Создание и система управления базами данных

Бирюкова Олеся Юрьевна. Создание и система управления базами данных.

Федеральное государственное бюджетное 
образовательное учреждение высшего образования

Московский Технологический Университет



Институт: Физико-технологический институт

Кафедра: «Аппаратное, программное и математическое обеспечение вычислительных систем»





Реферат по дисциплине

«Информатика»

на тему:

«Создание и система управления базами данных.»







Студентка: Бирюкова Олеся Юрьевна

Группа: ВТ-3, 1 курс

Форма обучения: очная

Доля авторского текста (оригинальности) 

в результате автоматизированной проверки составила ______%.

Работа защищена на оценку ____________ «___» _____________ 2016  г.



Преподаватель: к.ф.-м.н., доцент Шмелева А. Г.











Москва, 2016 г.




                                                        Содержание
ВВЕДЕНИЕ………………......…………………………………………………….......3

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ БД..........................................................3
Этапы проектирования базы данных……………………………………...5
Задачи проектирования базы данных……………………………………..6
Виды моделей данных……………………………………………………...7
ПОНЯТИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ………………..10
Функции СУБД…………………………………………….........................10
Классификация СУБД……………………………………………………..11
Файловые и страничные системы хранения информации……………....12
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………15
ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………………..16














                                                 ВВЕДЕНИЕ.
Как часто мы с вами задумываемся о том, что в наше время высоких технологий люди просто не могут обойтись без компьютеров, интернета и прочей техники, которая в разы облегчает нашу жизнь? 
Согласитесь, сейчас без применения базы данных нелегко представить себе мир информационных технологий. Ведь вы должны знать о том, что многим организациям и предприятиям тяжело функционировать при отсутствии прогрессивной информационной системы, потому что она даёт возможность сделать автоматическими получение и обработку данных, а для содержания этих данных строится, соответственно, база данных. 
Признайте, что во время такого активного развития и процветания технологий возрастает количество информации, и увеличиваются требования к повышению скорости обработки данных, что, к сожалению, не может выполняться вручную, и поэтому мы прибегаем к использованию компьютерных технологий.  

                         ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ БД.
Каковы же всё-таки принципы создания базы данных? Прежде, чем начать говорить о них, думаю, следует обратиться к самому понятию БД. База данных – это множество информации, которая  показывает устройство объектов и их связь в конкретной сфере. Мне кажется, чтобы понять важность роли БД в системе информационных технологий, необходимо немного рассказать о её функциях. Обратимся же к рисунку 1.    ?

