Система управления базами данных (СУБД)

      Содержание 

Введение………………………………………………………………………….2

1. Система управления базами данных (СУБД)……………………………….3

    1.1 Основные понятия баз данных…………………………………….……..3

    1.2 Классификация СУБД…………………………………………………….5

    1.3 Функции и компоненты СУБД…………………………….………….....12

2. Создание БД………………………………………………………..…...….....14

    2.1 Этапы проектирования…………………………………………...........…14

    2.2 Жизненный цикл СУБД……………………………………………..……15

3. Типы СУБД……………………………………………………………………17

4. Обеспечение безопасности БД…………………………………….…………20

Заключение………………………………………………………….……………23

Список литературы………………………………………………………………24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Введение 

      В настоящее время жизнь человека настолько насыщена различного рода информацией, что для ее обработки  требуется создание огромного количества хранилищ информации различного назначения.

      Современные информационные системы характеризуются  огромными объемами хранимых данных, сложной организацией, необходимостью удовлетворять разнообразные требования многочисленных пользователей.

      Основой информационной системы является база данных. Базы данных позволяют хранить, структурировать информацию и извлекать оптимальным для пользователя образом.

      Использование клиент/серверных технологий позволяют  сберечь значительные средства, а  главное и время для получения необходимой информации, а также упрощают доступ и ведение, поскольку они основываются на комплексной обработке данных и централизации их хранения.

      Кроме того ЭВМ позволяет хранить любые  форматы данных, текст, чертежи, данные в рукописной форме, фотографии, записи голоса и т.д.

      Для использования столь огромных объемов  хранимой информации, помимо развития системных устройств, средств передачи данных, памяти, необходимы средства обеспечения  диалога человек - ЭВМ, которые позволяют  пользователю вводить запросы, читать файлы, модифицировать хранимые данные, добавлять новые данные или принимать решения на основании хранимых данных. Для обеспечения этих функций созданы специализированные средства – системы управления базами данных (СУБД).

      Таким образом, целью данной работы является изучение принципа работы СУБД, выявление основных понятий, основных функций, определение классификации и моделей СУБД. 
 
 

1. Система управления базами данных (СУБД) 
   1.1 Основные понятия баз данных

 

      Первые  БД появились уже на заре 1-го поколения ЭВМ представляя собой отдельные файлы данных или их простые coвокупности. По мере увеличения объемов и структурной сложности хранимой информации, а также расширения круга потребителей; информации определилась необходимость создания удобных эффективных систем интеграции хранимых данных и управления ими.

      В конце 60-х годов это привело  к созданию первых коммерческих систем управления базами данных (СУБД), поддерживающих opганизацию и ведение БД.

      База  данных – это информационная модель, позволяющая упорядоченно хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств.

      Предметная  область – это часть реального  мира, подлежащего изучению для организации  управления и автоматизации.

      Объект  – это элемент предметной области, информацию о котором мы сохраняем.

      Реквизит (атрибут) – поименованная характеристика объекта. Он показывает, какая информация об объекте должна быть собрана.

      Объектами могут быть:

• люди, например, перечисленные в какой-либо платежной ведомости или являющиеся объектами учетов органов внутренних дел;
• предметы, например, номерные или имеющие характерные отличительные особенности вещи, средства автомототранспорта;
• построения – воображаемые объекты;
• события.

      Базы  данных выполняют две основные функции. Они группируют данные по информационным объектам и их связям и предоставляют эти данные пользователям.

      Данные  – это формализованное представление  информации, доступное для обработки, интерпретации и обмена между  людьми или в автоматическом режиме.

      Информация  может храниться в неструктурированном виде, например, в виде текстового документа, где данные об объектах предметной области записаны в произвольной форме.

      Представление информации в таблице – наилучший  способ структурирования данных. Все  данные записаны в клеточках таблицы по определенным правилам – форматам, одинаковым для всего столбца. Все столбцы имеют названия. Каждая строка таблицы имеет порядковый номер.

      Автоматизировать  обработку данных, которые хранятся в неструктурированном виде сложно, а порой и просто невозможно. Поэтому вырабатывают определенные соглашения о способах представления данных. Обычно это делает разработчик базы данных. В результате все реквизиты имеют одинаковый вид и тип данных, что делает их структурированными и позволяет создать базу данных.

