Программные средства офисного назначения. Конспект лекций. Конспект лекций ПСОН. Конспект лекций по дисциплине Программные средства офисного назначения

• Название: Конспект лекций по дисциплине Программные средства офисного назначения
• Анкор: Программные средства офисного назначения. Конспект лекций
• Дата: 25.11.2022
• Размер: 274.5 Kb.
• Имя файла: Конспект лекций ПСОН.doc
• Тип: Конспект; #811300
• страница: 5 из 5

Тема 6. Системы управления базами данных

1. Понятие и классификация СУБД

2. Функции СУБД

3. Языки СУБД

4. Перспективы развития СУБД

1. Понятие и классификация СУБД

Системой управления базами данных (СУБД) называются типовые программные комплексы, предназначенные для формирования, поддержания, поиска и выдачи данных. Это сложные системы манипулирования данными, обеспечивающие создание общей базы данных для множества приложений, под­ержание ее в актуальном состоянии, централизованное управление хранимыми данными, простой доступ к ним.

Классификация СУБД:

• 
  по типу используемой модели СУБД подразделяются на иерархические, сетевые, реляционные и объектно-ориен­тированные;
  
• 
  по характеру использования - на персональные (Peradox, Clipper, Access, VisualFoxPro) и многопользовательские (Oraci, Informix).
  

Персональные СУБД обеспечивают создание персональных данных и недорогих приложений, работающих с ними, со­здание приложений, работающих с сервером базы данных. Мно­гопользовательские СУБД включают сервер базы данных и кли­ентскую часть, работают в неоднородной вычислительной сре­де, допускающей разные типы ЭВМ и различные операционные системы. На базе таких СУБД создаются информационные сис­темы, функционирующие по технологии «клиент-сервер».

2. Функции СУБД

Функциями СУБД являются:

1. 
   управление данными непосредственно в базе данных. Функция обеспечивает управление и хранение входя­щих в базы данных, служебной информации, обеспечи­вающей работу СУБД;
   
2. 
   управление данными в памяти компьютера. Функция обеспечивает ускорение работы СУБД за счет использо­вания буферизации данных в оперативной памяти ком­пьютера и использования той части базы, которая необ­ходима для решения конкретной задачи пользователем;
   
3. 
   управление манипуляциями над данными. Функция обес­печивает поддержку логической целостности базы дан­ных в многопользовательских системах, выполнение ряда операций над базой данных, как над единым целым;
   
4. 
   управление изменениями в базе данных и протоколиро­вание. Функция обеспечивает надежность хранения дан­ных, возможность СУБД восстанавливать состояние базы данных в аварийных ситуациях;
   
5. 
   поддержка языков базы данных. Функция обеспечива­ет поддержку специальных языков, называемых язы­ками баз данных. Обычно в СУБД поддерживается еди­ный язык, содержащий все необходимые средства, начиная от создания базы данных и до обеспечения пользо­вательского интерфейса при работе с данными.
   

3. Языки СУБД

СУБД является промежуточным звеном между приклад­ными программами и базами данных. Общение между при­кладной программой и СУБД осуществляется на уровне язы­ков описания и манипулирования данными.

Язык описания данных (ЯОД) называют языком определе­ния данных. Описание данных средствами этого языка называ­ется схемой базы данных и обеспечивает описание логической структуры данных и налагаемых на нее ограничений деятель­ности в рамках правил, регламентированных моделью данных. С помощью языка создаются описания элементов, групп и запи­сей данных, а также взаимосвязей между ними, которые обыч­но задаются в виде таблиц. Язык описания данных может быть составной частью языка данных, сочетающего возможности оп­ределения данных и манипулирования ими, с его помощью со­здается не сама база данных, а лишь ее описание.

Язык манипулирования данными (ЯМД) предназначен для выполнения операций с базой данных, позволяет запраши­вать операции над данными из базы данных, содержит набор операторов манипулирования данными, позволяющих зано­сить данные, удалять, модифицировать или выбирать их. Как и язык описания данных, язык манипулирования данными не обязательно выступает в качестве синтаксически самосто­ятельного языка СУБД.

В настоящее время имеются многочисленные примеры язы­ков СУБД, объединяющих возможности описания данных и ма­нипулирования ими в единых синтаксических рамках. В таких СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык, содержащий все необходимые средства для работы с базой дан­ных и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с различными базами данных. Наиболее популярным для реля­ционных СУБД является язык SQL.

