Основные данные о работе

     Содержание

Здесь разместите содержание.

     Введение

        Система управления базами данных (СУБД) является базовой структурой информационной системы, в корне изменившей методы работы многих организаций. СУБД все еще остается объектом интенсивных научных исследований, и для многих важных задач все еще не удалось найти удовлетворительное решение.  
Предшественником СУБД была файловая система, т.е. набор приложений, которые выполняли отдельные необходимые для пользователя операции, такие как создание отчетов. Каждая программа определяла и управляла своими собственными данными. Хотя файловая система была значительным достижением по сравнению с ручной картотекой, ее использование все еще было сопряжено с большими проблемами, которые в основном были связаны с избыточностью данных и зависимостью программ от данных.  
          Появление СУБД было вызвано необходимостью разрешить проблемы, характерные для файловых систем. СУБД позволяет организовать контроль за доступом пользователей к базе данных. Она предоставляет средства поддержки безопасности и целостности данных, обеспечивает параллельную работу многих приложений, средства копирования/восстановления, а также поволяет организовать доступный пользователям каталог. В типичной СУБД также предусмотрен механизм создания представлений, предназначенных для упрощения вида данных, с которыми имеют дело пользователи. Среда СУБД состоит из аппаратного обеспечения (компьютеров), программного обеспечения (СУБД, операционной системы и приложений), данных, процедур и пользователей. В данном контексте к пользователям относятся администраторы данных и баз данных, проектировщики баз данных, прикладные программисты и конечные пользователи.  

      Предшественницами СУБД были файловые системы. Однако появление  СУБД не привело к их полному исчезновению: для выполнения некоторых специализированных задач подобные файловые системы используются до сих пор. Кроме того, файловые системы могут использоваться также СУБД для решения задач хранения данных и доступа к ним.

      В середине 60-х годов корпорация IBM совместно с фирмой NAA (North American Aviation, в настоящее время - Rockwell International)разработали первую СУБД - иерархическую систему IMS (Information Management System). Несмотря на то, что IMS является самой первой из всех коммерческих СУБД, она до сих пор остается основной иерархической СУБД, используемой на большинстве крупных мейнфреймов.

      Другим  заметным достижением середины 60-х  годов было появление системы IDS (Integrated Data Store) фирмы General Electric. Развитие этой системы привело к созданию нового типа систем управления базами данных - сетевых СУБД, что оказало существенное влияние на информационные системы того поколения. Сетевая СУБД создавалась для представления более сложных взаимосвязей между данными, чем те, которые можно было моделировать с помощью иерархических структур, и послужили основой для разработки первых стандартов БД. Для создания таких стандартов в 1965 году на конференции CODASYL (Conference on Data Systems Languages) была сформирована рабочая группа List Processing Task Force, переименованная в 1967 году в группу Data Base Task Group (DBTG). В компетенцию группы DBTG входило определение спецификаций среды, которая допускала бы разработку баз данных и управление данными. Полный вариант отчета этой группы был опубликован в в 1971 году и содержал следующие утверждения:

• Сетевая схема - это логическая организация всей базы данных в целом (с точки зрения АДБ), которая включает определение имени базы данных, типа каждой записи и компонентов записей каждого типа.
• Подсхема - это часть базы данных, видимая конкретными пользователями или приложениями.
• Язык управления данными - инструмент для определения характеристик и структуры данных, а также для управления ими.

      Группа DBTG также предложила стандартизировать  три различных языка:

• Язык определения данных DDL для схемы, который позволит АБД описать ее.
• Язык определения данных (также DDL) для подсхемы, который позволит определять в приложениях те части базы данных, доступ к которым будет необходим.
• Язык манипулирования данными DML, предназначенный для управления данными.

      Несмотря  на то что этот отчет официально не был одобрен Национальным Институтом Стандартизации США (American National Standards Institute - ANSI), большое количество систем было разработано в полном соответствии с этими предложениями группы DBTG. Теперь они называются CODASYL-системами, или DBTG-системами. CODASYL-системы и системы на основе иерархических подходов представляют собой СУБД первого поколения. Однако этим двум моделям присущи приведенные ниже недостатки.

• Даже для выполнения простых запросов с использованием переходов и доступом к определенным записям необходимо создавать достаточно сложные программы.
• Независимость от данных существует лишь в минимальной степени.
• Отсутствуют теоретические основы.

      В 1970 году Э. Ф. Кодд , работавший в корпорации IBM, опубликовал статью о реляционной модели данных, позволявшей устранить недостатки прежних моделей. Вслед за этим появилось множество экспериментальных реляционных СУБД, а первые коммерческие продукты появились в конце 70-х - начале 80-х годов. Особенно следует отметить проект System R, разработанный в корпорации IBM в конце 70-х годов (Astrahan et al., 1976). Этот проект был задуман с целью доказать практичность реляционной модели, что достигалось посредством реализации предусмотренных ею структур данных и требуемых функциональных возможностей. На основе этого проекта были получены важнейшие результаты.

• Был разработан структурированный язык запросов SQL, который с тех пор стал стандартным языком любых реляционных СУБД.
• В 80-х годах были созданы различные коммерческие реляционные СУБД - например, DB2 или SQL/DS корпорации IBM, Oracle корпорации Oracle , др.

