Порівняльна характеристика систем управління базами даних

Для підключення флешки необхідний порт USB. За допомогою цього порту можна також підключити й інші види обладнання, такі як MP3-плеєри або iPod, на які також можна скопіювати дані для подальшого їх зберігання.

Флеш-пам'ять або флешка має місткість від 4Гб до 8Гб. Вона ідеально підходить для зберігання резервних копій. Крім того, термін її служби більше ніж у будь-якого іншого оптичного пристрою зберігання даних. Зі швидкістю передачі приблизно 1 Мб / сек, дані можуть бути переписані, видалено або відредаговані безліч разів.

Проте ці пристрої для зберігання даних найдорожчі в порівнянні з іншими носіями інформації. Через їх компактного розміру їх легко можна втратити.

За допомогою цих носіїв інформації зберігати дані стало набагато зручніше. Завдяки їм не треба турбуватися про втрату важливих файлів.

РОЗДІЛ 2. БАЗА ДАНИХ

2.1 Поняття бази даних

База даних (мал.2.1) представлена в об'єктивної формі сукупність самостійних матеріалів (статей, розрахунків,нормативних актів, судових рішень та інших подібних матеріалів), систематизованих таким чином, щоб ці матеріали могли бути знайдені і оброблені за допомогою електронної обчислювальної машини (ЕОМ)(Цивільний кодекс України, ст. 1260).

Мал.2.1 База даних

Інші визначення з авторитетних монографій і стандартів :

База даних - організована відповідно до певних правил і підтримувана в пам'яті комп'ютера сукупністьданих, що характеризує актуальний стан деякої предметної області та використовується для задоволення інформаційних потреб користувачів.

База даних - сукупність даних, що зберігаються у відповідності зі схемою даних, маніпулювання якими виконують відповідно до правил засобів моделювання даних.

База даних - деякий набір перманентних (постійно зберігаються) даних, що використовуються прикладними програмними системами будь-якого підприємства.

База даних - спільний набір логічно зв'язаних даних (та опис цих даних), призначений для задоволення інформаційних потреб організації.

Існує безліч інших визначень, що відображають швидше суб'єктивне думку тих чи інших авторів про те, що означає база даних (БД) в їх розумінні, однак загальновизнана єдина формулювання відсутній. Найбільш часто використовуються наступні відмітні ознаки :

БД зберігається і обробляється в обчислювальної системі.

Таким чином, будь-які внекомпьютерние сховища інформації (архіви, бібліотеки, картотеки і т. п.) базами даних не є.

Дані в БД логічно структуровані (систематизовані) з метою забезпечення можливості їх ефективного пошуку та обробки в обчислювальній системі.

Структурованість увазі явне виділення складових частин (елементів), зв'язків між ними, а також типізацію елементів і зв'язків, при якій з типом елемента (зв'язку) співвідноситься певна семантика і допустимі операції.

БД включає метадані, що описують логічну структуру БД у формальному вигляді (відповідно до деякоїметамодель).

Відповідно до ГОСТ Р ИСО МЕК ТО 10032-2007, "постійні дані в середовищі бази даних включають в себе схему і базу даних. Схема включає в себе описи змісту, структури і обмежень цілісності, що використовуються для створення і підтримки бази даних. База даних включає в себе набір постійних даних, визначених за допомогою схеми. Система управління даними використовує визначення даних у схемі для забезпечення доступу і управління доступом до даних у базі даних. З перерахованих ознак тільки перший є строгим, а інші допускає різні трактування та різні ступені оцінки. Можна лише встановити деякий ступінь відповідності вимогам до БД.

У такій ситуації не останню роль відіграє загальноприйнята практика. Відповідно до неї, наприклад, не називають базами даних файлові архіви, Інтернет-портали або електронні таблиці, незважаючи на те, що вони в деякій мірі мають ознаки БД. Прийнято вважати, що цей ступінь в більшості випадків недостатня (хоча можуть бути винятки).

