Создание базы данных в Delphi 7. Личное дело

     Чаще всего база данных организуется таким образом, чтобы каждому состоянию предметной области соответствовало некоторое состояние базы данных. Существуют, однако, и иные подходы. Например, в экономических исследованиях и в управлении экономикой широко используются базы данных временных рядов экономических показателей. Их характерная особенность заключается в том, что каждое состояние такой базы данных моделирует не только текущее состояние предметной области, но и некоторую ее предысторию – хронологическую последовательность ряда предшествующих состояний.

     Пользователями базы данных могут  быть различные прикладные программы, программные комплексы, а также специалисты предметной области, выступающие в роли потребителей или источников данных, называемые конечными пользователями (6, С.41).

     В современной технологии баз  данных предполагается, что создание  базы данных, ее поддержка и  обеспечение  доступа пользователей  к ней осуществляется централизованно с помощью специального программного инструмента – системы управления базами данных.

     Централизованный характер управления  данными в базе данных обусловлен социальным характером ее пользовательской среды и предполагает необходимость существования некоторого лица или группы лиц. На которых возлагаются функции администрирования данными, хранимыми в базе данных, в интересах всего сообщества ее пользователей.

     Различают централизованные и  распределенные базы данных. Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети, возможен распределенный доступ к такой базе данных – доступ к ней пользователей данной сети. Такой способ использования баз данных часто применяют в локальных сетях.

     Появление сетей позволило наряду  с централизованными, создавать и распределенные базы данных. Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно, пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных машинах сети. Однако пользователь распределенной базы данных не обязан знать, каким образом ее компоненты размещены в узлах сети, и представляет себе эту базу данных как единое целое. Работа с такой базой данных осуществляется с помощью системы управления распределенной базы данных (СУРБД).

     Данные, содержащиеся в распределенной  базе данных, их представление на всех уровнях архитектуры СУРБД и размещение в сети описываются в системном справочнике, который сам может быть декомпозирован и размещен в различных узлах сети (7, С.14).

     Части распределенной базы данных, размещенные на отдельные машины сети, управляются собственными (локальными) СУБД и могут использоваться одновременно как самостоятельные локальные базы данных. Локальные СУБД не обязательно должны быть одинаковыми в разных узлах сети. Объединение неоднородных локальных баз данных в единую распределенную базу данных является сложной научно-технической проблемой. Ее решение потребовало проведения большого комплекса научных исследований и экспериментальных разработок.

     При разработке информационной  системы обычно стремятся чтобы ее база данных была интегрированной. Это означает прежде всего, что критерии оценки возможных вариантов построения базы данных носят «социальный» характер и направлены на интегральную эффективность системы, а не на удовлетворение интересов отдельных ее пользователей. При этом могут учитываться приоритеты и частота решения отдельных задач, их требования к вычислительным ресурсам, используемые в них части базы данных и т.п.

     К сожалению, на практике учет  таких критериев оказывается  сложной задачей. Разработчик и персонал администратора системы чаще всего вынуждены ограничиваться интуитивными соображениями. Однако в ответственных случаях для решения этой трудной проблемы используют методы оптимизации, проводят эксперименты с имитационными моделями исследуемой системы для получения нужных оценок.

     Одним из важных необходимых  элементов интегрированного подхода  к разработке базы данных является  минимизация избыточности данных. Наличие избыточных данных создает предпосылки для нарушения непротиворечивости базы данных, доставляет много забот специалистам, ответственным за поддержку базы данных. Для решения возникающих здесь проблем в случае реляционных систем баз данных разработан конструктивный теоретический аппарат – теория нормализации (13, С.21).

     Понятие база данных характеризует следующие понятия как поля, запись, файл. Полем называется последовательность смежных символов с определенным значением. Оно описывае6т индивидуальный объект. Поле – это наименьшая поименованная единица данных. Записью называют набор их нескольких полей. Употребляют запись для описания объектов, которые нельзя адекватно описать одним полем. Запись – поименованная совокупность полей. Объединение нескольких записей, обладающих структурными элементами и семантическими признаками, является массивом (файлом), то есть поименованная совокупность экземпляров записей одного типа. Основное средство представления семантики данных – естественный язык.  Но можно использовать формализованные языки, которые позволяют более эффективно организовать обработку данных на вычислительной технике и представить необходимую семантику данных, удовлетворяющую практические потребности целого ряда прикладных задач. В свою очередь множество логически совместимых файлов рассматривают как базу данных.  
 
 
 
 
 

1.2 Системы управления  базами данных  и их функции. 

     С понятием базы данных тесно связано понятие системы управления базами данных. Это комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнения 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 устройство вывода или передача по каналам связи. В мире существует множество систем управления базами данных.

     Системой управления базами данных  называют программную систему,  предназначенную для создания  на машине общей базы данных  для множества приложений, поддержания ее в актуальном состоянии и обеспечения эффективного доступа пользователей к содержащимся в ней данным в рамках предоставленных им полномочий. СУБД предназначена, таким образом, для централизованного управления базой данных как социальным ресурсом в интересах всей совокупности ее пользователей. Доступ к базе данных отдельных пользователей при этом возможен только через средство СУБД (9, С.15).

     По степени их универсальности  различают два класса СУБД  – системы общего назначения  и специализированные системы.  СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо конкретную предметную область или на информационные потребности конкретной группы пользователей. Каждая система такого рода реализуется как программный продукт, способный функционировать на некоторой модели в определенной операционной обстановке, и поставляется многим пользователям как коммерческое изделие. СУБД общего назначения обладает средствами настройки на работу с конкретной базой данных в условиях конкретного применения (10, С.10).

