Базы данных и архитектуры их реализации

трехуровневый архитектура база данные.

Общие понятия и определения баз данных

Основой многих информационных систем (прежде всего, информационно-справочных систем) являются базы данных. База данных (БД) — организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти ЭВМ, постоянного обновления и использования.

В большинстве случаев базу данных можно рассматривать как информационную модель некоторой реальной системы, например книжного фонда библиотеки, кадрового состава предприятия, учебного процесса в школе и так далее. Такую систему называют предметной областью базы данных и информационной системы, в которую она входит.

Один из признаков, по которому можно классифицировать базы данных, — характер хранимой информации. Фактографические БД содержат данные, представляемые в краткой форме и строго фиксированных форматах. Такие БД являются аналогами бумажных картотек, например, библиотечного каталога или каталога видеотеки. Другой тип баз данных — документальные БД. Здесь аналогом являются архивы документов, например, архив судебных дел, архив исторических документов и пр. В дальнейшем мы будем рассматривать лишь фактографические БД.

Классификация по способу хранения данных делит БД на централизованные и распределенные. Вся информация в централизованной БД хранится на одном компьютере. Это может быть автономный ПК или сервер сети, к которому имеют доступ пользователи-клиенты. Распределенные БД используются в локальных и глобальных компьютерных сетях. В последнем случае разные части базы данных хранятся на разных компьютерах.

Известны три разновидности структуры данных: иерархическая, сетевая и табличная. Соответственно по признаку структуры базы данных делятся на иерархические БД, сетевые БД и реляционные (табличные) БД.

В последнее время наиболее распространенным типом баз данных стали реляционные БД. Известно, что любую структуру данных можно свести к табличной форме Голицына, О. Л. Информационные системы. — М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. — С. 132.

Структурированное представление данных называется моделью данных. Основной информационной единицей реляционной БД является таблица. Реляционные БД используют табличную модель данных. База данных может состоять из одной таблицы — однотабличная БД или из множества взаимосвязанных таблиц — многотабличная БД.

Структурными составляющими таблицы являются записи и поля.

Рисунок 1.1 — Структура таблицы базы данных Каждая запись содержит информацию об отдельном объекте системы: одной книге в библиотеке, одном сотруднике предприятия и т. п. А каждое поле — это определенная характеристика (свойство, атрибут) объектов: название книги, автор книги, фамилия сотрудника, год рождения и т. п. Поля таблицы должны иметь несовпадающие имена.

Для каждой таблицы реляционной БД должен быть определен главный ключ — имя поля или некольких полей, совокупность значений которых однозначно определяют запись. Иначе говоря, значение главного ключа не должно повторяться в разных записях. Например, в библиотечной базе данных таким ключом может быть выбран инвентарный номер книги, который не может совпадать у разных книг.

В теории реляционных баз данных таблица называется отношением (от англ, * relation* — отношение). Отсюдапроисходит название «реляционные базы данных». Имя_табляцы — это имя отношения. Примеры отношений:

Каждое поле таблицы имеет определенный тип. ТИП— это множество значений, которые поле может принимать, и множество операций, которые можно выполнять над этими значениями. Существуют четыре основных типа для полей БД: символьный, числовой, логический и дата"/.

Поле «ПЕРВИЧНЫЙ» нужно для обозначения того, поступил ли больной в больницу с данным диагнозом впервые или повторно. Те записи, где значение этого поля равно TRUE (ИСТИНА), относятся к первичным больным, значение FALSE (ЛОЖЬ) отмечает повторного больного. Таким образом, поле логического типа может принимать только два значения.

Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, называется системой управления базами данных — СУБД.

Наибольшее распространение на персональных компьютерах получили реляционные БД, использующие табличное представление данных.

Основные действия, которые пользователь может выполнять с помощью СУБД:

• — создание структуры БД;
• — заполнение БД информацией;
• — изменение (редактирование) структуры и содержания БД;
• — поиск информации в БД;
• — сортировка данных
• — защита БД;
• — проверка целостности БД Тельнов, Ю. Ф. Интеллектуальные информационные системы в экономике. — М.: СИНТЕГ, 2009. — С. 56.