Багато фахівців вказують на поширену помилку, що складається в некоректному використанні терміну "база даних" замість терміну " система управління базами даних ", і вказують на необхідність розрізнення цих понять.

2.2 Історія поняття

Історія виникнення та розвитку технологій баз даних може розглядатися як в широкому, так і у вузькому аспекті.

У широкому аспекті поняття історії баз даних узагальнюється до історії будь-яких засобів, за допомогою яких людство зберігало і обробляло дані. У такому контексті згадуються, наприклад, засоби обліку царської казни і податків у стародавньому Шумері (4000 р. до н.е..), вузликова писемність інків - стос, клинопису, що містять документи Асирійського царства і т. п. Слід пам'ятати, що недоліком цього підходу є розмивання поняття "база даних" і фактичне його злиття з поняттями " архів "і навіть" писемність ".

Історія баз даних у вузькому аспекті розглядає бази даних у традиційному (сучасному) розумінні. Ця історія починається з 1955, коли з'явилося програмований обладнання обробки записів. Програмне забезпеченняцього часу підтримувало модель обробки записів на основі файлів. Для зберігання даних використовувалисяперфокарти.

Оперативні мережеві бази даних з'явилися в середині 1960-х. Операції над оперативними базами даних оброблялися в інтерактивному режимі за допомогою терміналів. Прості індексного-послідовні організації записів швидко розвинулися до більш потужної моделі записів, орієнтованої на набори. За керівництво роботою Data Base Task Group (DBTG), яка розробила стандартний мова опису даних і маніпулювання даними, Чарльз Бахман отримав Тьюрінговскую премію.

В цей же час в співтоваристві баз даних COBOL була опрацьована концепція схем баз даних і концепція незалежності даних.

Наступний важливий етап пов'язаний з появою на початку 1970-х реляційної моделі даних, завдяки роботам Едгара Ф. Кодда. Роботи Кодда відкрили шлях до тісного зв'язку прикладної технології баз даних з математикою і логікою. За свій внесок у теорію і практику Едгар Ф. Кодд також отримав премію Тюрінга.

мал. 2.1

Сам термін database (база даних) з'явився на початку 1960-х років, і був введений у вживання на симпозіумах, організованих фірмою SDC (System Development Corporation) у 1964 і 1965 роках, хоча розумівся спочатку в досить вузькому сенсі, в контексті систем штучного інтелекту. У широке вживання в сучасному розумінні термін увійшов лише в 1970-і роки.

2.3 Види баз даних

Існує величезна кількість різновидів баз даних, що відрізняються за різними критеріям. Наприклад, в "Енциклопедії технологій баз даних", за матеріалами якої написаний цей розділ, визначаються понад 50 видів БД.

Основні класифікації наведені нижче.

2.4 Класифікація по моделі даних

(мал.2.2.)

Ієрархічна

Мережева

Реляційна,

Об'єктна і об'єктно-орієнтована

Об'єктно-реляційна

Функціональна.

Мал. 2.2. Типи моделей

2.5 Класифікація за середовищі постійного зберігання

У вторинній пам'яті, або традиційна (англ. conventional database): Середовищем постійного зберігання є периферійна енергонезалежна пам'ять (вторинна пам'ять) - як правило жорсткий диск.

В оперативну пам'ять СУБД поміщає лише кеш і дані для поточної обробки.

В оперативній пам'яті (англ. in-memory database, memory-resident database, main memory database): Всі дані на стадії виконання знаходяться в оперативної пам'яті.

У третинної пам'яті (англ. tertiary database): Середовищем постійного зберігання є від'єднуємо від сервера пристрій масового зберігання (третинна пам'ять), як правило на основі магнітних стрічок абооптичних дисків.

У вторинній пам'яті сервера зберігається лише каталог даних третинної пам'яті, файловий кеш і дані для поточної обробки; завантаження же самих даних вимагає спеціальної процедури.

2.6 Класифікація за наповненням

Приклади:

Географічна

Історична

Наукова

Мультимедійна.