      В настоящее время существует несколько  сотен различных реляционных  СУБД для мейнфреймов и персональных ЭВМ. В качестве примера многопользовательских СУБД может служить система CA-OpenIngres фирмы Computer Associates и система Informix фирмы Informix Software, Inc. Примерами реляционных СУБД для персональных компьютеров являются Access и FoxPro фирмы Microsoft, Paradox и Visual dBase фирмы Borland, а также R-Base фирмы Microrim. Реляционные СУБД относятся к СУБД второго поколения. Однако реляционная модель также обладает некоторыми недостатками - в частности, ограниченными возможностями моделирования. Для решения этой проблемы был выполнен большой объем исследовательской работы. В 1976 году Чен предложил модель "сущность-связь" (Entity-Relationship model - ER-модель), которая в настоящее время стала основой методологии концептуального проектирования баз данных и методологии логического проектирования реляционных баз данных. В 1979 году Кодд сделал попытку устранить недостатки собственной основополагающей работы и опубликовал расширенную версию реляционной модели - RM/T (1979), затем еще одну версию - RM/V2 (1990). Попытки создания модели данных, позволяющей более точно описывать реальный мир, нестрого называют семантическим моделированием данных (semantic data modeling).

      В ответ на все возрастающую сложность  приложений баз данных появились  две новые системы: объектно-ориентированные СУБД, или ОО СУБД (Object-Oriented DBMS - OODBMS), и объектно-реляционные СУБД, или ОР СУБД (Object-Relational DBMS - ORDBMS). Попытки реализации подобных моделей представляют собой СУБД третьего поколения.

      В СССР в середине 70-х годов была разработана информационно-поисковая система, основу которой составляла универсальная объектно-ориентированная иерархическая СУБД, нашедшая широкое применение при решении задач проектирования и управления и предвосхитившая многие более поздние разработки такого рода.

     Основная  часть

     1глава основной части

     1 Основные понятия баз данных

      1.1 Базы данных и системы управления базами данных

      База  данных – это организованная структура, предназначенная для хранения информации. В современных базах данных хранятся не только данные, но и информация.

     Это утверждение легко пояснить, если, например, рассмотреть базу данных крупного банка. В ней есть все  необходимые сведения о клиентах, об их адресах, кредитной истории, состояние  расчетных счетов, финансовых операциях  и т.д. Доступ к этой базе данных имеется у достаточно большого количества сотрудников банка, но среди них вряд ли найдется такое лицо, которое имеет доступ ко всей базе полностью и при этом способно единолично вносить в нее произвольные изменения. Кроме данных, база содержит методы и средства, позволяющие каждому из сотрудников оперировать только с теми данными, которые входят в его компетенцию. В  результате взаимодействия данных, содержащихся в базе, с методами, доступными конкретным сотрудникам, образуется информация, которую они потребляют и на основании которой в пределах собственной компетенции производят ввод и редактирование данных.     

  С понятием базы данных тесно связано понятие системы управления базой данных. Это комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнение ее содержимым, редактирование содержимого и визуализации информации. Под визуализацией информации базы понимается отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройства вывода или передачи по каналам связи.     

  В мире существует множество систем управления базами данных. Несмотря на то что они могут по-разному работать с разными объектами и предоставляют пользователю различные функции и средства, большинство СУБД опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий. Это дает нам возможность рассмотреть одну систему и обобщить ее понятия, приемы и методы на весь класс СУБД. В качестве такого учебного объекта мы выберем СУБД Microsoft Access, входящую в пакет Microsoft Office. 

      1.2   Состав СУБД. Описание  БД  

      Язык описания данных (ЯОД) –  Средства описания данных в  БД и связей между ними. Средствами  этого языка описывается структура  БД, форматы записей, пароли, защищающие данные.   

      Язык манипулирования данными  (ЯМД) – язык для выполнения  операций над данными, позволяющий  менять их строение.  

     Для различных СУБД реализация этих уровней языков может быть различной. В одних случаях ЯОД и ЯМД требует составления пользователем программы полностью “вручную”, в других (что отражает современную тенденцию) в СУБД присутствует средства визуальной (зримой, наглядной) разработки программ. Для этого в современных  СУБД имеются редакторы экранных форм, отчетов. “Кирпичиками” (инструментами) таких редакторов являются поля различных видов (поля ввода, поля вывода, вычисляемые поля), процедуры обработки различных типов (формы ввода, таблицы, отчеты, запросы). На основании созданных пользователем объектов программы – генераторы формируют программный код на языке конкретной машины или на промежуточном языке. 

3. Структура простейшей БД и свойства полей БД

        Сразу поясним, что если в базе нет никаких данных (пустая база), то это все равно полноценная база данных. Этот факт имеет методическое значение. Хотя данных в базе и нет, но информация в ней все-таки есть – это структура базы. Она определяет методы занесения данных и хранения их в базе. Простейший «некомпьютерный» вариант базы данных – деловой ежедневник, в котором каждому календарному дню выделено по странице. Даже если в нем не записано ни строки, он не перестает быть ежедневником, поскольку имеет структуру, четко отличающую его от записных книжек, рабочих тетрадей и прочей писчебумажной продукции.

      Базы  данных могут содержать различные  объекты. Основными объектами любой базы данных являются ее таблицы. Простейшая база данных имеет хотя бы одну таблицу. Соответственно, структура простейшей базы данных тождественно равна структуре ее таблицы.

      Структуру двумерной таблицы образуют столбцы  и строки. Их аналогами в простейшей базе данных являются поля и записи. Если записей в таблице пока нет, значит, ее структура образована только набором полей. Изменив состав полей базовой таблицы (или их свойства), мы изменяем структуру базы данных и, соответственно, получаем новую базу данных.