Файл: Тема концепция управления данными в современных информационных системах Цель лекции.docx

ТЕМА 1. Концепция управления данными в современных информационных системах
Цель лекции: рассмотреть основные понятия курса, компоненты банка данных, классификацию и свойства баз данных.

Ключевые слова: информация, база данных, банк данных, файл, СУБД, доступ, модель данных, свойства, архитектура, приложение.
План лекции

1. 
   Цели и задачи курса «Управление данными»
   
2. 
   Основные понятия курса.
   
3. 
   Определение банка данных. Преимущества БнД. Компоненты банка данных.
   

4. Классификация баз данных. Свойства базы данных
1. Важность подготовки человека к быстрому восприятию и обработке больших объемов информации ведет к необходимости обучения современными средствами, методами и технологиями. В настоящее время возросла необходимость не просто освоения и накопления информации, а обучения такой технологии работы с информацией, которая позволяет извлекать информацию из различных источников, представлять ее в понятном виде и эффективно использовать в принятии решений.

В наши дни информация коснулась всех сторон общественной жизни, ее результаты отслеживаются практически в любой сфере человеческой деятельности. Мощный информационный поток связан с появлением и внедрением передовых компьютерных информационных технологий. Профессиональная подготовка современного специалиста включает в себя обязательное изучение технологий баз данных для организации сбора, хранения и эффективного доступа к разнообразным информационным ресурсам.

Цель дисциплины «Управление данными» - формирование у студентов теоретических знаний в области управления, хранения и обработки данных, а также практических навыков по проектированию и реализации эффективных систем хранения и обработки данных.

Задачи:

- сформировать знания основных понятий и подходов к построению баз данных;

- сформировать умение построить модель предметной области и создать соответствующую ей базу данных;

- изучить язык SQL как стандарта для работы с реляционными базами данных;

- формулировать запросы к БД;

- использовать современные СУБД для обработки баз данных, представлять данные с помощью различных моделей;

---

- получить навыки практического проектирования БД и построения информационных приложений с использованием конкретной СУБД.

В процессе изучения дисциплины «Управление данными» студенты смогут проектировать базы данных, создавать объекты базы данных средствами языка SQL, владеть приемами программирования на языке SQL, разрабатывать собственные многопользовательские приложения для решения задач различных функциональных областей.

2.Основные понятия курса

Информация – данные, которым придается некоторый смысл (интерпретация) в конкретной ситуации в рамках некоторой системы понятий. Информация представляется посредством кодирования данных и извлекается путем их декодирования и интерпретации.

Данные – способ представления информации в определенной, фиксированной форме, пригодной для обработки, хранения и передачи.

Банк данных – это система специальным образом организованных данных: баз данных, программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного хранения и коллективного многоцелевого использования данных.

База данных (БД) – именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в конкретной предметной области.

Понятие БД связана с такими понятиями структурных элементов, как поле, запись, файл.

Поле – элементарная единица логической организации данных, которая соответствует неделимой единице информации – реквизиту. Для описания поля используются следующие характеристики:

Имя (например, Ф.И.О., дата рождения)

Тип (например, символьный, числовой, и т.д.)

Длина (например, 15 байт, причем будет определяться максимально возможным количеством символов)

Точность (для числовых данных).

Запись – совокупность логически связанных (данных) полей. Экземпляр записи – отдельная реализация записи, содержащая конкретные значения ее полей.

Файл (таблица) – совокупность экземпляров записей одной структуры.

В структуре записи файла указываются поля, значения которых являются ключами:

• 
  первичными, которые идентифицируют экземпляр записи,
  
• 
  вторичными, которые выполняют роль поисковых или группировочных признаков (по значению вторичного ключа можно найти несколько записей).
  

Отличительной чертой БД следует считать совместное хранение данных с их описаниями. При этом описание БД становится независимым от программ пользователя и составляет самостоятельный объект хранения.

---

База знаний – это особого рода база данных, разработанная для оперирования знаниями (метаданными). Полноценные базы знаний содержат в себе не только фактическую информацию, но и правила вывода, допускающие автоматические умозаключения о вновь вводимых фактах и, как следствие, осмысленную обработку информации.

Система управления базами данных (СУБД) – совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

Программы, с помощью которых пользователи работают с базой данных, называются приложениями.

Информационная система (ИС) – организационная совокупность технических и обеспечивающих средств, технологических процессов и кадров, реализующих функции сбора, обработки, хранения, поиска, выдачи и передачи информации

Основной целью создания ИС является удовлетворение информационных потребностей пользователей путем предоставления необходимой им информации на основе хранимых данных.
3.Использование вычислительной техники невозможно без рациональной организации информационной базы и обеспечения эффективного доступа к ней пользователя. Этой цели и служат банки данных. Они нашли широкое распространение в ЭИС различных типов: от АИС предприятия до общегосударственных систем.

Термин «банк данных» не является общепризнанным. В англоязычной литературе применяется понятие «система баз данных», которое по своему содержанию полностью соответствует термину «банк данных».

