволяє реалізувати складну обробку даних. Великий набір типів полів дозволяє зберігати різноманітну інформацію в таблицях БД. Дуже просто встановити взаємозв'язок між таблицями, СУБД повністю контролює цілісність і несуперечність даних в цих таблицях. Є зручний засіб створення різних запитів, причому не обов'язково знати мову SQL. Форми можуть містити всі звичні елементи інтерфейсу ОС Windows, які дозволяють зробити обробку інформації зрозумілою і зручною. Генератор звітів дозволяє легко створювати різні види звітів, що з великими можливостями по оформленню реалізує практично всі потреби користувачів в отриманні документів.

Нормалізація БД – це процес, у результаті якого можна позбавитися дефектів проектування бази даних. У процесі нормалізації ми одержуємо ряд нормальних форм, використовуючи набір правил, що описують те, що слід і що не слід робити із структурою таблиць. Процес нормалізації складається з розбиття таблиць на менші, внаслідок чого формується краща структура.
Нормалізація бази даних — покроковий процес розбиття одного відношення відповідно до алгоритму нормалізації на декілька відношень на базі функціональних залежностей.
Метою нормалізації таблиць бази даних є:

2.Підвищення ефективності роботи БД. Процедура нормалізації виконується поетапно.В ідеалі при нормалізації треба домогтися, щоб будь-яке значення зберігалося в базі в одному примірнику, причому значення це не має бути отримано розрахунковим шляхом з інших даних, що зберігаються в базі. Напевно, немає сенсу детально розглядати приклади нормалізації таблиць. Такої інформації і в Інтернеті, і в книгах більш ніж достатньо.