Тема 2.2.1 Система управления базами данных

Неотъемлемой частью любой информационной системы является база данных.

База данных (БД)–это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области.

Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро извлекать данные, при необходимости делая выборку с произвольным сочетанием признаков. Пользователями БД могут быть различные прикладные программы, программные комплексы, а также специалисты предметной области, выступающие в роли потребителей и (или) источников данных, называемые конечными пользователями.

Однако для быстрого нахождения требуемой информации необходимо, чтобы хранящиеся данные были структурированы.

Структурирование – это соглашение о способах представления данных.

Неструктурированными называют, например, данные, записанные в текстовом файле (рис. 1).

          Зачетная книжка № 1212, группа № 1005, Иван Пет    рович Сергеев, 12 декабря 1971 г. р., обучается на

коммерческой основе. Зач. кн. № 1232, гр. № 1006,

                             Михайлов Степан Степанович, 14.10.71 г. р.,

Рисунок 1 – Пример неструктурированных данных

 

 

После проведения несложной структуризации информации она будет выглядеть, например, так, как показано на рис. 2.

Номер зачет- ной книжки	Номер	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения	Коммер- ческий
1212	1005	Сергеев	Иван	Петрович	12.12.71	Да
1232	1006	Михайлов	Степан	Степанович	14.10.71	Да

Рисунок 2 –Пример структурированных данных .

 

Таким образом, дадим более точное определение базе данных.

База данных представляет собой поименованную совокупность структурированных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области.

С точки зрения функционирования любой информационной системы БД должна удовлетворять следующим общесистемным требованиям.

Данные, хранящиеся в системе, отражают часть реального мира, объекты которого находятся в сложном взаимодействии между собой. Системность, взаимосвязанность этих объектов приводит к взаимосвязанности отражающих их информационных объектов (элементов информации). Для того чтобы обеспечить непротиворечивость отображения объектов реального мира, БД должна представлять собой некоторое единое взаимоувязанное целое. Поэтому важнейшим требованием к БД является обеспечение адекватности отображения предметной области.

Информационные потребности конечных пользователей, как правило, пересекаются. Создание же локальных массивов, кроме случаев, когда в этом есть реальная необходимость, приводит к значительному дублированию информации и, как следствие, к повышению возможности нарушения целостности и непротиворечивости данных. Поэтому БД, как единое информационное поле, должна обеспечивать многократное обращение к одним и тем же данным, т. е. возможность взаимодействия с пользователями разных категорий и в различных режимах.

Следующим требованием, в известной мере дополняющим предыдущее, является требование нахождения в БД минимально необходимых сведений о предметной области: ни минимальных, а именно минимально необходимых сведений. Данные должны быть организованы таким образом , чтобы имелась возможность получения на их основе дополнительной информации, которая непосредственно не содержится в БД, но которую можно получить, использую средства манипулирования данными.

Наконец, последние из общесистемных требований заключается в том, что любая БД потенциально должна обладать способностью развития (эволюции), т.е. обладать в этом смысле открытостью. Очевидно, что объекты предметной области находятся в движении, т. е. подвержены различного рода изменениям, что, естественно, может придавать им новые важные свойства. Вследствие этого, и сама предметная область не статична. Поэтому в БД должно своевременно отражаться любое существенное изменение структуры свойств информационных объектов.

В современной технологии БД предполагается, что создание БД, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляется централизованно с помощью специального инструментария – систем управления базами данных.

Система управления базами данных (СУБД)— этот совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

Для работы с БД зачастую достаточно средств СУБД. Однако если требуется обеспечить удобство работы с БД неквалифицированным пользователям или интерфейс СУБД не устраивает пользователей, то могут быть разработаны приложения. Их создание требует программирования. 

Приложение представляет собой программу или комплекс программ, обеспечивающих автоматизацию решения какой-либо прикладной задачи. 

Приложения могут создаваться в среде или вне среды СУБД — с помощью системы программирования, использующей средства доступа к БД, к примеру, Delphi или С++ Вuildег. Приложения, разработанные в среде СУБД, часто называют приложениями СУБД, а приложения, разработанные вне СУБД, — внешними приложениями.

С появлением и развитием корпоративных и иных сетей появилась возможность организации доступа к одним и тем же данным из различных структурных подразделений предприятия или из других регионов. При этом разработаны два вида баз данных — централизованные и распределенные.

Централизованная база данных характеризуется тем, что полностью находится на центральном компьютере (сервере), к которому пользователи (клиенты) обращаются за информацией с помощью своих компьютеров. Управление базой данных (ее корректировка и прочие процедуры, поддерживающие ее целостность, безопасность и др.) осуществляется централизованно.

Недостатки централизованной БД: необходимость передачи большого потока данных, низкая надежность и низкая производительность.

Преимущества: минимальные затраты на корректировку.

Для снижения остроты перечисленных недостатков создают распределенные базы данных.

Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети.

Главный критерий распределения данных в сети состоит в следующем:

данные должны находиться там, где существует наибольшая частота обращения к ним.

Фактически распределенная БД есть виртуальный объект, составные части которого хранятся в разных узлах сети. Для пользователя они находятся в одной логической модели базы данных.