Класифікація за ступенем розподіленості

Централізована, або зосереджена (англ. centralized database): БД, повністю підтримувана на одному комп'ютері.

Розподілена (англ. distributed database): БД, складові частини якої розміщуються в різних вузлах комп'ютерної мережі відповідно до яких-небудь критерієм.

Неоднорідна (англ. heterogeneous distributed database): Фрагменти розподіленої БД в різних вузлах мережі підтримуються засобами більше однієї СУБД

Однорідна (англ. homogeneous distributed database): Фрагменти розподіленої БД в різних вузлах мережі підтримуються засобами однієї і тієї ж СУБД.

Фрагментована, або секціонірованная (англ. partitioned database): Методом розподілу даних є фрагментованість (партіціонірованіе, секціонування), вертикальне чи горизонтальне.

Тиражованих (англ. replicated database): Методом розподілу даних є тиражування (реплікація).

2.7 Інші види БД

Просторова (англ. spatial database): БД, в якій підтримуються просторові властивості сутностей предметної області. Такі БД широко використовуються в геоінформаційних системах. Тимчасова, або темпоральна (англ. temporal database): БД, в якій підтримується будь-який аспект часу, не враховуючи часу, який визначається користувачем. Просторово-тимчасова (англ. spatial-temporal database) БД: БД, в якій одночасно підтримується одне або більше вимірів в аспектах як простору, так і часу. (мал.2.3.)



мал.2.3. Види баз даних

2.8 Гігантські бази даних

Надвелика база даних (англ. Very Large Database, VLDB) - Це база даних, яка займає надзвичайно великий обсяг на пристрої фізичного зберігання. Термін увазі максимально можливі обсяги БД, які визначаються останніми досягненнями в технологіях фізичного зберігання даних і в технологіях програмного оперування даними.

Кількісне визначення поняття "надзвичайно великий обсяг" змінюється в часі; в даний час вважається, що це об'єм, вимірюваний щонайменше петабайта. Для порівняння, у 2005 р. найбільшими в світі вважалися бази даних з об'ємом сховища близько 100 терабайт.

Фахівці наголошують на необхідності особливих підходів до проектування надвеликих БД. Для їх створення нерідко виконуються спеціальні проекти з метою пошуку таких системотехнічних рішень, які дозволили б хоч якось працювати з такими великими обсягами даних. Як правило необхідні спеціальні рішення для дискової підсистеми, спеціальні версії операційної середовища і спеціальні механізми звернення СУБД до даних.

Дослідження в області зберігання і обробки надвеликих баз даних VLDB завжди знаходяться на вістрі теорії і практики баз даних. Зокрема, з 1975 проходить щорічна конференція International Conference on Very Large Data Bases ("Міжнародна конференція з надвеликим баз даних"). Більшість досліджень проводиться під егідою некомерційної організації VLDB Endowment (Фонд цільового капіталу "VLDB"), яка забезпечує просування наукових робіт та обмін інформацією в галузі надвеликих БД і суміжних областях. (мал.2.4.)

мал.2.4. Гігантська база даних

РОЗДІЛ 3. ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА СУБД

3.1 Основні функції СУБД

СУБД являє собою сукупність програмних і мовних засобів, призначених для створення, ведення і використання баз даних (мал. 3.1.).

Мал. 3.1. Призначення СУБД

Будучи спеціалізованим пакетом прикладних програм, СУБД розширює можливості ОС в області управління БД (малю 3.2.). У БнД СУБД є принципово необхідною частиною інформаційної системи з наступних причин:

Логічна і фізична організації БД є нестандартними для операційних систем і мов програмування;

Опис БД і їх фрагментів окремо від прикладних програм і повинно створюватися і оброблятися спеціальними засобами;

Доступ до даних, що включає обчислення адрес, маршрутизацію в базі даних, локалізацію записів, грунтується на спеціальних методах і вимагає розробки спеціальних алгоритмів і керуючих програм.

