***** 1 - Система управления электронными образовательными

Карпов Д. В.
База данных — представленная в объективной
форме совокупность самостоятельных материалов
(статей, расчётов, нормативных актов, судебных
решений и иных подобных материалов),
систематизированных таким образом, чтобы эти
материалы могли быть найдены и обработаны с
помощью электронной вычислительной машины
(ЭВМ) (Гражданский кодекс РФ, ст. 1260).
База данных – это некоторый набор перманентных
(постоянно хранимых) данных, используемых
прикладными программными системами какоголибо предприятия.
Система управления базами данных (СУБД)
– компьютеризированная система хранения
и обработки однотипных записей.
DBMS – Data Base Management System.



управление данными во внешней и
оперативной памяти;
журнализация изменений, резервное
копирование и восстановление базы
данных после сбоев;
поддержка языков БД (язык определения
данных, язык манипулирования данными).
По способу доступа к данным СУБД делятся на:
 файл-серверные - файлы базы данных
размещаются на сервере, СУБД размещаются
на клиентах (Microsoft Access, FoxPro);
 клиент-серверные - файлы базы данных и
СУБД размещаются на сервере (Microsoft SQL
Server, Oracle Database);
 встраиваемые - СУБД размещается, как
составная часть какого-либо приложения
(Microsoft SQL Server Compact, SQL Lite,
Berkeley DB).
Основные объекты хранящиеся в базе
данных называют – сущностями.
Характеристики описывающие объекты –
называют – свойствами.
Зависимости между объектами и
характеристиками друг с другом называют
– связью.
ER-модель – модель данных описывающих
концептуальную схему предметной области.
При проектировании БД происходит
преобразование ER-модели в конкретную
схему БД на основе выбранной модели
данных.
Модель данных – это абстрактное,
самодостаточное, логическое определение
объектов, операторов и прочих элементов в
совокупности составляющих абстрактную
машину доступа к данным, с которой
взаимодействует пользователь.
Объекты позволяют моделировать структуру,
а операторы – поведение данных.
СУБД – всегда опирается на конкретную
модель данных.
По модели данных СУБД делятся на:
 иерархические - представляют данные как иерархическое
дерево, т.е. структуру, в которой все элементы связаны между
собой отношениями подчиненности;
 сетевые - представляют данные как сеть, т.е. структуру, в
которой все элементы связаны между собой отношениями
зависимости;
 реляционные - представляют данные и взаимосвязи между
ними в виде набора обычных двумерных таблиц (Microsoft
SQL Server);
 объектно-ориентированные - представляют данные, как
абстрактные объекты, наделенные свойствами (InterSystems
Cache);
 объектно-реляционные - представляют данные и взаимосвязи
между ними в виде набора обычных двумерных таблиц с
возможностью создания и хранения объектов (Oracle
Database).
Начало истории развития систем управления базами данных относится в
середине 60-х годов прошлого века.
 1965 г., СУБД IDS (англ. Integrated Data Store), компания General
Electric. Сетевая СУБД.
 1968 г., СУБД IMS (англ. Information Management System), компания
IMB. Иерархическая СУБД.
 1970 г., E.F. Codd "A relational model of data for large shared
databanks". Communications of the ACM, 1970, 6, p. 377-387.
 1974 г., СУБД Ingres (англ. INteractive Graphics REtrieval System),
компания Ingres. Реляционная СУБД.
 1977 г., СУБД IBM System R, компания IBM. Реляционная СУБД с
реализованным языком SQL.
 1979 г., СУБД Oracle, компания Oracle. Первая коммерческая
реляционная СУБД.
 1982 г., СУБД IBM DB2, компания IBM. Реляционная СУБД.
 1989 г., СУБД SQL Server, компании Microsoft, Sybase, Ashton-Tate.
Реляционная СУБД.
 1998 г., СУБД MySQL, компания MySQL AB. Реляционная СУБД.
Данные представлены по средствам строк в
таблицах (с помощью кортежей в
отношениях).
Для обработки строк данных
предоставляются операторы, которые
напрямую поддерживают процесс
логического вывода дополнительных
истинных высказываний.
SQL – структурированный язык запросов.





