Лекция 1 - ЭУМК по Информатике - UNREGISTERED VERSION

Лекция 1 (2 часа).
Представление об организации баз данных и системах управления базами данных. Структура данных и система запросов на примерах баз данных различного назначения: юридические, библиотечные, налоговые, социальные, кадровые и др. Использование системы управления базами данных для выполнения учебных заданий из различных предметных областей.

База данных - именованная совокупность данных, адекватно отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в некоторой предметной области и организованных таким образом, что данные могут использоваться для решения многих задач многими пользователями. Предметная область в общем случае складывается из множества реальных объектов, обладающих некоторым набором свойств, - атрибутов.
Чтобы различать объекты в базе данных, каждый объект снабжается идентификатором, который его однозначно определяет. Такой идентификатор принято называть уникальным, или первичным ключом.
Между объектами предметной области могут существовать два типа связей: обязательные и факультативные. Так, между объектами типов ʼʼЭКЗАМЕНʼʼ и ʼʼПРЕДМЕТʼʼ (учебная дисциплина) существует обязательная связь ʼʼПРОВОДИТСЯʼʼ, так как каждый экзамен проводится по некоторому предмету. В то же время для типов ʼʼПРЕДМЕТʼʼ и ʼʼЭКЗАМЕНʼʼ связь ʼʼИМЕЕТʼʼ является факультативной, так как экзамены существуют не по всњем предметам.
Структура предметной области в целом представляется в виде множества типов объектов и множества связей между ними. Структура базы данных должна отражать структуру предметной области так, что каждому объекту предметной области соответствует некоторый объект базы данных, а связи между объектами предметной области - связи между соответствующими объектами базы данных.
Существуют централизованные и распределњенные базы данных.
v Централизованная база данных хранится в памяти одного компьютера или одной вычислительной системы. Централизованные базы данных часто используются в локальных сетях персональных компьютеров.
v Распределённая база данных состоит из нескольких частей, которые хранятся в памяти различных компьютеров вычислительной сети.
Пользователями базы данных являются прикладные программисты, а также специалисты в конкретной предметной области; последних иногда называют конечными пользователями.
Одно из важных требований к базе данных - интегрированность, которая принято понимать как эффективность работы с ней в среднем по всњем категориям пользователњей, а не для отдельных пользователњей. При реализации требования интегрированности должны учитываться приоритеты пользователњей (или задач), частота решения отдельных задач, запросы вычислительных ресурсов и другие факторы, в частности минимизация избыточности (дублирования) данных, поскольку избыточность данных легко можно нарушить их непротиворечивость.
Функционирование базы данных как коллективного информационного ресурса многих пользователей обеспечивает специальная большая программа - система управления базой данных (СУБД), предназначенная для создания коллективной базы данных и её актуализации, загрузки данных, организации эффективного доступа пользователей к данным и управления доступом, сохранения независимости и целостности данных, рационального использования вычислительных ресурсов и других целей. Аналогично тому, как доступ пользователей к ресурсам компьютера возможен только через её ОС, доступ пользователей к базе данных возможен только через СУБД.

СУБД позволяет пользователю выполнять следующие действия:
· формировать структуру БД, редактировать ее;
· вводить конкретную информацию, изменять ее;
· манипулировать данными, находить информацию, отвечающую некоторым критериям;
· сортировать данные.

Различают СУБД общего назначения (универсальные) и специализированные.
v Универсальные СУБД пригодны для любых предметных областей и любых пользователей и имеют запас функциональных средств, который позволяет производить настройку на работу в конкретных условиях применения с целью повышения эффективности использования.
v Специализированные СУБД предназначены для высокоэффективного конкретного применения.
Взаимодействие прикладных программ и пользователей с СУБД принято называть манипулированием данными. Множества структур данных, ограничений и операций манипулирования данными составляют модель данных. Сегодня наибольшее применение находят иерархическая, сетевая и реляционная модели данных.
Иерархическая модель данных представляет собой множество деревьев, каждое из которых отображает иерархию объектов предметной области относительно одного из объектов, помещенного в корне дерева.