                                      «Рисунок 1-функции баз данных.»  
? Хранение данных – это единый процесс, включающий в себя предоставление   доступности и сохранности данных. 
? Защита данных – предохранение данных от специального или же случайного их обнаружения.
? Обновление данных – переработка информации, которая изначально уже присутствуют в БД.
? Поиск и отбор данных –  один из наиболее простых способов для осуществления поиска какой-либо информации в БД. 
? Формирование отчётов – это исправленное изображение данных, выводящихся на экран или  файл.
Так вот, немного ознакомившись с сущностью функций БД, можно перейти к главным положениям образования базы данных. К ним относятся: 
? Быстрое действие (время отклика на запрашивание информации). Важно сказать, что время отклика - интервал с момента запрашивания к БД до принятия сведений.
? Элементарность пополнения данных.
? Независимость данных – допустимость трансформации физического и логического устройства БД без изменения представлений пользователей.
? Объединённое применение сведений пользователями.
? Безопасность данных – сохранение информации от умышленного или неумышленного несоблюдения её секретного содержания.
? Стандартизация создания и использования БД.
? Сообразное описание материала определённой предметной области.
? Несложный интерфейс пользователя. [1]
Надо бы также добавить, что для облегчения устройства базы данных важно улучшение быстродействия, а это, к сожалению, затормаживает процесс пополнения информации и повышает её излишек. 
Этапы проектирования базы данных.
Хочется сказать о том, что в нашей жизни существует множество этапов, будь то этапы формирования личности, этапы в отношениях или в продвижении карьеры. Вся наша жизнь состоит из определённых этапов, то есть ступенек, через которые мы обязательно должны переступить, дабы продвинуться дальше. Также и в базе данных есть определённые стадии, которые обязательно нужно осуществить. Поговорим о них подробнее.
1. Концептуальное проектирование – создание формализованной модели предметной области. Она создаётся путём типовых способов языка, чаще всего графических, скажем, ER- диаграмм.
Преимущественные компоненты данной модели:
? Отображение объектов предметной области и их взаимодействия друг с другом.
? Отображение информационной нужды пользователей 
? Отображение алгоритмических обусловленностей между определёнными данными
? Отображение ограничений целостности, а именно спроса к возможным значениям данных.
2. Логическое проектирование – формирование схемы базы данных на основании определённой модели данных ,скажем, реляционной – множество информации, представляющей собой комплект двумерных табличек.
3. Физическое проектирование – осуществление даталогической модели при помощи определённой СУБД и равным образом выбор постановлений, которые объединены с вещественной сферой хранения данных: осуществление возможности методов руководства дисковой памятью, способов получения данных, их сжатия. Все данные вопросы решаются должным образом способами определённой СУБД и спрятаны от создателя БД.
На ступени инфологического конструирования в течение накопления знаний о предметной области необходимо узнать:
? Базисные объекты предметной области. 
? Принадлежность объектов. 
? Согласование между конкретными объектами.
? Главные требования к БД. [2]
Задачи проектирования базы данных.
Задачи…как много в нашей жизни мы выполняем задач. Мы встаём по утрам, умываемся, завтракаем и идём на работу или учёбу, чтобы выполнить определённые задачи для себя: получить новые знания или же получить зарплату в конце месяца. Мы ставим перед собой задачу пойти в магазин, чтобы приготовить вечером ужин, художник, например, покупает определённый холст, чтобы создать картину, ведь это его основная задача. Можно долгое время перечислять задачи каждого из нас, поэтому я предлагаю поговорить о задачах проектирования базы данных. В них входят:
? Создание условий для хранения в БД нужных данных.
? Предоставление возможности для осуществления  принятия информации по важным запросам. 
? Уменьшение излишек и копирования данных.
? Предоставление единства информации: ликвидация несоответствий в содержании информации и ликвидация её утрат.
Вот, казалось бы, всего какие-то 4 задачи, а какую они имеют важность для общего процесса! Рассказав об этих задачах, мне хотелось бы перейти к видам моделей данных, чтобы ознакомить вас с ними.
Виды моделей данных.
Безусловно, нельзя не сказать о том, что формирование данных принимается во внимание с положения какой-либо модели данных, и она именно тот фундамент всякой базы данных. Ведь с помощью модели данных  показываются объекты предметной области и их взаимная зависимость. 
Хочу отметить, что модель данных –  большое количество строений данных, сокращение общности, действий по управлению данными. Применение моделей необходимо для представления данных в ИС. 
Всего существует три разновидности моделей данных: иерархическая, сетевая , реляционная. Давайте же поговорим про каждую из них отдельно. 
? Иерархическая модель данных. 
Она состоит из категории компонентов, имеющих тесную взаимосвязь, поддерживаемую определёнными правилами. Объединённые иерархическими отношениями объекты создают ориентированный граф, то есть перевёрнутое дерево. Обратимся к рисунку 2, чтобы рассмотреть это дерево.  
                                                
                                         « Рисунок 2-вид перевёрнутого дерева.»
Главные представления иерархической структуры включают в себя узел, уровень, связь. 
Важно сказать, что узел – множество свойств данных, которые изображают некий объект. На рисунке 2 узлы являются вершинами графа, и всякий узел на уровне ниже связан только с одним узлом, который фигурирует на уровне выше. 
У иерархического дерева имеется одна вершина, пребывающая на верхнем уровне. Подчинённые узлы стоят на уровнях много ниже верхнего. К той и другой записи базы данных есть только одна траектория от вершины. Для наглядного примера рассмотрим рисунок 3.  
                                                                       
                                      « Рисунок 3- иерархическая структура.»

 ?Сетевая модель данных.
Следует заметить, что в данной структуре, в противоположность иерархической, всякий компонент способен связаться с каким угодно иным компонентом, что ,собственно, видно на изображении 4.
                                                                         
                        « Рисунок 4- пример сетевой модели данных. »
В этой таблице находится информация о студентах, которые решили принять участие в научных работах. Мы видим, что один студент может принять участие в нескольких работах или же, наоборот, некоторое количество ребят может взяться за исследование одной работы. [3]
? Реляционная модель данных.
Теперь перейдём к следующей модели данных, то есть реляционной. Она направлена на то, чтобы сформировать определённую информацию в качестве двумерной таблицы. Всякая реляционная табличка является двумерным массивом и имеет ряд некоторых свойств:
 ?Всякий элемент таблички – это только единственный компонент данных.
? Каждый столбец подобен, то есть у него абсолютно такой же тип и такая же длина.
? У всякого столбца есть своё неповторимое имя.
? В табличке не существует однотипных строк.
? Последовательность строк и столбцов  разная.
Давайте же рассмотрим табличку на изображении 5.
                                                                
                       «Рисунок 5- реляционная модель.»

