Введение.

Компьютерыбылисозданыдлярешениявычислительныхзадач,однакосовременемонивсечащесталииспользоватьсядляпостроениясистемобработкидокументов,аточнее,содержащейсявнихинформации.Такиесистемыобычноиназываютинформационными.Вкачествепримераможнопривестисистемуучетаотработанноговремениработникамипредприятияирасчетазаработнойплаты,системуучетапродукциинаскладе,системуучетакнигвбиблиотекеит.д.Всевышеперечисленныесистемыимеютследующиеособенности:

• дляобеспеченияихработынужнысравнительнонизкиевычислительныемощности

• данные,которыеонииспользуют,имеютсложнуюструктуру

• необходимысредствасохраненияданныхмеждупоследовательнымизапускамисистемы

Другимисловами,информационнаясистематребуетсозданиявпамятиЭВМдинамическиобновляемоймоделивнешнегомирасиспользованиемединогохранилища-базыданных.

Базаданных—организованнаявсоответствиисопределённымиправиламииподдерживаемаявпамятикомпьютерасовокупностьданных,характеризующаяактуальноесостояниенекоторойпредметнойобластиииспользуемаядляудовлетворенияинформационныхпотребностейпользователей.

Длядальнейшегообсуждениянамнеобходимоввестипонятиепредметнойобласти:

Предметнаяобласть-частьреальногомира,подлежащаяизучениюсцельюорганизацииуправленияи,вконечномсчете,автоматизации.Предметнаяобластьпредставляетсямножествомфрагментов,например,предприятие-цехами,дирекцией,бухгалтериейит.д.Каждыйфрагментпредметнойобластихарактеризуетсямножествомобъектовипроцессов,использующихобъекты,атакжемножествомпользователей,характеризуемыхразличнымивзглядаминапредметнуюобласть.

Словосочетание"динамическиобновляемая"означает,чтосоответствиебазыданныхтекущемусостояниюпредметнойобластиобеспечиваетсянепериодически,аврежимереальноговремени.Приэтомодниитежеданныемогутбытьпо-разномупредставленывсоответствииспотребностямиразличныхгрупппользователей.

Отличительнойчертойбазданныхследуетсчитатьто,чтоданныехранятсясовместносихописанием,авприкладныхпрограммахописаниеданныхнесодержится.Независимыеотпрограммпользователяданныеобычноназываютсяметаданными.Врядесовременныхсистемметаданные,содержащиетакжеинформациюопользователях,форматыотображения,статистикуобращениякданнымидр.сведения,хранятсявсловаребазыданных.

Такимобразом,системауправлениябазойданных(СУБД)-важнейшийкомпонентинформационнойсистемы.ДлясозданияиуправленияинформационнойсистемойСУБДнеобходимавтойжестепени,какдляразработкипрограммынаалгоритмическомязыкенеобходимтранслятор.

Систе́мауправле́нияба́замида́нных(СУБД)—совокупностьпрограммныхилингвистическихсредствобщегоилиспециальногоназначения,обеспечивающихуправлениесозданиемииспользованиембазданных.

ОсновныефункцииСУБД:

• управлениеданнымивовнешнейпамяти(надисках);

• управлениеданнымивоперативнойпамяти;

• журнализацияизмененийивосстановлениебазыданныхпослесбоев;

• поддержаниеязыковБД(языкопределенияданных,языкманипулированияданными).

ОбычносовременнаяСУБДсодержитследующиекомпоненты(см.рис.):

• ядро,котороеотвечаетзауправлениеданнымивовнешнейиоперативнойпамятиижурнализацию,

• процессорязыкабазыданных,обеспечивающийоптимизациюзапросовнаизвлечениеиизменениеданныхисоздание,какправило,машинно-независимогоисполняемоговнутреннегокода,

• подсистемуподдержкивремениисполнения,котораяинтерпретируетпрограммыманипуляцииданными,создающиепользовательскийинтерфейссСУБД

• атакжесервисныепрограммы(внешниеутилиты),обеспечивающиеряддополнительныхвозможностейпообслуживаниюинформационнойсистемы.

КомпонентыСУБД

СозданиепервыхбазданныхиСУБДсталовозможнолишьспоявлениемдостаточнодешевыхипроизводительныхустройстввнешнейпамяти,какимисталижесткиедиски(винчестеры),появившиесявовторойполовине60-хгодов.В70-егодышлаинтенсивнаяразработкатеоретическихвопросовпостроениябазданных.Врезультатевначале80-хгодовнарынкепоявилисьмощныеинструментальныесредствапроектированияипостроенияинформационныхсистем.Однако,развитиеинформационныхтехнологийв90-хпривелокпоявлениюновых,болееширокихтребованийкобработкеипредставлениюданных.Такимобразом,теориябазданных,хотяирасполагаетвпечатляющимидостижениями,ещедалекаотзавершения.