Обробка реляційних баз даних базується на операціях реляційної алгебри, не передбаченої в операційних системах і системах програмування;

Спеціальна обробка БД, така, як підтримка цілісності, несуперечності та надмірності даних, не реалізована в цих системах.

СУБД бере на себе всі зазначені операції на кожному з трьох етапів життєвого циклу БД - в процесі створення, ведення та використання. Всі функції СУБД можна розділити на три групи: управління базами даних; розробка, налагодження й виконання прикладних програм; виконання допоміжних операцій (сервіс).

В СУБД передбачені три рівні управління:

управління файлами, здійснюване в процесі їх генерації і експлуатації. Основними операціями є відкриття і закриття, перейменування, реорганізація, відновлення баз даних, зняття звітів по базах даних;

управління записами (кортежами), яке включає читання, додавання, видалення і впорядкування записів;

управління полями записів (атрибутами).

Такі операції, як введення даних з клавіатури, обчислення, організація циклів і розгалужень, виведення даних на екран і принтер не є сферою діяльності СУБД, а визначаються в прикладних програмах. Для розробки прикладних програм в СУБД передбачається спеціальна мова програмування.

Відповідно до зазначеного набором функцій в СУБД входять програми трьох типів: керуючі, обробні (транслятор) і сервісні. Програми функціонально взаємопов'язані і взаємодіють один з одним і з операційною системою.

Основною ознакою класифікації СУБД є логічна модель бази даних. Тому розрізняють мережеві, ієрархічні і реляційні СУБД. До числа найбільш поширених реляційних СУБД відносяться dBASE, FoxBASE, FoxPro, Clipper, Clarion, Paradox та ін

Функції СУБД

Безпосереднє управління даними в зовнішній пам'яті

Ця функція включає забезпечення необхідних структур зовнішньої пам'яті як для зберігання даних, які безпосередньо входять у БД, так і для службових цілей, наприклад, для прискорення доступу до даних у деяких випадках (зазвичай для цього використовуються індекси).

Управління буферами оперативної пам'яті СУБД, як правило, працюють із БД значного розміру; принаймні, цей розмір і завжди істотно більший за доступний обсяг оперативної пам'яті. Зрозуміло, що якщо при звертанні до будь-якого елемента даних буде здійснюватися обмін із зовнішньою пам'яттю, то вся система працюватиме зі швидкістю пристрою зовнішньої пам'яті. Практично єдиним способом реального збільшення цієї швидкості є буферизація даних в оперативній пам'яті. Тому в розвинутих СУБД підтримується власний набір буферів оперативної пам'яті з власною дисципліною заміни буферів.

Управління транзакциями

Транзакція -- це послідовність операцій над БД, розглянутих СУБД як єдине ціле. Транзакція або успішно виконується і СУБД фіксує (COMMIT) зміни БД, зроблені цією транзакцією, або відкочується (ROLLBACK), і жодна з цих змін ніяк не відбивається на стані БД. Поняття транзакції необхідне для підтримки логічної цілісності БД.

Журналізація

Однією з основних вимог до СУБД є надійність зберігання даних у зовнішній пам'яті. Під надійністю зберігання мається на увазі те, що СУБД повинна бути в змозі відновити останній погоджений стан БД після будь-якого апаратного або програмного збою. Зазвичай розглядаються два можливі види апаратних збоїв: так звані м'які збої, які можна трактувати як раптову зупинку роботи комп'ютера (наприклад, аварійне вимикання живлення), і тверді збої, що характеризуються втратою інформації на носіях зовнішньої пам'яті. Підтримка надійності зберігання даних у БД вимагає надмірності зберігання даних, причому та частина даних, що використовується для відновлення, повинна зберігатися особливо надійно.

