Системы управления базами данных

Программное обеспечение, предназначенное для создания на ЭВМ общей базы данных для многих приложений; поддержки ее в актуальном состоянии и обеспечении эффективного доступа пользователей к данным, которые содержатся в ней, в рамках данных им полномочий, называется системой управления базами данных — СУБД.

СУБД включает:

Ø набор средств для поддержки таблиц, отношений между ними;

Ø развитый пользовательский интерфейс, который позволяет вводить информацию, выполнять поиск и представлять информацию в текстовом или графическом виде;

Ø средства программирования высокого уровня, с помощью которых можно создавать программные продукты для работы с базами данных;

Ø средства для выбора нужных данных;

Ø средства для вывода информации на печать;

Ø средства для выполнения расчетов.

Наибольшее распространение на персональных компьютерах получили реляционные БД, использующие табличное представление данных. Основные действия, которые пользователь может выполнять с помощью СУБД:

• создание структуры БД;

• заполнение БД информацией;

• изменение (редактирование)структуры и содержания БД;

• поиск информации в БД;

• сортировка данных

• защита БД;

• проверка целостности БД.

Основные функции системы управления базами данных:

1. Непосредственное управление данными во внешней памяти. Эта функция включает обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей.

2. Управление буферами оперативной памяти. СУБД обычно работает с БД значительного размера; по крайней мере, этот размер обычно существенно больше доступного объема оперативной памяти. Практически единственным способом реального увеличения этой скорости является буферизация данных в оперативной памяти. Поэтому в развитых СУБД поддерживается собственный набор оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов.

3. Управление транзакциями. Транзакция – это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Либо транзакция успешно выполняется, и СУБД фиксирует изменение БД, произведенные транзакцией, во внешней памяти, либо ни одно из этих изменений никак не отражается на состоянии БД. Понятие «транзакции» необходимо для поддержания логической целостности БД.

4. Журнализация. Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Журнал изменений – это особая часть БД, недоступная пользователям СУБД и поддерживаемая с особой тщательностью, в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД.

5. Поддержка языков БД. Для работы с базами данных используются специальные языки, в целом называемые языками баз данных. В современных СУБД поддерживается единый интегрированный язык, содержащий все необходимые средства для работы с БД, начиная от ее создания, и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с базами данных. Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время реляционных СУБД является язык SQL.

Двенадцать правил Кодда определяют требования к реляционным СУБД:

1. Явное представление данных. Информация должна быть представлена в виде данных, хранящихся в ячейках.

2. Гарантированный доступ к данным. К каждому элементу данных должен быть обеспечен доступ с помощью комбинации имени таблицы, первичного ключа строки и имени столбца.

3. Полная обработка неопределенных значений. Неопределенные значения Null, отличные от любого определенного значения, должны поддерживаться для всех типов данных при выполнении любых операций.

4. Доступ к описанию базы данных в терминах реляционной модели. Словарь данных активной базы данных должен сохраняться в форме таблицы, и СУБД должна поддерживать доступ к нему при помощи стандартных языковых средств доступа к таблицам.

5. Полнота подмножества языка. Язык управления данными и язык определения данных должны поддерживать все операции доступа к данным и быть единственным средством такого доступа, кроме, возможно, операций низшего уровня.

6. Возможность обновления представлений. Все представления, подлежащие обновлению, должны быть доступны для этого.

7. Наличие высокоуровневых операций управления данными. Операции вставки, обновления и удаления должны применяться к таблице в целом.

8. Физическая независимость данных. Прикладные программы не должны зависеть от используемых способов хранения данных на носителях и методов обращения к ним.

9. Логическая независимость данных. Прикладные программы не должны зависеть от логических ограничений.

10. Независимость контроля целостности. Все необходимое для поддержания целостности данных должно храниться в словаре данных.

11. Дистрибутивная независимость. Реляционная база данных должна быть переносимой и способной к распространению.

12. Согласование языковых уровней. Если реляционная СУБД допускает использование низкоуровневого языка доступа (элемент доступа – запись), последний не должен совершать операций, противоречащих требованиям правил безопасности и поддержания целостности данных, которые соблюдаются языком более высокого уровня.

Все это Кодд суммировал в правиле 0: для того чтобы систему можно было квалифицировать как реляционную СУБД, она должна использовать для управления базой данных исключительно реляционные функции.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. а) Для чего предназначены базы данных? Выберите верный ответ:

• для выполнения вычислений на компьютере;

• для осуществления хранения, поиска и сортировки данных;

• для принятия управляющих решений.

б) Какие существуют варианты классификации БД?

в) Почему реляционный тип БД является наиболее распространенным?

г) Что такое запись в РБД?

д) Что такое поле, тип поля; какие бывают типы полей?

е) Что такое главный ключ таблицы?

2. Определите главные ключи и типы полей в следующих отношениях:

Автобусы (НОМЕР_МАРШРУТА, НАЧАЛЬНАЯ_ОСТАНОВКА,

КОНЕЧНАЯ_ОСТАНОВКА);

Кино (КИНОТЕАТР, СЕАНС, ФИЛЬМ, РОССИЙСКИЙ, ДЛИТЕЛЬНОСТЬ);

Занятия (ДЕНЬ_НЕДЕЛИ, НОМЕР_УРОКА, КЛАСС, ПРЕДМЕТ, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ).

3. Опишите структуру записей (имена полей, типы полей, главный ключ) для баз данных «Рейсы самолетов», «Вузы города», «Страны мира».

4. Раскройте основные понятия реляционной модели данных.

5. Как осуществляется связь реляционных таблиц?

6. Дайте краткую характеристику операциям реляционной алгебры.

7. Поясните назначение СУБД и БД.

8. Какими средствами обладают СУБД?

9. Приведите примеры операций над реляционными таблицами.

10. Что такое база данных?

11. Что такое реляционная таблица?

12. Каково назначение ключевого поля?

13. Что называется схемой отношения?

14. В каком виде представляются отношения?

15. Что такое структура таблицы базы данных?

16. Для чего предназначены базы данных?

17. Какая разница между записью и полем?

18. Раскройте основные свойства СУБД и базы данных.

Дата добавления: 2014-01-07