Некоторые СУБД располагают языками, которые помимо на­званных функций, обладают управляющими структурами и други­ми средствами, свойственными традиционным языкам программирования. Благодаря этому они могут использоваться как функцио­нально полное средство для создания прикладных программ и для формулировки запросов пользователей к базе данных. Такие языки называют автономными языками, или языками запросов, однако для многих приложений функциональных возможностей автоном­ных языков оказывается недостаточно. Наиболее популярными для реляционных СУБД являются языки SQL, Quel, dBase/R:Rase.

Структурированный язык запросов( SQL) обеспечивает ма­нипулирование данными, является стандартным средством дос­тупа к серверу базы данных.

Языки конечных пользователей позволяют разрабатывать приложения быстрее, реализовать именно те алгоритмы, кото­рые необходимы пользователю в момент разработки приложе­ний, снижать себестоимость программной реализации систе­мы, упрощать весь процесс ее разработки.

4. Перспективы развития СУБД

Перспективы развития СУБД:

1. 
   разработка баз данных сложных объектов, обеспечива­ющих выполнение операций со сложно структурирован­ными объектами;
   
2. 
   разработка активных баз данных, выполняющих не толь­ко действия, указанные пользователем, но и дополни­тельные действия в соответствии с правилами, заложен­ными в саму базу данных;
   
3. 
   разработка темпоральных баз данных, используемых в качестве надстроек над реляционной базой данных и позволяющих поддерживать исторические данные сис­темы, обеспечивая решение задачи интеграции неодно­родных баз данных в единую глобальную систему;
   
4. 
   разработка объектно-ориентированных баз данных, обес­печивающих проектирование сложных информацион­ных систем, для которых технология предшествующих баз данных не была удовлетворительной;
   
5. 
   разработка распределенных баз данных, обеспечивающих выполнение функций хранения, управления данными в нескольких узлах и передачи данных между этими уз­лами в процессе выполнения запросов. В условиях де­централизации обеспечивается высокая степень одновре­менности обработки вследствие распределения нагруз­ки, улучшенное использование данных на местах при выполнении удаленных дистанционных запросов, про­стота и незначительные затраты на осуществление про­цесса управления.
   

Контрольные вопросы:

1. 
   Дайте определение СУБД.
   
2. 
   Классификация СУБД
   
3. 
   Для чего предназначены языки СУБД?
   
4. 
   Для сего предназначен язык описания данных?
   
5. 
   В чем состоит назначение языка манипулирования данными?
   
6. 
   Для чего предназначен язык SQL?
   
7. 
   Перспективы развития СУБД.
   

Тема 7. Базы данных

1. Понятия и требования к базе данных

2. Понятие модели описания данных

3. Иерархическая модель

4. Сетевая модель

5. Реляционная модель

1. Понятия и требования к базе данных

База данных представляет собой взаимосвязанную сово­купность данных, определенным образом организованных, хра­нящихся во внешней памяти при такой минимальной избы­точности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений.

Базы данных должны обеспечивать:

1. 
   простоту, легкость и гибкость работы с данными — пользователи должны четко представлять, какие данные име­ются в их распоряжении, располагать соответствующими ме­тодами доступа к ним;
   
2. 
   целостность данных — в базе данных должна хранить­ся информация полная, непротиворечивая, необходимая и до­статочная для функционирования приложений;
   
3. 
   безопасность хранения данных — достигается шифро­ванием прикладных программ и данных, использованием за­щиты паролем, поддержкой уровня доступа к базе данных и к отдельной ее таблице;
   
4. 
   простоту внесения изменений, в результате чего база данных может изменяться без нарушения способов использо­вания данных;
   
5. 
   гибкие организационные формы эксплуатации, обеспе­чивающие разработку приложений легче, быстрее, дешевле;
   
6. 
   функционирование в сети — использование средств уп­равления доступом пользователей к совместно используемым данным;
   
7. 
   централизованное управление информационными ресур­сами, поддержку данных для всех приложений, многократ­ное использование данных; независимость данных от изменя­ющихся внешних условий;
   
8. 
   поддержку взаимодействия с Windows-приложениями, что позволяет внедрять в разрабатываемые отчеты сведения, хранящиеся в файлах, созданных с помощью других прило­жений (в Word, Excel);
   
9. 
   отсутствие проблемы контроля избыточности данных вследствие их интеграции, однократного ввода и многократ­ного использование благодаря устранению дублирования.
   

База данных должна характеризоваться: незначительными затратами на разработку и минимальными затратами на внесе­ние изменений, низкой стоимостью хранения данных, доста­точной производительностью работы, достоверностью и секрет­ностью данных, их защитой от искажения и уничтожения.

2. Понятие модели описания данных

Модель данных описывает набор базовых признаков, ко­торыми должны обладать все конкретные СУБД и управляе­мые ими базы данных.

