Тема 1. Введение в управление данными. Основные понятия баз и банков данных.

Литература 1. Базы данных: модели, разработка, реализация/Т.С.Карпова –СПб.:Питер, Базы данных: основы, проектирование, использование./М.П.Малыхина – СПб.:БХВ-Петербург, 2004.

Управление данными Обработка данных ОВП ПрД ОД Обмен данными М К П Накопление данных Ф БД

Управление данными с точки зрения информационных процессов Обработка данных: –ОВП – организация вычислительного процесса управления ресурсами компьютера (память, процессор, внешние устройства) при решении задач обработки данных. Эта процедура формализуется в виде алгоритмов и программ системного управления компьютерами – это ОС. –ПрД – преобразование данных – алгоритмы и программы обработки данных и их структур. –Од – отображение данных – компьютерные программы преобразования данных, представленных машинными кодами в воспринимаемую человеком информацию (текст, графики, изображения, звук, средства мультимедиа). Обмен данными – процедуры, выполняемые в вычислительной сети: –П – передача (кодирование, модуляция) –К – коммутация –М – маршрутизация Накопление данных: –БД – организация физического хранения в БД и ее актуализация, т.е. добавление, корректировка и уничтожение данных, а также процедуры поиска, группировки, выборки и т.д.

Файлы и файловые системы С т.з. прикладной программы, файл – это именованная область внешней памяти, куда можно записывать и откуда можно считывать данные.

Файлы данных Последовательного доступа Произвольного доступа Индексно- последовательные

Пример: файл хранит сведения о студентах РосНОУ и их успеваемости Структура файла: Факультет-Группа-ФИО-зачетки- Тел Моб-Тел Дом-Адрес-Дисциплина 1- Оценка 1-Дисциплина 2-Оценка 2-и т.д. по всем дисциплинам учебного плана Замечательно, но ведь учебные планы разные! Сколько же будет полей? Есть и еще недостатки. Какие?

Недостатки файловых систем Зависимость программ от данных, большие затраты труда программистов Значительная избыточность данных Отсутствие централизованных методов управления доступом к информации, сложности администрирования доступа к файлу Невозможность обеспечения эффективной параллельной работы многих пользователей с одними и теми же файлами Невозможность устанавливать связь межу данными разных файлов

Немного истории 1968 г. – введена в эксплуатацию первая промышленная СУБД IMS фирмы IBM 1969 г. – Е.Ф.Коддом была предложена реляционная модель данных 1975 г. –первый стандарт ассоциации по языкам CODASYL, на котором до сих пор основываются сетевые модели

Основные понятия База данных – именованная и организованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области, являющаяся программно управляемой. Предметная область – часть реального мира, которая должна быть адекватно в полном информационном объеме представлена в БД. Банк данных – это совокупность БД, программных, аппаратных, технических, методических, языковых средств и персонала, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.

Основные понятия СУБД – совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Приложения – программы, с помощью которых конечные пользователи работают с БД.

Банк данных. Структура типового БнД. БнД ВС ОПО ТС БДСУБД ЯОД ЯМД АБД Словарь данных

Пользователи банков данных Конечные пользователи Администраторы БнД. Разработчики и администраторы приложений.

Банк данных. Принципы концепции БнД: Интеграция данных; Централизация управления ими; Обеспечение независимости прикладных программ обработки данных и самих данных.

БД решает следующие проблемы 1. Отпадает необходимость в каждой прикладной программе детально решать вопросы организации файлов. 2. Устраняется многократный ввод и дублирование одних и тех же данных. 3. Нет проблемы изменения прикладных программ в связи с заменой физических устройств хранения данных или изменения структуры данных. 4. Уменьшается избыточность данных. 5. Повышается уровень надежности и защищенности

Свойства БД (по Дж.Мартину) 1. Многоразовое использование 2. Простота обновления 3. Быстрый поиск и получение необходимой информации по запросу 4. Уменьшение избыточности 5. Защита от несанкционированного доступа 6. Максимальная независимость от прикладных программ 7. Защита от уничтожения и искажения данных

Требования к БД 1. Адекватность отражения предметной области 2. Возможность взаимодействия с пользователями различных категорий и в разных режимах 3. Обеспечение секретности данных, надежности, целостности, защиты от случайного или целенаправленного разрушения БД 4. Обеспечение взаимной независимости программ и данных 5. Технологичность обработки данных 6. Совместимость компонентов БД 7. Простота изменения логической и физической структуры БД 8. Способность к расширению и модификации

Принципы классификации БД По типам ИС По режимам работы По типам применяемых моделей

По типу ИС ИС Документальные (полнотекстовые) Фактографические

Режим работы с БД Одно- пользовательский Много- пользовательский Последовательный Параллельный С централизованной БД С распределенной БД

Сетевой режим Файл-сервер На ФС находится ядро ОС и файлы данных, на РС - СУБД Клиент-сервер На сервере данные и СУБД, вся обработка запроса на сервере и только ответ передается клиенту

Модели данных МД – это некоторая абстракция, в которой отражаются самые важные аспекты функционирования рассматриваемой предметной области, а второстепенные игнорируются. МД включает в себя набор понятий для описания данных, связей между ними и ограничений, накладываемых на данные.

Классификация моделей Модели инфологическиепатологическиефизические

Инфологические модели инфологические Диаграмма Бахмана Модель Чена «сущность- связь»( ER)

Датологические модели патологические документальные фактографические Теоретико графовые иерархические сетевые Теоретико множественные реляционные Бинарных ассоциаций Объектно- ориентированные