Понятие Базы данных и Системы управления базами данных (СУБД). Создание структуры базы данных

Понятие Базы данных и Системы управления базами данных (СУБД). Создание структуры базы данных

Основные понятия

Базами данных (БД) называют электронные хранилища информации, доступ к которым осуществляется при помощью одного или нескольких компьютеров. База данных состоит из таблиц. Таблицы состоят из полей (столбцов) и записей (строк). Разработчик базы данных определяет структуру БД, т. е. создает поля (задает имя, определяет тип и свойства полей), а пользователь наполняет ее, т. е. вводит, изменяет или удаляет записи.

Системы Управления Базами Данных (СУБД) – это программные средства, предназначенные для создания, наполнения и удаления баз данных. По назначению СУБД подразделяются на три вида: Промышленные универсального назначения, Промышленные специализированные и разрабатываемые под конкретного заказчика. Универсальные рассчитаны «на все случаи жизни» и, как следствие, либо очень сложны в использовании и требуют от пользователя специальных знаний, либо просты, но ограничены в возможностях. Примером универсальных СУБД могут служить Access, FoxPro, Oracle, DB2. Специализированные направлены на выполнение узких задач и потому создаются так, чтобы они были просты в использовании для профессионалов в своей области. Примером таких СУБД могут служить различные бухгалтерские или складские программы (БЭСТ, 1С Предприятие, Правовая система Гарант). СУБД, разрабатываемые под конкретного заказчика, максимально учитывают нужды потребителя, его ситуацию и не требуют дополнительных знаний от пользователя. Но они весьма дороги и требуют времени для создания, отладки и внедрения, тогда как Универсальные и Специализированные сравнительно дешевы и вводятся в эксплуатацию за сравнительно короткий срок (от недели до месяца).

По расположению СУБД подразделяются на локальные и распределенные (удаленные). Все части локальной СУБД расположены на одном компьютере. Локальные СУБД могут работать в сети, но в любом случае все ее части находятся на одном компьютере (локально). В отличие от локальных, распределенные СУБД работают только при наличии компьютерной сети и располагаются как минимум на двух компьютерах. Значительная часть программно-аппаратных средств распределенной СУБД централизована и расположена на достаточно мощном компьютере (сервере). На компьютерах пользователей расположена только небольшая часть СУБД (клиент), позволяющая связываться с главной частью. Распределенные СУБД еще называют Клиент-серверными СУБД.

В каждой таблице БД должен существовать первичный ключ – одно или несколько полей, однозначно определяющие каждую запись таблицы. Значение первичного ключа должно быть уникальным, то есть в таблице не должно быть двух или более записей с одинаковым значением первичного ключа. Например, если есть таблица по накладным какого-то склада и нумерация накладных каждый месяц начинается с 1, то первичным ключом могут выступать набор из двух полей: Номер и Дата накладной. Потому как могут быть записи с одинаковым номером накладной или с одинаковой датой, но не может быть записи в которой будут одинаковы и номер, и дата.

Базы данных изменяются в рамках транзакции. Под транзакцией понимается воздействие на базу данных, переводящее ее из одного целостного состояния в другое. Воздействие выражается в изменении данных в таблицах базы. Если одно из изменений, вносимых в БД в рамках транзакции, завершается неуспешно, должен быть произведен откат к состоянию БД, имевшему место до начала транзакции. Следовательно, все изменения в рамках одной транзакции либо одновременно подтверждаются, либо не подтверждается ни одно из них.

Краткая история развития баз данных

До появления СУБД все данные в компьютерных системах хранились в виде отдельных файлов. Система управления файлами (СУФ), которая обычно являлась частью операционной системы, следила за именами файлов и их расположением. В системах управления файлами ничего не знали о внутреннем строении файлов данных. Эту информацию имели только программы, работавшие с этими данными. То есть каждое приложение для работы с данными содержало описание структуры данных. Такой подход приводил к тому, что даже при незначительных изменениях в структуре файла данных приходилось изменять все приложения, использовавшие этот файл. Со временем количество и объем файлов росли и на сопровождения СУФ, а также разработку новых приложений требовалось все больше и больше усилий.

Проблемы с сопровождением больших систем. основанных на файлов привели в конце 60-х к появлению созданию СУБД. Идея СУБД заключалась в изъятии определения структуры файлов данных из приложений, работающих с ними.

Первые СУБД имели иерархическую структуру (иерархические СУБД). Поскольку СУБД применялись в основном в экономике, а их применение было связано с планированием производства, то такая структура наиболее полно отвечала нуждам промышленных предприятий. Например, пусть имеется некая строительная компания, получившая подряд на строительство жилого комплекса в одном из микрорайонов. Для того, чтобы знать сколько необходимо закупить строительных материалов, необходимо иметь представлние о том, из чего состоит дом, затем из каких частей состоят его состовляющие, далее из чего состоят эти состовляющие и так далее. Например, в доме есть служебные помещения (туалет, ванная комната), для них необходимы трубы, фаянс и краны, трубы в свою очередь делятся на водопроводные, отопления и канализационные.