Компактность
Быстродействие
Низкие трудозатраты
Актуальность
Защита









Возможность совместного доступа
Сокращение избыточности данных
Устранение противоречивости данных
Возможность поддержки транзакций
Обеспечение целостности данных
Организация защиты данных
Возможность согласования противоречивых
данных
Возможность введения стандартов
Независимость от данных
Внешний уровень (представления
отдельных пользователей
Концептуальный уровень
(обобщенное
представление
пользователей)
Внутренний уровень
(представление
физического хранения)



Внутренний уровень (физический) наиболее
близок к физическому хранилищу
информации, т.е. связан со способами
сохранения информации на физических
устройствах.
Внешний уровень (пользовательский
логический) наиболее близок к пользователям,
т.е. связан со способами представления
данных для отдельных пользователей.
Концептуальный уровень (общий логический)
является промежуточным или связывающим
уровнем
Индивидуальный уровень пользователя.
У каждого пользователя есть свой язык для
работы с СУБД.
 Языки программирования (C++, Java, PL/I)
 Внутренний язык пользовательского
приложения.
 Пользовательские интерфейсы.
 Меню, Отчетные формы.
Каждый язык содержит подъязык данных.
Концептуальное представление представление всей информации базы
данных в абстрактном виде.
 Описание данных
 Описание связей
 Ограничения защиты
 Требования поддержки целостности
Внутренне представление - низкоуровневое
представление всей базы данных как базы,
состоящей из некоторого множества
экземпляров каждого из существующих
типов хранимых записей.
Операции на внутреннем уровне игнорируют
правила защиты и сохранения целостности
данных.
Концептуальный-внутренний: описывает,
как концептуальные записи и поля
представлены на внутреннем уровне.
Обеспечивает физическую независимость от
данных.
Внешний-концептуальный: определяет
соответствие между некоторым внешним
представлением и концептуальным.
Обеспечивает логическую независимость от
данных.
Человек в «верхнем» руководстве
предприятия, который несет ответственность
за данные предприятия.
 какие данные нужно хранить.
 как данные нужно обрабатывать.
 кто должен вносить данные.
 кто имеет право на доступ к данным.
 кто имеет право производить операции с
данными.
Технический специалист, ответственный за
реализацию решений Администратора
данных.
 определение концептуальной схемы
 определение внутренней схемы
 взаимодействие с пользователями
 определение требований защиты
 обеспечение целостности данных
 определение процедур резервного
копирования и восстановления
 управление производительностью и
реагирование на изменяющиеся требования
1.
2.
3.
4.
Пользователь выдает запрос на доступ к
данным (обычно на языке SQL).
СУБД перехватывает и анализирует его.
СУБД просматривает внешнюю схему (ее
объектную версию) для пользователя,
соответствующее отображение «внешний
концептуальный», концептуальную схему,
отображение «концептуальный
внутренний» и определения структур.
СУБД выполняет необходимые операции в
хранимой базе данных.







Определение данных
Манипулирование данными
Оптимизация и выполнение запросов
Защита и поддержка целостности данных
Восстановление данных и поддержка
параллельности
Словарь данных
Производительность
По способу доступа к данным СУБД делятся на:
 файл-серверные - файлы базы данных
размещаются на сервере, СУБД размещаются
на клиентах (Microsoft Access, FoxPro);
 клиент-серверные - файлы базы данных и
СУБД размещаются на сервере (Microsoft SQL
Server, Oracle Database);
 встраиваемые - СУБД размещается, как
составная часть какого-либо приложения
(Microsoft SQL Server Compact, SQL Lite,
Berkeley DB).
Файл БД
Приложение
Библиотека
СУБД