                 ПОНЯТИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БД.
Итак, ознакомимся, непосредственно, с самой системой управления базами данных.
СУБД – объединение программных и языковых способов, очень важных для организации баз данных, сохранения их в действующем состоянии, возможности нахождения важных для пользователей данных.
Думаю, чтобы лучше разобраться в СУБД и её роли в информационных технологиях, надо побольше поговорить о её функциях, классификации и режиме работы пользователей с системой управления базами данных.
Функции СУБД.
А что же такое функции? Это осуществление каких-либо конкретных действий, задач. Люди  выполняют определённые функции, например, репродуктивную, чтобы создавать потомство, психологической защиты, то есть оказание эмоциональной поддержки членов семьи; социализации – умение усваивать и соблюдать правила и законы, установленные в данной обществе. Так и в СУБД тоже есть свои важные функции, о которых мы сейчас узнаем.
? Руководство информацией во внешней памяти.
? Руководство данными в оперативной памяти с помощью дискового кэша. 
? Журнализация видоизменений, резервная копия, возобновление баз данных впоследствии сбоев.
? Обеспечение языков БД.
Вдобавок в СУБД входят следующие составляющие:
? Ядро, отвечающее за журнализацию, руководство информации во внешней, оперативной памяти.
? Процессор языка базы данных, снабжающий рационализацию запросов на приобретение, модификацию данных, образование машинно-независимого осуществляемого внутреннего кода. 
 ?Подсистема поддержания времени выполнения, разъясняющая программы по управлению информацией, основывающей интерфейс пользователей с СУБД. 
? Программы сервисов, оснащающие вспомогательные шансы по содержанию ИС.
А какова классификация СУБД?