Найбільш розповсюдженим методом підтримки такої надлишкової інформації є ведення журналу змін БД. Журнал -- це особлива частина БД, недоступна користувачам СУБД і підтримувана з особливою старанністю (іноді підтримуються дві копії журналу, розташовані на різних фізичних дисках), у яку надходять записи про всі зміни основної частини БД. В усіх випадках дотримують стратегії «випереджувального» запису в журнал (так званого протоколу Write Ahead Log -- WAL). Найпростіша ситуація відновлення -- індивідуальне відкочування транзакції.

Підтримка мов БД

Для роботи з базами даних використовуються спеціальні мови, які називаються мовами баз даних. У сучасних СУБД зазвичай підтримується єдина інтегрована мова, що містить усі необхідні засоби для роботи з БД, починаючи від її створення, і забезпечує базовий інтерфейс користувача з базами даних. Стандартною мовою найбільш розповсюджених сьогодні реляційних СУБД є мова SQL (Structured Query Language).

Мал. 3.2. Функці ї СУБД

3.2 Класифікація СУБД

Для роботи з базами даних використовують спеціальні програми - системи управління базами даних (СУБД). Використовуючи їх, користувачі створюють бази даних, виконують пошук, оновлення даних тощо.

Запам'ятайте!

Системи управління базами даних - це прикладні комп'ютерні програми, призначені для створення, збереження і використання баз даних.

Залежно від моделі даних, яка використовується в СУБД, їх поділяють на ієрархічні, мережеві, реляційні, об'єктно-реляційні тощо.

Залежно від розміщення баз даних і компонентів, які забезпечують їх опрацювання, СУБД поділяють на локальні та розподілені. Локальні СУБД забезпечують зберігання і опрацювання даних на локальному комп'ютері, а у розподілених - дані можуть зберігатись і опрацьовуватись на різних комп'ютерах в локальній або глобальній мережі.

Залежно від способу доступу до бази даних СУБД розподіляють на файл-серверні, клієнт-серверні та інтегровані (вбудовані).

До ієрархічних СУБД відносять: Information Management System (IMS) (англ. Information Management System - система управління інформацією) корпорації IBM, System 2000, Time-Shared Date Management System (TDMS) (англ. Time-Shared Date Management System - система управління даними з розподілом часу) та ін.

Прикладами мережевих СУБД є: Univac DMS-1100 (англ. Universal Automatic Computer Data Management System - система управління даними фірми "Універсальний автоматичний комп'ютер"), RDM Embedded (англ. Raima Database Manager Embedded - вбудований менеджер баз даних корпорації Raima), IDMS (англ. Integrated Database Management System - інтегрована система управління базами даних) та ін.

До реляційних СУБД відносять: DB2 (англ. Database 2 - база даних 2) корпорації IBM, Microsoft Office Access (англ. Access - доступ, вибірка інформації) корпорації Microsoft; OpenOffice.org Base - СУБД вільно росповсуюджувального комплексу програм для офісу OpenOffice; Microsoft SQL Server (англ. Structured Query Language -- мова структурованих запитів) корпорації Microsoft; ЛИНТЕР - СУБД російських виробників - компанії «РЕЛЭКС» з Воронежа та ін.

Схема основних класифікацій СУБД наведена на мал. 3.3.

3.3 За моделю даних

Основним завданням призначенням бази даних є гарантоване систематизоване збереження значних обсягів даних та надання доступу до них користувачеві або комп'ютерній програмі. Оскільки база даних є досить складним за своєю структурою об'єктом, то перед створенням вона заздалегідь проектується - створюється модель бази даних. При створенні моделі бази даних використовують ту чи іншу модель даних. Модель даних має три складові:

Структура даних - визначає спосіб організації даних, множину можливих типів даних (цілі числа, дійсні числа, текстові дані, мультимедійні дані, масиви чисел або текстів та ін.) та набір операцій, які можна виконати над даними конкретного типу.

Засоби опрацювання даних - визначають набір команд (аналогічно до системи команд виконавця алгоритму), які забезпечують опрацювання даних залежно від способу їх організації.