Банк данных (БнД) – автоматизированная система, представляющая совокупность информационных, программных, технических, методических средств и персонала, обеспечивающих хранение, накопление, обновление, поиск и выдачу данных.

В этом определении, с одной стороны, подчеркивается, что банк данных является сложной системой, включающей в себя все обеспечивающие подсистемы, необходимые для функционирования любой автоматизированной системы обработки данных, с другой стороны, здесь также имеются отличительные особенности банков данных от иных типов информационных систем. Это:

• 
  базы данных создаются обычно для многоцелевого использования, а не для решения одной какой-либо задачи;
  
• 
  базы данных отражают определенную часть реального мира. Вся информация, описывающая предметную область, в базе данных фиксируется однократно, накапливается и поддерживается в актуальном состоянии централизованно;
  
• 
  базы данных – это специальным образом организованные данные;
  
• 
  для функционирования банка данных необходимо наличие специальных языковых и программных средств (называемых СУБД - систем управления базами данных).
  

---

Технология баз и банков данных является ведущим направлением организации внутримашинного информационного обеспечения, что обеспечивается рядом факторов: ростом информационных потребностей пользователей, требованиями эффективного доступа к информации, появлением новых видов памяти, увеличением их объемов, новыми средствами и возможностями в области коммуникаций и т.д.

В современном мире практически ни одна автоматизированная система управления не обходится без баз данных. Базы данных являются основой большинства современных справочных систем, систем автоматизированного ведения бухгалтерского учета, экспертных систем и многих других программных продуктов. Это обусловлено, прежде всего, простотой и удобством этого типа хранения данных.

Преимущества (или особенности) банковской организации данных:

• 
  непротиворечивость и целостность информации;
  
• 
  интегрированное хранение данных;
  
• 
  многоцелевое использование информации;
  
• 
  сокращение избыточности хранимых данных;
  
• 
  возможность обращения к БнД не только при решении заранее предопределенных задач, но и с нерегламентированными запросами;
  
• 
  независимость прикладных программ от данных;
  
• 
  наличие специальных языковых и программных средств для организации хранения, корректировки и доступа к данным;
  
• 
  сокращение затрат на создание, хранение данных, поддержку их в актуальном состоянии;
  
• 
  возможность работы с БД не только профессионалов, но и практически любого.
  

Основная цель базы данных – содержать информацию и предоставлять ее по требованию. К информации можно отнести все необходимое для текущей работы данного пользователя или предприятия.

Система баз данных – это компьютеризированная система хранения записей. Саму же базу данных можно рассматривать как подобие электронной картотеки, т.е. хранилище для некоторого набора записываемых в компьютер файлов данных.

Компоненты банка данных

Главными составляющими банка данных являются база данных и программный продукт, называемый системой управления базой данных (СУБД).

База данных – это специальным образом организованное хранение информационных ресурсов (совокупность файлов) в виде интегрированной системы, обеспечивающей удобное взаимодействие между ними и быстрый доступ к данным.

---

Все данные о предметной области накапливаются и хранятся централизованно. В памяти создается динамически обновляемая предметная область. Слово «динамически обновляемая» означает, что соответствие БД текущему состоянию предметной области обеспечивается не периодически, а в режиме реального времени.

БД – это совокупность хранимых в памяти ЭВМ и специальным образом организованных взаимосвязанных данных, отображающих состояние предметной области.

Создавая БД, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро извлечь выборку с произвольным сочетанием признаков. Сделать это возможно только, если данные структурированы.

На рис. 1.1. представлены компоненты банка данных.

Рис 1.1. Компоненты БнД.
Для поддержания БД в актуальном состоянии и обеспечения эффективного доступа пользователей к содержащимся в ней данным служат СУБД. СУБД – это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания БД, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

Кроме БД и СУБД банк данных включает и ряд других составляющих:

• 
  методические средства – это инструкции, рекомендации по созданию и функционированию БнД, выбору СУБД, регламентирующие материалы, предназначенные для пользователей разных категорий, взаимодействующих с БнД,
  
• 
  технические средства БнД – ЭВМ, периферийные средства,
  
• 
  администратор БнД – группа специалистов, обеспечивающих создание, функционирование и развитие БнД. В обязанности администратора БнД входят:
  

- определение информационного содержания БД;

- определение структуры памяти (физической организации данных) и стратегии доступа;

-определение стратегии отказа и восстановления (защита от разрушения);

- модернизация и эффективность работы БД;

-обеспечение совместимости и взаимодействия всех составляющих БнД, надежной и эффективной работы БД.
4. Базы данных могут организовываться на разных по мощности ЭВМ: от суперкомпьютеров до персональных компьютеров.

По способу доступа к данным БД разделяются на БД с локальным доступом и БД с удаленным (сетевым) доступом.

Различают следующие типы баз данных:

- централизованные, создаваемые обычно на одном вычислительном центре с присоединенными к нему терминалами

---