Бази даних та сховища даних

МІСТЕРСТВО  ОСВІТИ І НАУКИ

МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ  УПРАВЛІННЯ

Індивідуальна робота

з дисципліни «Інформаційні системи  та технології управління у ЗЕД»

на тему: «Бази даних та сховища  даних»

Виконала

студентка V курсу

групи МЗД-12с-2

Галянт К.

Перевірив: Завадовський С.В.

Донецьк 2012

 

Зміст

 

Вступ

Актуальність. Бази даних та сховища даних на сьогоднішній день є невідємною частиною кожного підприємства. Іх використовують для спрощення управління та змоги швидкого знаходження потрібної інформації. Бази даних та сховища даних допомагають швидко та ефективно прийняти управлінське рішення.

Ціль. Визначення понять, видів та необхідності існування на підприємстві баз даних та сховищ даних.

        Сховище даних — предметно орієнтований, інтегрований, незмінний набір даних, що підтримує хронологію і здатний бути комплексним джерелом достовірної інформації для оперативного аналізу та прийняття рішень. В основі концепції сховища даних (СД) лежить розподіл інформації, що використовують в системах оперативної обробки даних (OLTP) і в системах підтримки прийняття рішень (СППР). Такий розподіл дозволяє оптимізувати як структури даних оперативного зберігання для виконання операцій введення, модифікації, знищення та пошуку, так і структури даних, що використовуються для аналізу. В СППР ці два типи даних називаються відповідно оперативними джерелами даних (ОДД) та сховищем даних.

        База даних — впорядкований набір логічно взаємопов'язаних даних, що використовуються спільно, та призначені для задоволення інформаційних потреб користувачів. У технічному розумінні включно й система керування БД. Головним завданням БД є гарантоване збереження значних обсягів інформації (т.зв. записи даних) та надання доступу до неї користувачеві або ж прикладній програмі. Таким чином БД складається з двох частин: збереженої інформації та системи управління нею. З метою забезпечення ефективності доступу записи даних організовують як множину фактів (елемент даних).

1. Історія створення БД

 

 

Теорія баз даних  – порівняно молода область знань. Вік її складає близько 40 років, проте  сучасний світ інформаційних технологій важко уявити собі без використання баз даних. Практично всі системи в тій чи іншій мірі пов’язані з функціями довготривалого зберігання та обробки інформації. Фактично інформація стає чинником, що визначає ефективність будь-якої сфери діяльності. Збільшилися інформаційні потоки, підвищилися вимоги до швидкості обробки даних, і тепер вони уже вимагають застосування найбільш перспективних комп’ютерних технологій. Будь-які адміністративні рішення вимагають чіткої та точної оцінки поточної ситуації і можливих перспектив її зміни.

В історії обчислювальної техніки можна прослідити розвиток двох основних областей її використання. Перша область пов’язана із застосуванням обчислювальної техніки для виконання чисельних розрахунків, які дуже довго або взагалі неможливо проводити вручну. Розвиток цієї області сприяв інтенсифікації методів чисельного рішення складних математичних задач, появі мов програмування, орієнтованих на зручний запис чисельних алгоритмів. Характерною особливістю даної області є наявність складних алгоритмів обробки, які застосовуються до простих по структурі даних, об’єм яких порівняно невеликий.

Друга область – це використання засобів обчислювальної техніки в автоматичних або автоматизованих  інформаційних системах. У широкому сенсі інформаційна система є  сукупність технічного, програмного  та організаційного забезпечення, а також персоналу, яка призначена для того, щоб своєчасно забезпечувати людей належною інформацією. Інформаційна система забезпечує виконання наступних функцій:

1. надійне зберігання інформації в пам’яті комп’ютера;
2. виконання специфічних перетворень інформації та числових обчислень;
3. надання користувачам зручного інтерфейсу.

           Класичними прикладами інформаційних систем є банківські системи, автоматизовані системи управління підприємствами, системи резервування залізничних квитків тощо.

Друга область використання обчислювальної техніки виникла  дещо пізніше. Це було пов’язано з  тим, що на зорі обчислювальної техніки  можливості комп’ютерів по зберіганню інформації були дуже обмеженими. У  перших комп’ютерах використовувалися  два види пристроїв зовнішньої пам’яті – магнітні стрічки та магнітні барабани. Місткість магнітних стрічок була достатньо велика, але за своєю фізичною природою вони забезпечували послідовний доступ до даних. Магнітні ж барабани (вони найближче до сучасних магнітних дисків з фіксованими голівками) давали можливість довільного доступу до даних, але мали обмежений об’єм інформації, що зберігається.