      Программное обеспечение, предназначенное для  работы с базами данных, называется система управления базами данных (СУБД). СУБД используются для упорядоченного хранения и обработки больших  объемов информации.

      СУБД  организует хранение информации таким  образом, чтобы ее было удобно:

• просматривать,
• пополнять,
• изменять,
• искать нужные сведения,
• делать любые выборки,
• осуществлять сортировку в любом порядке.

      В компьютерной базе данных информация представляется в виде таблицы, очень  похожей на электронную таблицу. Названия столбцов, представляющих «шапку» таблицы, называют именами полей или реквизитами, а сами столбцы - полями. Данные в полях называют значениями реквизитов или значениями полей.  
 

1.2 Классификация СУБД 

      Классификация баз данных:

1. По характеру хранимой информации:
• Фактографические (картотеки),
• Документальные (архивы)
2. По способу хранения данных:
• Централизованные (хранятся на одном компьютере). Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы, к которой подключены несколько других компьютеров.
• Распределенные (используются в локальных и глобальных компьютерных сетях). Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ПК компьютерной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).
3. По структуре организации данных:
• Табличные (реляционные),
• Иерархические,

4. По  степени распределённости:

• Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)
• Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).

5. По  способу доступа к БД

• Файл-серверные. В файл-серверных СУБД 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. Преимуществом этой архитектуры является 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. Применяются чаще всего в локальных приложениях, которые используют функции управления БД. На данный момент файл-серверные СУБД считаются устаревшими. Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.
• Клиент-серверные. Клиент-серверная 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 клиент-серверных СУБД состоит в повышенных требованиях 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, Firebird, Interbase, IBM DB2, MS SQL Server, Sybase, PostgreSQL, MySQL, Caché, ЛИНТЕР.
• Встраиваемые. Встраиваемая СУБД (англ. embedded DBMS) — СУБД, которая может поставляться как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки. Встраиваемая СУБД предназначена для локального хранения данных своего приложения и не рассчитана на коллективное использование в сети. Физически встраиваемая СУБД чаще всего реализована в виде подключаемой библиотеки. Доступ к данным со стороны приложения может происходить через SQL либо через специальные программные интерфейсы. Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, MySQL, Sav Zigzag, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.

      Обычно  различают три класса СУБД, обеспечивающих работу иерархических, сетевых и реляционных моделей.

      Иерархическая модель данных строится по принципу иерархии объектов, то есть один тип объекта  является главным, все нижележащие  – подчиненными. Устанавливается связь «один ко многим», то есть для некоторого главного типа существует несколько подчиненных типов объектов. Иначе, главный тип именуется исходным типом, а подчиненные – порожденными. У подчиненных типов могут быть в свою очередь подчиненные типы. Наивысший в иерархии узел (совокупность атрибутов) называют корневым.

     В иерархической модели данные представляются в виде древовидной (иерархической) структуры. Она удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией и громоздка для информации со сложно логическими связями.

     К основным понятиям иерархической структуры  относятся: уровень, элемент (узел), связь.

     Узел – это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящимся на более высоком уровне.

     Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень дерева), не подчиненную никакой другой вершине и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне. Зависимые (подчиненные) узлы находятся на втором, третьем и т.д. уровнях. Количество деревьев в базе данных определяется числом корневых записей. В каждой записи базы данных существует только один (иерархический) путь от корневой записи.

      Сетевая модель данных строится по принципу «главный и подчиненный тип одновременно», то есть любой тип данных одновременно может одновременно порождать несколько подчиненных типов (быть владельцем набора) и быть подчиненным для нескольких главных (быть членом набора).

      В сетевой структуре базы данных при  тех же основных понятиях иерархической базы данных: узел, уровень, связь – каждый элемент может быть связан с любым другим элементом. Недостатком такой модели данных является высокая сложность и жесткость схемы БД, построенной на ее основе.

     Понятие реляционный (relation – отношение) связано с разработками известного американского специалиста в области баз данных Э. Кодда. В основу реляционной базы данных положено понятие алгебры отношения и реляционного исчисления.

     Реляционный подход к построению базы данных предполагает отображение реальных объектов (явлений, событий, процессов) в виде информационных объектов или объектов предметной области. Информационные объекты описывают реальные с помощью совокупности взаимосвязанных реквизитов.