Понятие о базе данных

     Академия  управления при Президенте Республики Беларусь

     Кафедра Управления Информационными  Ресурсами

     Реферат 

     По  дисциплине интернет-технологии 

     На  тему: «Понятие о базе данных»

     Выполнила: Стадольник Ирина Алексеевна

     УИР курс: 3

     2009

 

      Содержание 

     Введение 3

     Базы данных: основные понятия 4

     Структура базы данных 5

     Этапы проектирования базы данных 6

     Система управления базами данных 8

     Основные функции СУБД 8

     Классификация СУБД 8

     Ключи 10

     Смысл 11

     Использование 11

     Классификация 11

     Индексирование 13

     Примеры баз данных 14

     Заключение 16

     Литература 18 

 

     

     Введение

     Суть  моей работы, раскрыть понятие о  базе данных, о ее структуре, об этапах ее проектирования. Показать, что такое  база данных вообще.

     Рассматривая  общий смысл понятия БД, начнем с того, что с самого начала развития вычислительной техники образовались два основных направления ее использования. Первое направление - применение вычислительной техники для выполнения численных расчетов, которые слишком долго или вообще невозможно производить вручную. Становление этого направления способствовало интенсификации методов численного решения сложных математических задач, развитию класса языков программирования, ориентированных на удобную запись численных алгоритмов, становлению обратной связи с разработчиками новых архитектур ЭВМ.

     Второе  направление, возникшее несколько позже первого, которое непосредственно касается нашей темы, это использование средств вычислительной техники в автоматических или автоматизированных информационных системах. В самом широком смысле информационная система представляет собой программный комплекс, функции которого состоят в поддержке надежного хранения информации в памяти компьютера, выполнении специфических для данного приложения преобразований информации и/или вычислений, предоставлении пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса. Обычно объемы информации, с которыми приходится иметь дело таким системам, достаточно велики, а сама информация имеет достаточно сложную структуру. Классическими примерами информационных систем являются банковские системы, системы резервирования авиационных или железнодорожных билетов, мест в гостиницах и т.д.

     На  сегодняшний день ни одна организация  не может обойтись без баз данных так, как она повышает оперативность работы с информацией.

 

     

     Базы  данных: основные понятия

     В жизни мы часто сталкиваемся с  необходимостью хранить какую-либо информацию, а потому часто имеем  дело и с базами данных. Например, мы используем записную книжку для  хранения номеров телефонов своих  друзей и планирования своего времени. Телефонная книга содержит информацию о людях, живущих в одном городе. Все это своего рода базы данных. Ну а раз это базы данных, то посмотрим, как в них хранятся данные. Например, телефонная книга представляет собой таблицу (табл.1).

     Таблица 1. Пример базы данных:

     телефонная  книга: ФИО,№ телефона, адрес

           

     В этой таблице данные – это собственно номера телефонов, адреса и ФИО, т.е. строки «Петров Иван Иванович», «32-43-12» и т.п., а названия столбцов этой таблицы - строки «ФИО», «Номер телефона» и «Адрес» задают смысл этих данных, их семантику.

     Теперь  представьте, что записей в этой таблице не две, а два миллиона, вы занимаетесь созданием этого справочника и где-то произошла ошибка (например, опечатка в адресе). Видимо, тяжеловато будет найти и исправить эту ошибку вручную. Нужно воспользоваться какими-то средствами автоматизации. Для управления большим количеством данных программисты (не без помощи математиков) придумали системы управления базами данных (СУБД). По сравнению с текстовыми базами данных электронные СУБД имеют огромное число преимуществ, от возможности быстрого поиска информации, взаимосвязи данных между собой до использования этих данных в различных прикладных программах и одновременного доступа к данным нескольких пользователей.

     База  данных – это совокупность связанных данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования, независимая от прикладных программ.

       База Данных (БД) — структурированный  организованный набор данных, описывающих  характеристики каких-либо физических  или виртуальных систем.

