1. Понятия «данные», «информация», «база данных», «субд», «банк данных». Классификация субд

Целью любой информационной системы является хранение и обработка данных о каких-либо объектах реального мира.

Давайте рассмотрим такие важные для нас понятия как «данные» и «информация». Несмотря на огромное количество определений для этих понятий остановимся на следующих определениях.

Информация представляет собой сведения об окружающих человека предметах, явлениях и процессах и является объектом таких операций как восприятие, передача, преобразование, хранение и использование.

Когда используется термин «данные», то речь идет об информации, представленной в формализованном виде, пригодной для автоматической обработки при возможном участии человека.

В широком смысле слова термин «база данных» (БД) – это совокупность сведений о конкретных объектах.

При создании БД в основном преследуется цель упорядочить данные по различным признакам, чтобы иметь возможность извлекать из данных нужную информацию.

Создание БД, ее поддержка, управление, а также доступ пользователей к самим данным осуществляется посредством специальных программных продуктов, называемых системами управления базами данных (СУБД).

Основная особенность СУБД – это наличие процедур для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры.

Файлы, снабженные описанием хранимых в них данных и находящиеся под управлением СУБД, стали называть БД.

2. Функции субд.

С точки зрения пользователя, СУБД реализует функции хранения, изменения (добавления, редактирования и удаления) и обработки информации, а также разработки и получения различных выходных документов.

СУБД также выполняет функции, которые называют низкоуровневыми:

• управление данными во внешней памяти;

• управление буферами оперативной памяти;

• управление транзакциями;

• ведение журнала изменений в базе данных;

• обеспечение целостности и безопасности базы данных.

Методы и алгоритмы управления данными являются «внутренним делом» СУБД и прямого отношения к пользователю не имеют. Качество реализации этой функции наиболее сильно влияет на эффективность работы специфических информационных систем, например, работающих с огромными базами данных, со сложными запросами, осуществляющих большие объемы обработки данных.

Буферизация данных и как следствие реализация функции управления буферами оперативной памяти обусловлена тем, что объем оперативной памяти меньше объема внешней памяти.

Буферы представляют собой области оперативной памяти, предназначенные для ускорения обмена данными между внешней и оперативной памятью. В буферах временно хранятся фрагменты базы данных, данные из которых предполагается использовать при обращении к СУБД или планируется записать в базу данных после обработки.

Механизм транзакций используется в СУБД для поддержания целостности данных в базе. Транзакцией называется некоторая неделимая последовательность операций над данными базы данных, которая отслеживается СУБД от начала до завершения. Если по каким-либо причинам (сбои и отказы оборудования, ошибки в программном обеспечении, включая приложение) транзакция остается незавершенной, то она отменяется.

Ведение журнала изменений в базе данных (журнализация изменений) выполняется СУБД для обеспечения надежности хранения данных в базе при наличии аппаратных сбоев и отказов, а также ошибок в программном обеспечении.

Журнал СУБД – это особая база данных или часть основной базы данных, непосредственно недоступная пользователю и используемая для записи информации обо всех изменениях базы данных. В различных СУБД в журнал могут заноситься записи, соответствующие изменениям в СУБД на разных уровнях: от минимальной внутренней операции модификации страницы внешней памяти до логической операции модификации базы данных (например, вставки записи, удаления столбца, изменения значения в поле) и даже транзакции.

Обеспечение целостности базы данных составляет необходимое условие успешного функционирования базы данных, особенно для случая использования базы данных в сетях. Целостность базы данных есть свойство базы данных, означающее, что в ней содержится полная, непротиворечивая и адекватно отражающая предметную область информация. Поддержание целостности базы данных включает проверку целостности и ее восстановление в случае обнаружения противоречий в базе данных. Целостное состояние базы данных описывается с помощью ограничений целостности в виде условий, которым должны удовлетворять хранимые в базе данные. Примером таких условий может служить ограничение диапазонов возможных значений атрибутов объектов, сведения о которых хранятся в базе данных, или отсутствие повторяющихся записей в таблицах реляционных баз данных.

Обеспечение безопасности достигается в СУБД шифрованием прикладных программ, данных, защиты паролем, поддержкой уровней доступа к базе данных и к отдельным ее элементам (таблицам, формам, отчетам и т.д.).