Введение в информационные технологии. Базы данных.

Никитин М.Е., преподаватель профессиональных модулей высшей категории

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ГОРОДА МОСКВЫ «Политехнический колледж имени П.А. Овчинникова»

2

Базы данных

Базой данных является представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов (статей, расчетов, нормативных актов, судебных решений и иных подобных материалов), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины (Гражданский кодекс РФ, ст. 1260).

© https://znanio.ru/person/z98576333

3

Базы данных

База данных — совокупность данных, хранимых в соответствии со схемой данных, манипулирование которыми выполняют в соответствии с правилами средств моделирования данных. ( ISO/IEC TR 10032:2003 Information technology — Reference model of data management)

База данных — совокупность данных, организованных в соответствии с концептуальной структурой, описывающей характеристики этих данных и взаимоотношения между ними, причём такое собрание данных, которое поддерживает одну или более областей применения (ISO/IEC 2382-1:1993. Information technology — Vocabulary — Part 1: Fundamental terms)

© https://znanio.ru/person/z98576333

4

Базы данных

База данных — организованная в соответствии с определёнными правилами и поддерживаемая в памяти компьютера совокупность данных, характеризующая актуальное состояние некоторой предметной области и используемая для удовлетворения информационных потребностей пользователей (Когаловский М. Р. Энциклопедия технологий баз данных)

База данных — некоторый набор перманентных (постоянно хранимых) данных, используемых прикладными программными системами какого-либо предприятия (Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных)

База данных — совместно используемый набор логически связанных данных (и описание этих данных), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации (Коннолли Т., Бегг К. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика)

© https://znanio.ru/person/z98576333

5

Базы данных

Отличительные признаки:
База данных хранится и обрабатывается в вычислительной системе. Таким образом, любые внекомпьютерные хранилища информации (архивы, библиотеки, картотеки и т. п.) базами данных не являются.
Данные в базе данных логически структурированы (систематизированы) с целью обеспечения возможности их эффективного поиска и обработки в вычислительной системе.
Структурированность подразумевает явное выделение составных частей (элементов), связей между ними, а также типизацию элементов и связей, при которой с типом элемента (связи) соотносится определённая семантика и допустимые операции (оценивается не физическое хранение, а уровень модели)
База данных включает метаданные, описывающие логическую структуру БД в формальном виде (в соответствии с некоторой метамоделью).

© https://znanio.ru/person/z98576333

6

Базы данных

Совокупность данных – БД или нет? Определяется общепринятой практикой

Не называют базами данных файловые архивы, Интернет-порталы или электронные таблицы, несмотря на то, что они в некоторой степени обладают признаками БД. Принято считать, что эта степень в большинстве случаев недостаточна (хотя могут быть исключения).

© https://znanio.ru/person/z98576333

7

Базы данных

Классификация БД по модели данных:
Иерархические
Сетевые
Реляционные
Объектные
Объектно-ориентированные
Объектно-реляционные

© https://znanio.ru/person/z98576333

8

Базы данных

Классификация БД по технологии хранения:
БД в третичной памяти (tertiary databases): магнитные ленты и оптические диски, кэш и оперативные данные – на HDD, загрузка данных – спецпроцедура
БД во вторичной памяти (традиционные): хранение на HDD, кэш – в ОП
БД в оперативной памяти (in-memory databases): вся БД в ОП

© https://znanio.ru/person/z98576333

9

Базы данных

Классификация БД по степени распределённости:
Централизованные (сосредоточенные)
Распределённые

© https://znanio.ru/person/z98576333

10

Базы данных

Отдельно:
пространственные (spatial)
временные или темпоральные (temporal)
пространственно-временные (spatial-temporal)

© https://znanio.ru/person/z98576333

11

Базы данных

БД и СУБД

Многие специалисты указывают на распространённую ошибку, состоящую в некорректном использовании термина база данных вместо термина система управления базами данных. Эти понятия, следовательно, необходимо различать.

© https://znanio.ru/person/z98576333

12

Базы данных

СУБД – специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная для организации и ведения базы данных.

Для создания и управления информационной системой СУБД необходима в той же степени, как для разработки программы на алгоритмическом языке необходим транслятор

© https://znanio.ru/person/z98576333

13

Базы данных

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).

© https://znanio.ru/person/z98576333

14

Базы данных

Компоненты СУБД:
ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти, и журнализацию

процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода

подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД

сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

© https://znanio.ru/person/z98576333

15

Базы данных

Классификация СУБД по модели данных:
Иерархические
Сетевые
Реляционные
Объектно-ориентированные

© https://znanio.ru/person/z98576333

16

Базы данных

Классификация СУБД по степени распределённости:
локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)
распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).

© https://znanio.ru/person/z98576333

17

Базы данных

Классификация СУБД по способу доступа к БД:
Файл-серверные. Файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок.
Преимущество: низкая нагрузка на ЦП сервера.
Недостатки:
потенциально высокая загрузка локальной сети;
затруднённость централизованного управления;
затруднённость обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.
Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro
В настоящее время практически не используются

© https://znanio.ru/person/z98576333

18

Базы данных

Классификация СУБД по способу доступа к БД:
Клиент-серверные. СУБД располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к БД непосредственно, в монопольном режиме. Все клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД централизованно.
Недостаток: повышенные требования к серверу
Достоинства:
потенциально более низкая загрузка локальной сети;
удобство централизованного управления;
удобство обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.
Примеры: Oracle, MS SQL Server, Firebird, MySQL, Interbase, IBM DB2, Sybase, PostgreSQL, ЛИНТЕР, MDBS.

© https://znanio.ru/person/z98576333

19

Базы данных

Классификация СУБД по способу доступа к БД:
Встраиваемая СУБД. Библиотека, которая позволяет унифицированным образом хранить большие объёмы данных на локальной машине. Доступ к данным может происходить через SQL либо через особые функции СУБД. Встраиваемые СУБД быстрее обычных клиент-серверных и не требуют установки сервера, поэтому востребованы в локальном ПО, которое имеет дело с большими объёмами данных (например, геоинформационные системы).
Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, один из вариантов Firebird, MySQL, Sav Zigzag, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.

© https://znanio.ru/person/z98576333