Основные возможности СУБД. Требования БД



Данные – любые сведения о какой-либо сущности (объекте, событии, процессе), хранящиеся в памяти компьютера.

База данных – совместно используемый определенным количеством пользователей набор логически связанных данных (и описание этих данных), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации. База данных – единое хранилище данных, которое однократно определяется, а затем используется одновременно многими пользователями. В совокупности описание данных называется системным каталогом, или словарь данных, а сами элементы описания принято называть метаданными, т.е. «данными о данных». При анализе информационных потребностей организации или процесса следует выделить сущности, атрибуты и связи. Сущностью называется отдельный тип объекта (человек, место или вещь, понятие или событие), который нужно представить в БД.
Атрибутом называется свойство, которое описывает некоторую характеристику рассматриваемого объекта.
Связь – это то, что объединяет несколько сущностей.
СУБД – программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ.
СУБД это программное обеспечение, которое взаимодействует с прикладными программами пользователя и базой данных и обладает следующими возможностями:

  • Позволяет создать базу данных, что обычно осуществляется с помощью языка определения данных (DDL – Data Definition Language). Язык DDL представляет пользователям средства указания типа данных и их структуры, а также средства задания ограничений для информации, хранимой в базе данных.
  • Позволяет вставлять, обновлять, удалять и извлекать информацию из базы данных, что обычно осуществляется с помощью языка манипулирования данными (DML – Data Manipulation Language). Наличие централизованного хранилища всех данных и их описаний позволяет использовать язык DML как общий инструмент организации запросов, который иногда называют языком запросов. Наличие языка запросов позволяет устранить присущие файловым системам ограничения, при которых пользователям приходится иметь дело только с фиксированным набором запросов или постоянно возрастающим количеством программ, что порождает другие, более сложные проблемы управления программным обеспечением. Наиболее распространенным типом непроцедурного языка является язык структурированных запросов (Structured Query Language – SQL), который в настоящее время определяется специальным стандартом и фактически является обязательным языком для любых реляционных СУБД.
  • Предоставляет контролируемый доступ к базе данных с помощью перечисленных ниже средств:
  • Системы обеспечения защиты, предотвращающей несанкционированный доступ к базе данных со стороны пользователей;
  • Системы поддержки целостности данных, обеспечивающей непротиворечивое состояние хранимых данных;
  • Системы управления параллельной работой приложений, контролирующей процессы их совместного доступа к базе данных;
  • Системы восстановления, позволяющей восстановить БД до предыдущего непротиворечивого состояния, нарушенного в результате сбоя аппаратного или программного обеспечения;
  • Доступного пользователям каталога, содержащего описание хранимой в БД информации.
  • Для решения проблемы «устранения» излишних данных в СУБД предусмотрен механизм создания представлений, который позволяет любому пользователю иметь свой собственный «образ» базы данных (представление можно рассматривать как некоторое подмножество БД). Например, можно организовать представление, в котором сотрудникам отдела контрактов будет доступны только те данные, которые необходимы для оформления договоров аренды.

Компоненты среды СУБД:

  • аппаратное обеспечение – может варьироваться в широких пределах – от единственного персонального компьютера или одного мейнфрейма до сети из многих компьютеров.
  • программное обеспечение – охватывает программное обеспечение самой СУБД и прикладных программ, вместе с операционной системой, включая и сетевое программное обеспечение, если СУБД используется в сети.
  • данные
  • процедуры – инструкции и правила, которые должны учитываться при проектировании и использовании БД
  • пользователи системы

Преимущества БД:

  • Контроль за избыточностью данных – традиционные файловые системы неэкономно расходуют внешнюю память, сохраняя одни и те же данные в нескольких файлах. При использовании БД предпринимается попытка исключить избыточность данных за счет интеграции файлов, что позволяет исключить необходимость хранения нескольких копий одного и того же элемента информации.
  • Непротиворечивость данных – контроль над избыточностью данных позволяет уменьшить риск возникновения противоречивых состояний. Если элемент данных хранится в базе только в одном экземпляре, то для изменения его значения потребуется выполнить только одну операцию обновления, причем новое значение станет доступным сразу всем пользователям БД. А если этот элемент данных хранится в БД в нескольких экземплярах, то такая система сможет следить за тем, чтобы копии не противоречили друг другу.
  • Совместное использование данных – файлы обычно принадлежат отдельным лицам или целым отделам, которые используют их в своей работе. В то же время БД принадлежит всей организации в целом и может совместно использоваться всеми зарегистрированными пользователями. При такой организации работы большее количество пользователей может работать с большим объемом данных. Более того, при этом можно создавать новые приложения на основе уже существующей в БД информации и добавлять в нее только те данные, которые в настоящий момент еще не хранятся в ней, а не определять заново требования ко всем данным, необходимым новому приложению.
  • Поддержка целостности данных – целостность БД означает корректность и непротиворечивость хранимых в ней данных. Целостность обычно описывается с помощью ограничений, т.е. правил поддержки непротиворечивости, которые не должны нарушаться в БД.