Типы объектов предприятия, для управления которыми создается информационная технология, изменяются во вре­мени достаточно редко, поэтому и структура данных для этих объектов достаточно стабильна. По этой причине возможно построение информационной базы с постоянной структурой и изменяемыми значениями данных. Взаимосвязи между логи­ческими записями и элементами базы данных классифициру­ются по следующим видам:

1. 
   «один к одному», когда одна запись может быть связа­на только с одной записью;
   
2. 
   «один ко многим», когда одна запись взаимосвязана со многими другими;
   
3. 
   «многие ко многим», когда одна и та же запись может входить в отношения со многими другими записями в различных вариантах.
   

Названные варианты взаимосвязей определяют три основ­ные модели баз данных: иерархическая, сетевая и реляционная.

3. Иерархическая модель

Иерархическая модель предполагает использование для опи­сания базы данных древовидных структур, состоящих из опре­деленного числа уровней. «Дерево» представляет собой иерар­хию элементов, называемых узлами. В качестве примера про­стой иерархической структуры можно привести административную структуру высшего учебного заведения, элементам которой являются: «Университет» — «Факультет» — «Группа». Пример построения иерархической структуры приведен на рис. 1.



Рис. 1. Пример построения иерархической структуры
Принципы построения иерархической структуры:

1. 
   иерархия всегда начинается с главного узла;
   
2. 
   главный узел называется корневым или просто корнем, причем одно дерево может иметь только один корень;
   
3. 
   узел может содержать один или несколько атрибутов, описывающих находящийся в нем объект;
   
4. 
   порожденные узлы могут встраиваться в «дерево» как в горизонтальном так и в вертикальном направлении;
   
5. 
   доступ к порожденным узлам возможен только через исходный узел, поэтому существует только один путь доступа к каждому узлу.
   

Достоинством модели является наличие промышленных си­стем управления базами данных, поддерживающих ее, про­стота понимания принципа иерархии. Однако такая система обладает жесткой, заранее задаваемой структурой, что не по­зволяет осуществлять классифицирование объектов по не пре­дусмотренным ее схемой признакам. Иерархия усложняет опе­рации включения информации о новых объектах и удаления устаревшей информации из базы данных, что затрудняет ис­пользование системы.

4. Сетевая модель

Сетевая модель описывает данные и отношения между ними в виде ориентированной сети. Такая модель представ­ляется в виде диаграммы связей, когда каждый порожден­ный элемент в отношениях имеет более одного исходного и может быть связан с любым другим элементом структуры. Например, в структуре управления учебным заведением по­рожденный элемент «Студент» может иметь не один, а два исходных элемента: «Студент» — «Учебная группа» и «Сту­дент» — «Комната в общежитии». Взаимосвязь между объек­тами сетевой структуры приведена на рис. 2.



Рис. 2. Взаимосвязь между объектами сетевой структуры

Сетевые структуры могут быть многоуровневыми и иметь разную степень сложности. База данных, описываемая сете­вой моделью, состоит из областей, каждая из которых состоит из записей, а последние — из полей. Недостатком сетевой модели является ее сложность, возможность потери незави­симости данных при реорганизации базы данных, возмож­ность нарушения логического представления данных при ро­сте базы данных.

5. Реляционная модель

Реляционная модель имеет в своей основе понятие «отно­шения», и ее данные формируются в виде таблиц. Реляцион­ная база данных воспринимается ее пользователем как сово­купность таблиц, каждая из которых имеет свое название. Например, одна таблица может представлять номенклатуру поставляемых материалов, вторая — поставщиков соответству­ющих материалов, третья — связывать две таблицы и отра­жать особенности поставки. Минимальным объектом действий, сохраняющим структуру таблицы, является строка таблицы (кортеж), состоящая из ячеек таблицы (полей). Каждый стол­бец таблицы соответствует только одной компоненте этого отношения. С логической точки зрения реляционная база дан­ных представляется множеством двумерных таблиц различ­ного предметного наполнения.

Достоинства реляционной модели: простота построения, до­ступность понимания, возможность эксплуатации базы данных без знания методов и способов ее построения, независимость дан­ных, гибкость структуры и другие. Недостатки модели: низкая производительность по сравнению с иерархической и сетевой моделями, сложность программного обеспечения, избыточность.
Контрольные вопросы

Что понимается под базой данных?

Перечислите требования к базе данных

Для чего предназначена модель описания данных?

Какие виды связей вы знаете?

Характеристика, достоинства и недостатки иерархической модели данных.

Характеристика, достоинства и недостатки сетевой модели данных.

Характеристика, достоинства и недостатки реляционной модели данных.