7.1. Система баз данных
Система баз данных (СБД) – это компьютеризированная система структурированных данных, основная цель которой хранение информации и предоставление ее по требованию.
Различают однопользовательские и многопользовательские системы.
Однопользовательская система (Single-user system) – это система, в которой в одно и то же время к БД может получить доступ только один пользователь.
Многопользовательская система (Multi-user system) – это система, в которой в каждый момент времени к БД могут получить доступ несколько пользователей. Основная задача такой системы – позволить пользователю работать с БД как с однопользовательской.
Обычно в СБД выделяют четыре основных элемента:
Данные.
Аппаратное обеспечение.
Программное обеспечение (ПО).
Пользователи.
Упрощенная схема СБД представлена на рис. 7.1.
Рис. 7.1. Элементы системы баз данных
Данные
Данные в БД можно охарактеризовать как интегрированные и общие. Интегрированные данные можно представить как объединение нескольких отдельных файлов, полностью или частично неперекрывающихся. В случае общих данных отдельные области данных можно использовать нескольким различным пользователям.
Аппаратное обеспечение
К нему относятся:
накопители для хранения информации вместе с устройствами ввода/вывода;
процессор вместе с основной памятью, которая используется для поддержки работы ПО системы.
Программное обеспечение
Основная часть ПО – это система управления базами данных, СУБД (DBMS – DataBase Management System – диспетчер БД).
Основная функция СУБД – предоставление пользователю возможности работать с БД, не вникая в детали на уровне аппаратуры.
СУБД поддерживает пользовательские операции высокого уровня. К таким операциям относятся и операции, выполняемые с помощью языка SQL (Structured Query Language, структурированный язык запросов) – специального языка БД. СУБД хотя и основной, но не единственный программный компонент системы, среди других можно назвать утилиты, средства разработки приложений, генераторы отчетов и другие.
Пользователи
Различают три группы пользователей СБД:
Прикладные программисты. Для целей разработки прикладных программ, которые используют базы данных, применимы различные языки и среды программирования: Visual Basic, C++, Java, C# и другие. Прикладные программы получают доступ к базе данных посредством выдачи соответствующего запроса к СУБД (обычно это операторы SQL).
Конечные (рядовые) пользователи. Конечный пользователь может получать доступ к базе данных, применяя одно из интерактивных приложений. Многие СУБД предоставляют не только средства для выполнения запросов SQL, но и графические утилиты, позволяющие создавать запросы без знания SQL.
Администраторы БД. Занимаются управлением работы сервера БД.
Организация данных в бд
В базе данных выделяют следующие элементы:
данные;
объекты;
связи;
свойства.
Данные
В БД данные обычно называют постоянными, хотя они конечно не являются таковыми в общепринятом понимании. Так их назвали в сравнении с изменчивыми данными – транзитными (промежуточные результаты, входные, выходные данные).
Входные данные – это информация, передаваемая системе с терминала или рабочей станции. Когда эта информация сохранена в таблицах, она становится частью постоянных данных или влечет за собой изменения постоянных данных.
Выходные данные – это сообщения и результаты, выдаваемые системой на экран, печать и иное устройство вывода.
Объекты
В реляционных БД это таблицы (другое название – отношения), описывающие некоторые объекты реального мира. Реляционные базы данных хранят все данные только в таблицах.
Связи
Связи отображают зависимости между объектами. Как правило, они бывают двусторонними. Допустим, есть два объекта Students и Groups, по связи между ними можно ответить на два вопроса:
какой группе принадлежит данный студент;
какие студенты входят в данную группу.
Схема, на которой представлены объекты и их связи, называется Схема объект-отношение или Диаграмма объект-отношение (рис. 7.2.).
Рис. 7.2. Связь между таблицами Students и Groups
В схеме могут быть связи, указывающие на один и тот же тип объекта. Например, преподаватель является наставником молодого преподавателя. В конкретном наборе объектов может быть любое количество связей. Между двумя таблицами может быть более одной связи.
Свойства
Все объекты и связи имеют определенные свойства. Свойства объектов выражаются полями таблицы. Свойства связей выражаются в их характеристиках при формировании.