Основныетерминыиопределения

Еслиговоритьобиспользованиивычислительнойтехники,тоглобальноможновыделитьдваосновныхнаправленияееразвития.

Первоенаправление–численныерасчеты.Историческионопоявилосьраньшеиспособствовалоразвитиюметодовчисленногорешениясложныхматематическихзадач,развитиюязыковпрограммирования,ориентированныхнарешениевычислительныхзадач.

Второенаправление–этохранениеиобработкаданных.Цельюлюбойинформационнойсистемыявляетсяхранениеиобработкаданныхокаких-либообъектахреальногомира.

Давайтерассмотримтакиеважныедлянаспонятиякак«данные»и«информация».Несмотрянаогромноеколичествоопределенийдляэтихпонятийостановимсянаследующихопределениях.

Информацияпредставляетсобойсведенияобокружающихчеловекапредметах,явленияхипроцессахиявляетсяобъектомтакихоперацийкаквосприятие,передача,преобразование,хранениеииспользование.

Когдаиспользуетсятермин«данные»,торечьидетобинформации,представленнойвформализованномвиде,пригоднойдляавтоматическойобработкипривозможномучастиичеловека.

Вширокомсмыслесловатермин«базаданных»(БД)–этосовокупностьсведенийоконкретныхобъектах.

ПрисозданииБДвосновномпреследуетсяцельупорядочитьданныепоразличнымпризнакам,чтобыиметьвозможностьизвлекатьизданныхнужнуюинформацию.

СозданиеБД,ееподдержка,управление,атакжедоступпользователейксамимданнымосуществляетсяпосредствомспециальныхпрограммныхпродуктов,называемыхсистемамиуправлениябазамиданных(СУБД).

ОсновнаяособенностьСУБД–этоналичиепроцедурдлявводаихранениянетолькосамихданных,ноиописанийихструктуры.

Файлы,снабженныеописаниемхранимыхвнихданныхинаходящиесяподуправлениемСУБД,сталиназыватьБД.

Интересно:

1)КомпанияYahooутверждает,чтоейудалосьпобитьмировойрекорд,создавсамуюбольшуюинагруженнуюбазуданныхвмире,котораяфункционируетнаосновесвободнойСУБДPostgreSQL.

ОбъёмзапущеннойYahooв2008годубазыданныхдостиг2петабайт.Системасозданадляаналитическихцелей,внейхранитсяисторияповеденияWeb-пользователей(утверждается,чтовмесяцсохраняютсяданныеополумиллиардепользователей).Помимопрочего,интернет-гигантзаявляет,чтоэтонетолькосамаябольшаяБДвмире,ноещёисамаянагруженная—всуткивнейрегистрируютсяданныео24млрдсобытиях.

УправлениембазамиданныхзанимаетсямодифицированнаяверсияСУБДPostgreSQL.ЭтосталовозможнымблагодаряпокупкеYahooкомпании-стартапаMahatTechnologies,изначальноработающейсPostgreSQL.КодсвободнойСУБДбылмодифицировандляработыстакимиогромнымиобъемамиинформации(одноизсамыхкрупныхизменений:ориентациянапоколоночноехранениевместотрадиционногопострочного,чтозамедляетзаписьнадиск,нообеспечиваетлучшуюскоростьдоступакданнымдляаналитическихцелей).Положительныйрезультатналицо:некоторыетаблицывбазесодержаттриллионыстрок,которыенепростолежатмертвымгрузомнадисках,номогутбытьзапрошеныиобработаныстандартнымSQL,встандартнойACID-совместимойсреде.

2)КаждыйгражданинИсландииимеетдоступксайтуÍslendingabók—генеалогическойбазеданных,содержащейинформациюородственныхсвязяхвсехисландцевначинаяс18века.Задачасоставлениятакойбазысмоглабытьрешенаблагодарянеоченьбольшомунаселениюгосударства(чутьболее300тысяч)итому,чтоИсландиянапротяжениисвоейисториибыласлабоподверженавлияниюкакэмиграции,такииммиграции.Многиемолодыелюдииспользуютэтотсайтдляпроверки,неявляетсялиимновыйвозлюбленныйкузеномиликузиной,чтобыисключитьвероятностьинцеста.Другоепопулярноеприменениесайта—проверкастепенисвоегородствасизвестнымиличностями.