Поняття бази даних і системи управління базами даних

База даних (БД) – це набір даних, який організовано таким чином, щоб можна було легко отримати доступ до потрібної інформації. Ваші дані будуть точнішими, надійнішими та простими у використанні, якщо у Вас є база даних.

Якщо Ви проводите багато часу за комп’ютером, Ви, ймовірно, взаємодієте з базами даних кілька разів на день, якщо не кілька разів на годину.

Бази даних забезпечують усе, від банківського програмного забезпечення до наукових досліджень і державних записів, а також веб-сайти, якими Ви користуєтеся щодня, до прикладу Amazon, YouTube, Netflix та Wikipedia. Насправді, якщо Ви знайшли цю сторінку через пошукову систему в Інтернеті, ваш пошук грунтувався на (дуже, дуже великій) базі даних.

Але бази даних призначені не лише для величезних веб-сайтів, які обслуговують мільйони користувачів щодня. Ними також можуть користуватися невеликі підприємства або невелика група людей.

Причина, чому бази даних настільки поширені, як у великих, так і в малих випадках, полягає в тому, що вони значно полегшують доступ до інформації за допомогою комп’ютера.

Якщо Ви працюєте з інформацією щодня, а більшість із нас це робить, варто зрозуміти, що таке бази даних. І коли Ви зрозумієте, що таке бази даних, ви можете навіть створити власні бази даних, які працюватимуть саме так, як Вам потрібно.

База даних – це сховище організованої сукупності даних різного типу, які відображують стан об’єктів певної предметної галузі та зв’язки між ними.

Предметною галуззю називають сферу застосування конкретної бази даних, наприклад університет, аеропорт, банк, фінансовий сектор, поліклініка, будівельний гіпермаркет, меблевий магазин тощо.

Об’єктом предметної галузі є те, про кого або про що зберігаються дані в БД. Якщо предметною галуззю є, наприклад, університет, то її об’єктами можуть бути студенти, викладачі, кафедри, навчальні кабінети та кабінети лабораторних досліджень.

Кожен об’єкт характеризується сукупністю атрибутів, або властивостей. До прикладу, об’єкт СТУДЕНТ може мати такі атрибути: прізвище, ім’я, по батькові, група, рік вступу, а об’єкт ВИКЛАДАЧ – прізвище, ім’я, по батькові, посада, навчальні дисципліни які викладає.

Далі об’єкти БД будемо позначати так:

  • великими літерами – назва об’єкта;
  • у круглих дужках – перелік його атрибутів, які відокремлюються один від одного комою.

Наприклад, згадуваний вище об’єкт СТУДЕНТ можна позначити так: СТУДЕНТ (прізвище, ім’я, по батькові, група, рік вступу).

За структурою даних бази даних поділяють на дві основні групи:

  • документальні – зберігають звичайні документи (закони, інструкції до ліків, юридичні документи, статті, рецепти тощо). Найчастіше з таких БД можна отримати перелік документів або тексти документів, у яких слід відшукати відповідь на поставлене запитання. Пошук може здійснюватися за назвою, ключовими словами або фрагментом тексту;
  • фактографічні – зберігають дані про об’єкти предметної галузі у вигляді фактів за чітко встановленою формою. До прикладу, асортимент товарів меблевого магазину може зберігатися за такою формою:

База даних асортимент товарів меблевого магазину

БД є однією з найважливіших складових сучасної інформаційної системи, побудованих на основі комп’ютерних систем і мереж. Робота з БД у таких системах здійснюється за допомогою спеціальної мови БД або програмного забезпечення – системи управління базами даних (СУБД).

Система управління базами даних – це інструмент, призначений насамперед для створення структури бази даних, уведення й оновлення даних, пошуку необхідних даних та їх опрацювання за певним алгоритмом.

Оскільки до бази даних може звертатися велика кількість користувачів, то важливою функцією СУБД є забезпечення цілісності й безпечності даних.

Окрім функцій, безпосередньо пов’язаних зі створенням і підтримкою БД, окремі СУБД виконують також функцію підтримки спеціалізованих мов програмування, що мають загальну назву «мови баз даних». Наприклад, СУБД Access підтримує мову запитів SQL. Отже, для створення якісних БД і кваліфікованої роботи з ними необхідно добре опанувати СУБД.

Системи управління базами даних класифікують за багатьма ознаками. До найголовніших можна віднести призначення, модель даних, спосіб доступу. Спрощену схему класифікації СУБД подано на рисунку нижче.

Класифікація систем управління базами даних

Нині фактичним стандартом мови БД є мова SQL. Однак у деяких випадках доводиться користуватися й іншими мовами програмування, наприклад мовою VBA.

Розробники БД засобами СУБД та іншими мовами програмування можуть розробляти прикладні програми, за допомогою яких користувач натисканням однієї кнопки може отримати з БД необхідні дані або опрацювати їх за певним алгоритмом. Наприклад, обчислити суму реалізованих у супермаркеті певних товарів за добу, нарахувати заробітну платню працівникам фірми або отримати інформацію про наявність вільних місць у готелях що не дорожчі ніж 150 умовних одиниць за добу.

Отже, взаємодія користувача з БД може здійснюватися як засобами СУБД, так і за допомогою прикладних програм.

Сучасні БД мають величезні обсяги даних і зберігаються в комп’ютерних системах на жорстких магнітних дисках. Користувач позбавлений необхідності знати тонкощі фізичного розміщення даних на них. Ця функція повністю реалізується СУБД разом з операційною системою.

Важливою функцією СУБД є також керування транзакціями. Транзакція – це послідовність операцій над даними, яка сприймається СУБД як єдине ціле.

Якщо всі операції з послідовності виконано успішно, то вважається, що й транзакцію завершено успішно. Усі зміни даних, виконані за цією транзакцією, вносяться в зовнішню пам’ять. Проте, якщо хоча б одну операцію послідовності завершено невдало, транзакція вважається невиконаною і здійснюється «відкат» – скасування змін у всіх даних, виконаних у процесі транзакції, та повернення бази даних до початкового стану виконання транзакції.

До прикладу, якщо в системі продажу авіаквитків замовлення на квиток із будь-яких причин не виконано, у БД жодних змін щодо наявності квитків внесено не буде, тобто відбудеться «відкат».

Ще однією важливою функцією СУБД є так звана журналізація, під якою розуміють облік уведених у БД змін. Перед виконанням потрібних змін їх вносять до спеціального журналу. У разі апаратного або програмного збою БД можна повністю відновити за допомогою архівної копії БД і журналу.

Одним із засобів моделювання предметної галузі на етапі проектування БД є модель сутність – зв’язок. Основними поняттями такої моделі є сутність, атрибут і зв’язок.

Сутність – це деякий об’єкт реального світу. Вона має екземпляри, які відрізняються один від одного значеннями атрибутів. Атрибут – це властивість сутності. Зв’язок фактично встановлює взаємодію між сутностями.

До прикладу сутність ХОЛОДИЛЬНИК характеризується такими атрибутами, як назва, маса, ціна, потужність. Конкретний холодильник є екземпляром сутності ХОЛОДИЛЬНИК. Атрибут, що є унікальним, тобто однозначно визначає екземпляр сутності, називають ключем.

Зауваження: у реляційних БД сутності відповідає таблиця, а екземпляру – запис.

Ми в соціальних мережах

Залишити коментар

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*