     «Базой  данных» часто упрощённо или  ошибочно называют Системы Управления Базами Данных (СУБД). Но нужно различать  набор данных (собственно БД) и программное  обеспечение, предназначенное для  организации и ведения базы данных (СУБД). База данных является информационной моделью предметной области. Обращение  к базам данных осуществляется с  помощью системы управления базами данных (СУБД). СУБД обеспечивает поддержку  создания баз данных, централизованного  управления и организации доступа  к ним различных пользователей.

     Структура базы данных

     Организация структуры базы данных формируется  исходя из следующих соображений:

• Адекватность описываемому объекту/системе — на уровне концептуальной и логической модели.
• Удобство использования для ведения учёта и анализа данных — на уровне так называемой физической модели.

 

     Виды  концептуальных (инфологических) моделей  БД: «сущность-связь», семантические, графовые

     Виды  логических (даталогических) моделей  БД:

1. Документальные (архивы) — ориентированные на формат документа, дескрипторные, тезаурусные.
2. Фактографические (картотеки)

     теоретико-графовые: иерархическая модель, сетевая модель.

     теоретико-множественные: реляционная модель (ER-модель), многомерная модель.

     объектно-ориентированные: объектная модель.

     основанные  на инвертированных  файлах.

     Таким образом, по модели представления данных БД классифицируются:

     Картотеки

     Иерархические

     Сетевые

     Реляционные

     Многомерные

     Объектно-ориентированные

     Дедуктивные

     На  уровне физической модели электронная  БД представляет собой файл или их набор в формате TXT, CSV, Excel, DBF, XML либо в специализированном формате конкретной СУБД. Также в СУБД в понятие физической модели включают специализированные виртуальные понятия, существующие в её рамках — таблица, табличное пространство, сегмент, куб, кластер и т. д.

     В настоящее время наибольшее распространение  получили реляционные базы данных. Автором реляционной модели считается Э. Кодд, который первым предложил использовать для обработки данных аппарат теории множеств (объединение, пересечение, разность, декартово произведение) и показал, что любое представление данных сводится к совокупности двумерных таблиц особого вида, известного в математике как отношение.

     Картотеками пользовались до появления электронных  баз данных. Сетевые и иерархические  базы данных считаются устаревшими, объектно-ориентированные пока никак  не стандартизированы и не получили широкого распространения. Некоторое  возрождение получили иерархические  базы данных в связи с появлением и распространением XML.

     Этапы проектирования базы данных

     1. Концептуальное проектирование  — сбор, анализ и редактирование  требований к данным. Для этого  осуществляются следующие мероприятия:

• обследование предметной области, изучение ее информационной структуры
• выявление всех фрагментов, каждый из которых характеризуется пользовательским представлением, информационными объектами и связями между ними, процессами над информационными объектами
• моделирование и интеграция всех представлений

     По  окончании данного этапа получаем концептуальную модель, инвариантную к структуре базы данных. Часто  она представляется в виде модели «сущность-связь».

     2. Логическое проектирование —  преобразование требований к  данным в структуры данных. На  выходе получаем СУБД - ориентированную  структуру базы данных и спецификации  прикладных программ. На этом  этапе часто моделируют базы  данных применительно к различным  СУБД и проводят сравнительный  анализ моделей.

     3. Физическое проектирование —  определение особенностей хранения  данных, методов доступа и т.  д.

     Различие  уровней представления данных на каждом этапе проектирования реляционной  базы данных:

     КОНЦЕПТУАЛЬНЫЙ  УРОВЕНЬ — Представление аналитика (используется инфологическая модель «сущность-связь»)

        * сущности

        * атрибуты

        * связи

     ЛОГИЧЕСКИЙ  УРОВЕНЬ — Представление программиста

        * записи

        * элементы данных

        * связи между записями

     ФИЗИЧЕСКИЙ  УРОВЕНЬ — Представление администратора

        * группирование данных

        * индексы

      * методы доступа

     Система управления базами данных

     Система управления базами данных (СУБД) — специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная  для организации и ведения  базы данных.

     Основные  функции СУБД

• управление данными во внешней памяти (на дисках);
• управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;
• журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;
• поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).