По технологии обработки данных базы данных подразделяются на централизованные и распределенные.

Классификация баз данных по способу доступа предполагают архитектуры (рис. 3):

 файл-сервер;   клиент-сервер. 

 

Рисунок 3 –Архитектуры БД «Файл-сервер» и «Клиент-сервер»

Файл-сервер. Такая архитектура предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов ). На такой машине хранится совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети выполняют функции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользователей системы к централизованной БД. Файлы БД в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где в основном и производится обработка. Очевидно, что при большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность такой системы падает.

Применение архитектуры «файл-сервер» привлекает своей простотой, удобством использования и доступностью. Она представляет интерес для малых рабочих групп и используется и в информационных системах масштаба небольшого предприятия.

Клиент-сервер. В этой концепции подразумевается, что помимо хранения централизованной БД центральная машина (сервер БД) должна обеспечивать выполнение основного объема обработки данных. Клиентское приложение формирует запросы к серверу базы данных, как правило, в виде инструкций языка SQL. Сервер извлекает из базы запрошенные данные и передает на компьютер клиента. Главное достоинство такого подхода — значительно меньший объем передаваемых данных.

Совершенно очевидно, что перенос программ управления данными с рабочих станций на сервер способствует высвобождению ресурсов рабочих станций, предоставляет возможность увеличить число частных, локально решаемых задач. Данная архитектура позволяет также централизовать ряд самых важных функций управления данными, такие, как защита информации баз данных, обеспечение целостности данных, управление совместным использованием ресурсов.

В условиях проводимой судебно-правовой реформы особое значение приобретает совершенствование качества судопроизводства, расширение доступа граждан к правосудию и обеспечение гласности разбирательства дел судами, в том числе путем создания и эффективного применения компьютерных технологий и информационных систем.

Информатизация судебной деятельности в России является одним из главных направлений реформирования судебной системы.

Информатизация судебной деятельности — организованный процесс создания благоприятных условий для доступа к информации, используемой в судопроизводстве, ее хранения, обработки и передачи в электронной форме на основе ресурсов и услуг судебных информационных систем в целях повышения эффективности правосудия.

Судебные информационные системы представляют собой совокупность баз данных, обеспечивающих обработку технологий и программно-технических средств, применяемых в судебной деятельности.

В связи с наличием трех независимых ветвей судебной власти судебные информационные системы развиваются по трем направлениям:

·                    1) информатизация Конституционного Суда РФ, конституционных (уставных) судов субъектов РФ;

·                    2) информатизация системы федеральных судов общей юрисдикции и системы Судебного департамента при Верховном Суде РФ, а также мировых судей субъектов РФ;

·                    3) информатизация системы арбитражных судов РФ.

Внедрение информационных систем в судебную деятельность началось в конце 1980-х гг. До этого времени компьютеры использовались преимущественно в высших судах и отдельных судах областного уровня, так, например, работы по использованию информационных технологий в Челябинском областном суде начались еще в 1988 г.

 СУБД   MS ACCESS

Современные базы данных являются реляционными. В реляционных базах данных информация хранится в одной или нескольких таблицах, между которыми установлены отношения (т.е. связи). Это позволяет повысить эффективность обработки и уменьшить дублирование информации.

Система управления базами данных (СУБД) MS Access

СУБД - программное средство для накопления и обработки информации, хранящейся в базах данных.

Каждая СУБД содержит свой язык программирования для решения на ПК конкретной задачи управления данными.

Программа управления базами данных позволяет находить данные по заданным критериям, дополнять, изменять, обновлять данные, выполнять вычисления по произвольным функциям, делать анализ по полученным данным, устанавливать защиту от несанкционированного доступа к данным.

Запуск программы

• Пуск – Программы – Офис… - MS Access

• С помощью ярлыка на рабочем столе

• С помощью значка любой базы данных Access

После запуска программы на экране разворачивается окно программы с начальным диалогом, в котором предлагается создать новую базу данных или открыть существующую с диска.

Краткая характеристика окна СУБД MS Access

Структура базы данных

База данных Access представляет собой совокупность объектов, между которыми некоторым образом распределены данные.

Объекты базы данных:

Таблица - база данных в табличной форме

Запросы - инструкция на отбор данных из таблиц.

Формы – таблицы, специальным образом подготовленные для удобного просмотра на экране.

Отчеты – таблицы, подготовленные для вывода данных на притер.

Макросы - одна или несколько макрокоманд, которые можно использовать для автоматизации выполнения конкретной задачи.

Модуль - набор описаний, инструкций или процедур.

Все объекты базы данных хранятся в одном файле и отображаются на специальных вкладках окна базы данных:

Кнопка «Открыть» - открывает для просмотра выделенный в окне базы данных объект.

Кнопка «Конструктор» - позволяет войти в режим редактирования структуры таблицы, запроса или другого объекта БД.

Кнопка «Создать» - создает новую таблицу, запрос, форму, отчет и т.д. Позволяет выбрать способ создания (Конструктор, Мастер и пр.)

База данных представляет собой таблицу, в которой строки называются записями, а столбцы - полями.

Запись (строка) - полный набор данных об определенном объекте

Поле (столбец) - набор данных одного определенного типа обо всех объектах.