Далі з’явилися знімні магнітні диски з рухомими голівками, що з’явилося революцією в історії  обчислювальної техніки. Ці пристрої зовнішньої пам’яті володіли істотно більшою місткістю, ніж магнітні барабани, забезпечували задовільну швидкість доступу до даних в режимі довільної вибірки, а можливість зміни дискового пакету на пристрої дозволяла мати практично необмежений архів даних.

З появою магнітних дисків почалася історія систем управління даними в зовнішній пам’яті.

Історія розвитку СУБД налічує  більше 40 років. У 1968 році була введена  в експлуатацію перша промислова СУБД система IMS фірми IBM. У 1975 році з’явився перший стандарт асоціації по мовам систем обробки даних – Conference of Data System Languages (CODASYL), який визначив ряд фундаментальних понять в теорії систем баз даних.

У подальший розвиток теорії баз даних великий внесок був зроблений американським  математиком Едгаром Франком Коддом, який є творцем реляційної моделі даних. Прийнято вважати, що реляційний підхід до організації баз даних був закладений в кінці 1960-х рр. Едгаром Коддом. В останні десятиліття цей підхід є найбільш поширеним. Перевагою реляційного підходу прийнято рахувати наступні властивості: реляційний підхід грунтується на невеликому числі інтуїтивно зрозумілих абстракцій, на основі яких можливо просте моделювання найбільш поширених наочних областей; ці абстракції можуть бути точно і формально визначені; теоретичним базисом реляційного підходу до організації баз даних слугує простий і могутній математичний апарат теорії множин і математичної логіки; реляційний підхід забезпечує можливість ненавігаційного маніпулювання даними без необхідності знання конкретної фізичної організації баз даних в зовнішній пам’яті. Переваги реляційного підходу та розвиток методів і алгоритмів організації та управління реляційними базами даних привели до того, що до кінця 80-х років реляційні системи зайняли на світовому ринку СУБД домінуюче положення. У 1981 році Е. Ф. Кодд одержав за створення реляційної моделі і реляційної алгебри престижну премію Т'юринга Американської асоціації по обчислювальній техніці.

1.1 Етапи розвитку систем управління базами даних

 

Перший етап розвитку СУБД пов’язаний з організацією баз даних на великих машинах типу IBM 360/370, ЄС-ЕОМ і МІНІ-ЕОМ типу PDP11 (фірми Digital Equipment Corporation – DEC), різних моделях HP (фірми Hewlett Packard). Особливості цього етапу розвитку виражаються в наступному:

- всі СУБД базуються на могутніх мультипрограмних операційних системах (MVS, SVM, RTE, OSRV, RSX, UNIX), тому в основному підтримується робота з централізованою базою даних в режимі розподіленого доступу.

Значна роль відводиться  адмініструванню даних.

 Проводяться серйозні  роботи по обгрунтуванню та  формалізації реляційної моделі  даних, в цей час була створена  перша система (System R), що реалізовує ідеологію реляційної моделі даних.

Проводяться теоретичні роботи по оптимізації запитів і  управлінню розподіленим доступом до централізованої БД, було введене поняття транзакції.З’являються перші мови високого рівня для роботи з реляційною моделлю даних. Проте відсутні стандарти для цих мов.

Другий етап – епоха персональних комп’ютерів

Особливості цього етапу наступні:

 Всі СУБД були  розраховані на створення БД  в основному з монопольним  доступом. І це зрозуміло. Комп’ютер  персональний, він не був приєднаний  до мережі, і база даних на  ньому створювалася для роботи  одного користувача. У окремих  випадках передбачалася послідовна робота декількох користувачів, наприклад, спочатку оператор, який вводив бухгалтерські документи, а потім головбух, який визначав проводки.

 Більшість СУБД  мали розвинений і зручний  призначений для користувача  інтерфейс. В більшості випадків існував інтерактивний режим роботи з БД, як в рамках опису БД, так і в рамках проектування запитів. Крім того, більшість СУБД пропонували розвинений і зручний інструментарії для розробки готових додатків без програмування. Інструментальне середовище складалося з готових елементів додатку у вигляді шаблонів екранних форм, звітів, графічних конструкторів запитів, які досить просто могли бути зібрані в єдиний комплекс.