Нельзя не упомянуть о том, что существует три основных вида классификации по модели данных, о которых было написано и разъяснено выше: иерархические, сетевые и реляционные. Но помимо главных типов есть ещё и другие, дополнительные, речь о которых сейчас и пойдёт.
? Объектно-ориентированные. Они владеют базами данных, где данные воспроизводятся в форме каких-либо объектов, их характеристик, средств и классификаций.
Объективно-ориентированные СУБД увеличивают языки программирования, внедряя продолжительную информацию, её возобновление, объединённые запросы и многое другое. Примером является GemStone.
? Объектно-реляционные. Они разрешают с помощью усиленных устройств баз данных, а также языков запросов пускать в ход средства объектно-ориентированного подхода, то есть классы, объекты и наследование. Нередко реляционные СУБД есть именно объектно-ориентированные, например, Postgre SQL, Microsoft SQL Server.
Вообще, на самом деле СУБД можно разделить на две группы:
? Профессиональные. Они являются фундаментом программы с целью создания автоматических средств  руководства экономическими объектами. На их основе осуществляются методы регулирования, обработка данных больших корпораций, банков. Посредниками  являются Informix, Progress, Oracle и прочие.
? Персональные. Как мы видим, они направлены на решение вопросов местных пользователей или же небольшой их группы. Нужны также для того, чтобы применять их на ПК. К персональным СУБД относятся Access, Paradox, FoxPro и другие.
По мере распределённости существуют:
? Локальные СУБД, то есть его части находятся на одном компьютере.
? Распределённые СУБД, то есть его части находятся на нескольких компьютерах.
По методу доступа к БД:
? Файл-серверные. Информация помещается на файл-сервере, а также СУБД находится на компьютере клиента. Доступ к информации происходит путём локальной сети.
? Клиент-серверные. Такая СУБД находится на сервере с БД, а также реализовывает доступ к БД в режиме монополии. Запросы клиентов производятся централизованно этой СУБД.
? Встраиваемые. Такая СУБД может быть компонентом какой-то программной выработки, которой не нужны операции автономной сборки, и она предназначена для группового применения в сети. [2]
Ну вот, поговорив немного о классификации СУБД, настало время перейти к следующей подтеме.
Файловые и страничные системы хранения информации.
Хранение…что же это такое? Например, это вещи, которые мы оставляем в память о ком-то, которые убираем  в дальний уголок шкафа и периодически достаём, чтобы снова попытаться пережить моменты прожитых дней. Несомненно, вы согласитесь со мной, что это наши воспоминания об определённых людях, которые мы тщательно стараемся сберечь, дабы не забыть их улыбку, голос или смех, потому что для нас это очень важно. Равным образом и СУБД может хранить определённую информацию, но делает это несколькими способами, речь о которых пойдёт ниже.
Физическое формирование информации проявляет первостепенное воздействие на используемые характеристики той базы данных, которая конструируется, потому что на данной ступени начинает реализироваться её прикрепление к физической памяти. 
Если мы знаем о том, как немалое количество СУБД чисто физическим образом сохраняет информацию во внешней памяти, то осведомлённость в форматах текущего хранения, а в частности о надлежащих способах доступа, может посодействовать нам в конструировании баз данных, имеющих установленную продуктивность.
И, конечно, ввиду того, что основополагающими  системами хранения и доступа являлись устройства файлов, СУФ( средства управления файлами), то при процессе СУБД применялись методы СУФ с целью выполнения работы с файлами, где показывалась хранимая информация либо единственной базы данных, либо некоторое их количество.
Но, к большому сожалению, разносторонняя аппаратура ведения устройствами файлов, которая создавалась с целью урегулирования установленных задач для работы с файлами, делается очень непродуктивной из-за повышения размеров  хранимых данных, а именно в сфере нестандартных задач хранения и руководства информацией СУБД. По этой причине случилось медленная трансформация от использования файлов базовых устройств к прямому ведению распределения  хранимой информацией во внешней памяти СУБД. [1]
Отсюда следует, что всего существует два режима, которые применяет система управления базами данных для ведения хранимой информацией:
? Руководство системой файлов.
? Руководство внешней памятью без файлов.
Стоит обратить внимание на то, что аппаратура, которая используется в системах файлов, стала осуществлять хранение страничных систем данных. 
Думаю, нельзя также не сказать о том факте, что место, предназначенное для базы данных, на оборудованиях внешнего типа размещается такими средствами, как:
? Файлы. Здесь доступ к диску выполняется операционной системой, ведь это предоставляет нам некоторое превосходство, скажем, в работе со средствами файлов в ОС.
? Разделы диска. Здесь со строением внешнего прибора работает именно СУБД. В то же самое время добивается достаточно большая продуктивность, и диски хорошо действенны для повышения процедуры записи данных. 
Давайте же  установим  некоторые представления, которые объединены с трудностями конструирования физической стадии БД.
 ? Хранимая запись. Думаю, стоит осознать, что хранимая запись подразумевает под собой запись, сделанную определённым образом, которая содержится во внешней памяти. Основываясь на сходстве с логическими записями, разумно отзываться об экземпляре хранимой записи того или иного типа и о самом типе этой записи.
? Способ доступа. О нём мы можем сказать, что это множество программных и технических приёмов, которые предоставляют выполнимость выборки информации и её хранения, находящейся, соответственно, во внешней памяти. 
Нужно сказать, что при вырабатывании средств доступа необходимы 2 элемента:
? Структура памяти.
? Механизм поиска.
Говоря о структуре, можно отметить, что существуют всего 2 вида внешней памяти:
? Память, имеющую порядковый доступ.
? Память, имеющую непосредственный доступ.
Нельзя не согласиться с тем, что предпочтение каких-либо средств доступа устанавливается рассмотрением продуктивности операций с базой данных. Чаще всего нынешние СУБД применяют некоторое количество способов доступа к записям, которые хранятся.
Отсюда следует, что в целом конструирования физической БД –  ход образования действенного физического осуществления в соответствии с установленной логической конструкцией, который основывается на информационных спросах пользователей.
Также существуют 2 задачи, возникающие в течение этого конструирования:
? Описание средств доступа.
? Размещение, руководство внешней памятью.

                                             ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
И всё же, как часто мы с вами задумываемся о том, что в нынешнее время, время 21 века, людям не просто обойтись без компьютерных технологий? Признайте, выходит это довольно-таки редко.
 Мы уделяем много внимания таким вещам, как дом, семья, работа, быт, но совершенно забываем о том, что сейчас без информационных технологий нам трудно будет выполнять какие-либо несложные операции.
Даже в данным момент, печатая этот текст, я использую свой компьютер, а не альбомные листы и шариковую ручку, и, соответственно, в дальнейшем я сохраню эти данные на  компьютере. Так просто, не правда ли? Нужно признать, что база данных во многом упрощает жизнь не только мне, но и всем пользователям ПК. 
Хранение, использование, обработка данных - вот то, без чего не может обойтись современный человек, и с этим нельзя не согласиться.

                                            ЛИТЕРАТУРА.
1. Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. — М.: Финансы и статистика, 2002. — 800 с.
2. Кузнецов С. Д. Основы баз данных. — 2-е изд. — М.: Интернет-университет информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. — 484 с. 
3. Гарсиа-Молина Г., Ульман Дж., Уидом Дж. Системы баз данных. Полный курс = Database Systems: The Complete Book. — Вильямс, 2003. — 1088 с........................