     Использование СУБД общего назначения в качестве инструментального средства для создания автоматизированных информационных систем, основанных на технологии баз данных, позволяет существенно сокращать сроки разработки, экономить трудовые ресурсы. Развитые функциональные возможности таких СУБД,  присущая им, как правило, функциональная избыточность позволяют иметь значительный «запас мощности», необходимый для безболезненного эволюционного развития построенных на их основе информационных систем в рамках их жизненного цикла. Вместе с тем средства настройки дают возможность достигнуть приемлемого уровня производительности информационной системы в процессе ее эксплуатации.         Однако в некоторых случаях доступные СУБД общего назначения не позволяют добиться требуемых характеристик производительности и\или удовлетворить заданные ограничения по объему памяти, представляемой для хранения базы данных. Тогда приходится разрабатывать специализированную СУБД для данного конкретного применения. Решение указанных проблем при этом может оказаться возможным благодаря знанию специфических особенностей данного применения, к которым оказываются нечувствительными средства настройки доступных СУБД общего назначения, либо за счет ущемления каких-либо функций системы, не имеющих жизненно важного значения. Как правило в этой роли оказываются прежде всего функции, обеспечивающие комфортную работу пользователя.

     Создание специализированной СУБД  – весьма трудоемкое дело даже  в сравнительно простых случаях,  и для того, чтобы избрать этот  путь, нужно иметь действительно веские основания и твердую убежденность в невозможности или нецелесообразности использования какой-либо СУБД общего назначения.

     СУБД общего назначения – это  сложные программные комплексы,  предназначенные для выполнения всей совокупности функций, связанных с созданием и эксплуатацией базы данных информационной системы. Они позволяют определить структуру создаваемой базы данных, инициализировать ее и произвести начальную загрузку данных. Системные механизмы выполняют также функции управления ресурсами среды хранения, обеспечения логической и физической независимости данных, предоставления доступа пользователям к базе данных, защиты логической целостности базы данных, обеспечения ее физической целостности – защиты от разрушений. Другая важная группа функций – управление полномочиями пользователей на доступ к базе данных, настройка на конкретные условия применения, организация параллельного доступа пользователей к базе данных в социальной пользовательской среде, поддержка деятельности системного персонала, ответственного за эксплуатацию баз данных (15, С.6).

     Для создания базы данных разработчик  описывает ее логическую структуру, организацию в среде хранения, а так же способы ведения базы данных пользователями. При этом используются предоставляемые СУБД языковые средства определения данных, и система настраивается на работу с конкретной базой данных. Такие описания базы данных называются соответственно схемой (или логической схемой, или концептуальной схемой) базы данных, схемой хранения (или внутренней схемой) и внешними схемами.

     Обрабатывая схемы базы данных, СУБД создает пустую базу данных  требуемой структуры – хранилище, которое можно далее наполнить данными о предметной области и начать эксплуатировать для удовлетворения информационных потребностей пользователей.

     Принципиально важное свойство  СУБД заключается в том, что  она позволяет различать и поддерживать два независимых взгляда на базу данных – взгляд пользователя, воплощаемый в «логическом» представлении данных, и «взгляд» системы– «физическое» представление, характеризующее организацию хранимых данных. Пользователя не интересуют при его работе с базой данных байты и биты, представляющие данные в среде хранения, их размещение в памяти, указатели, поддерживающие связи между различными структурными компонентами хранимых данных, выбранные методы доступа. В то же время все эти факторы важны для выполнения функций управления данными самой СУБД.

     Обеспечение логической независимости  данных – одна из важнейших  функций СУБД, предоставляющая определенную степень свободы вариации «логического» представления базы данных без необходимости соответствующей модификации «физического» представления. Благодаря этому достигается возможность адаптации взгляда пользователя на базу данных к его реальным потребностям,  конструирования различных «логических» взглядов на одну и ту же «физическую» базу данных, что весьма важно в социальной пользовательской среде.

     При этом пользовательское видение  базы данных может по своей  структуре существенно отличаться от структуры хранимых данных и синтезироваться не только непосредственно из фактически хранимых объектов базы данных и их связей, но и с помощью различного рода агрегирования таких объектов и связей объектов, осуществляемого динамически в процессе обработки пользовательских запросов. Такие механизмы трансформации данных, развитые в различной степени в различных СУБД, помогают в значительной мере сократить объем работ по программированию прикладных систем, функционирующих в среде базы данных.

     Отметим, что логическая независимость данных обеспечивается средствами механизмов многоуровневой архитектуры СУБД.

     Под «физической» независимостью  данных понимается способность  СУБД предоставлять некоторую  свободу модификации способов  организации базы данных в среде хранения, не вызывая необходимости внесения соответствующих изменений в «логическое» представление. Благодаря этому можно вносить изменения в организацию хранимых данных, производить настройку системы с целью повышения ее эффективности, не затрагивая созданных прикладных программ, использующих базу данных. « Физическая » независимость данных реализуется в СУБД за счет тех же самых трансформационных механизмов архитектуры системы, которые обеспечивают «логическую» независимость данных.

     Поддержка логической целостности (непротиворечивости) базы данных – другая важная функция СУБД. В развитых системах ограничения целостности базы данных  объявляются в схеме базы данных, и их проверка осуществляется при каждом обновлении объектов данных или связи между ними, являющихся аргументами таких ограничений.

     Во многих СУБД ограничения  целостности поддерживаются только  на стадии ввода данных  в  базу данных и ассоциируются  с используемыми