У всіх настільних СУБД підтримувався  тільки зовнішній рівень представлення  реляційної моделі, тобто тільки зовнішній табличний вигляд структур даних.

У настільних СУБД були відсутні засоби підтримки посилальної і  структурної цілісності бази даних. Ці функції повинні були виконувати додатки, проте незначність засобів  розробки додатків іноді не дозволяла це зробити, і в цьому випадку ці функції повинні були виконуватися користувачем, вимагаючи від нього додаткового контролю при введенні і зміні інформації, що зберігається в БД.

Наявність монопольного режиму роботи фактично привела до знищення функцій адміністрування БД і у зв’язку з цим – до відсутності інструментальних засобів адміністрування БД.

 Остання і вельми  позитивна особливість – це  порівняно скромні вимоги до  апаратного забезпечення з боку  настільних СУБД.Яскраві представники цього сімейства це СУБД dBase (dBase III+, dBase IV), FoxPro, Clipper, Paradox, які дуже широко використалися до недавнього часу.

Третій етап – розподілені бази даних

Особливості даного етапу:

Практично всі сучасні  СУБД забезпечують підтримку повної реляційної моделі, а саме:

• структурної цілісності – допустимими є тільки дані, представлені у вигляді відносин реляційної моделі;
• мовної цілісності, тобто мов маніпулювання даними високого рівня (в основному SQL);
• посилальної цілісності – контроль за дотриманням посилальної цілісності протягом всього часу функціонування системи, і гарантій неможливості з боку СУБД порушити ці обмеження.

          Більшість сучасних СУБД розрахована на багатоплатформену архітектуру, тобто вони можуть працювати на комп’ютерах з різною архітектурою і під різними операційними системами.

Необхідність підтримки  розрахованої на багатьох користувачів роботи з базою даних і можливість децентралізованого зберігання даних  зажадали розвитку засобів адміністрування  БД з реалізацією загальної концепції засобів захисту даних.

Для того, щоб не втратити клієнтів, які раніше працювали на настільних СУБД, практично всі сучасні  СУБД мають засоби підключення клієнтських  додатків, розроблених з використанням  настільних СУБД, і засобу експорту даних з форматів настільних СУБД другого етапу розвитку.

До цього етапу можна  віднести розробку ряду стандартів в  рамках мов опису та маніпулювання  даними (SQL89, SQL92, SQL99) і технологій по обміну даними між різними СУБД, до яких можна віднести і протокол ODBC (Open DataBase Connectivity), запропонований фірмою Microsoft.

 Саме до цього  етапу можна віднести початок  робіт, пов’язаних з концепцією  об’єктно-орієнтованих БД – ООБД. Представниками СУБД, що відноситься  до цьогоетапу, можна рахувати MS Access, сучасні сервери баз даних Огас1е, MS SQL 6.5, MS SQL 7.0, System 10, Informix DB2, SQL Base і інші сервери баз даних, яких зараз налічується декілька десятків.

Четвертий етап - перспективи розвитку систем управління базами даних.

 Цей етап характеризується  появою нової технології доступу до даних – інтранет. Основна відмінність цього підходу від технології клієнт-сервер полягає в тому, що відпадає необхідність використання спеціалізованого клієнтського програмного забезпечення. Для роботи з видаленою базою даних використовується стандартний броузер Internet, наприклад Microsoft Internet Explorer, і для кінцевого користувача процес звернення до даних відбувається аналогічно навігації по Всесвітній Павутині. При цьому вбудований в HTML-сторінку код, написаний звичайно на мовах Java, Java-script, Perl і інших, відстежує всі дії користувача та транслює їх в низькорівневі SQL-запити до бази даних, виконуючи, таким чином, ту роботу, якої в технології клієнт-сервер займається клієнтська програма. Зручність даного підходу привела до того, що він став використовуватися не тільки для видаленого доступу до баз даних, але і для користувачів локальної мережі підприємства.

Прості завдання обробки  даних, не пов’язані з складними  алгоритмами, що вимагають узгодженої зміни даних в багатьох взаємозв’язаних об’єктах, досить просто та ефективно можуть бути побудовані за даною архітектурою. В цьому випадку для підключення нового користувача до можливості використовувати дане завдання не потрібна установка додаткового клієнтського програмного забезпечення. Проте алгоритмічно складні завдання рекомендується реалізовувати в архітектурі клієнт-сервер з розробкою спеціального клієнтського програмного забезпечення.