Обмеження цілісності - визначає вимоги для забезпечення правильності даних у будь-який момент часу. Розрізняють вимоги, що накладаються відповідним видом моделі даних, і вимоги, що встановлює користувач.

Види моделей даних

Найбільш поширеними є такі види моделей даних: ієрархічна, мережна, реляційна і об'єктно-реляційна.

Ієрархічна (грецьк. ?есбсчЯб - священна влада) модель даних визначає організацію даних про об'єкти у вигляді дерева. В ієрархічній моделі структура даних передбачає, що у кожного об'єкта є тільки один об'єкт вищого рівня, якому він підпорядкований ("батьківський"), і може бути кілька підпорядкованих ("нащадків"). Виключення складає тільки найвищий за ієрархією об'єкт - у нього немає батьківського об'єкта.

Прикладом ієрархічної організації даних є файлова структура, що використовується при розміщенні даних на дисках, наприклад, FAT32 (ви знайомились з нею в курсі інформатики 9 класу при вивченні розділу «Системне програмне забезпечення»). У зазначеній файловій структурі на диску є один основний батьківський об'єкт (коренева папка), який містить дані про підпорядковані об'єкти - папки і файли. У свою чергу ці об'єкти можуть містити різноманітні дані, у тому числі і про підпорядковані їм папки і файли.

Ще один приклад ієрархічної організації даних подано на Мал. 3.4.

Звертаємо вашу увагу, що кожний «батьківський» об'єкт у сукупності з підпорядкованими об'єктами («нащадками») можна розглядати як окреме дерево.

Для опрацювання даних в ієрархічній моделі даних використовується такий набір команд:

знайти вказане дерево, наприклад, дерево 8 клас;

перейти від одного дерева до іншого, наприклад, від дерева Молодша школа до дерева Старша школа;

перейти від «батьківського» об'єкта до об'єкта-«нащадка» всередині дерева, наприклад, від об'єкта 6-А до об'єкта Семенець Богдан;

перейти від одного об'єкта до іншого об'єкта в порядку, передбаченому ієрархічною структурою, наприклад, наприклад, від об'єкта 7-Б до об'єкта 1-А;

вставити новий об'єкт у вказаному місці;

видалити поточний об'єкт та ін.

Размещено на http://www.allbest.ru/

67

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обмеження цілісності в ієрархічній моделі даних зокрема передбачає збереження зв'язків між батьківськими об'єктами і нащадками. Основне правило обмеження цілісності - жоден підпорядкований об'єкт (нащадок) не може існувати без батьківського об'єкта, за виключенням одного основного батьківського об'єкта. Тобто, об'єкт 9-Б не може існувати без батьківського об'єкт 9 клас, бо якщо немає дев'ятих класів у школі, то не може існувати список учнів одного з дев'ятих класів.

Ієрархічну модель даних зручно використовувати, коли потрібно створити базу даних предметної області, об'єкти якої також мають між собою ієрархічну залежність.

При значній кількості даних у базах даних, побудованих на ієрархічній моделі даних, на пошук потрібних даних можна витратити доволі багато часу. Наприклад, спробуйте знайти серед усіх файлів жорстких дисків вашого комп'ютера файл, що містить певний фрагмент тексту. Пошук може тривати кілька хвилин, а то і кілька десятків хвилин. У ході пошуку на відповідній панелі ви можете спостерігати як послідовно гілка за гілкою переглядається ієрархічна структура даних. У той час як в Інтернеті подібний пошук буде тривати максимум кілька секунд, при цьому опрацьовується значно більші обсяги даних. У ході стандартного пошуку засобами операційної системи відбувається перегляд вмісту файлів по всіх гілках ієрархічного дерева файлової структури. При пошуку даних в Інтернеті використовуються створені пошуковими машинами бази даних, в яких вміст різноманітних сайтів проаналізовано і класифіковано, і для збереження цих даних вони використовуються інші моделі даних, наприклад, реляційну. В сучасних операційних системах, таких як Windows 7, для зменшення часу пошуку використовують індексацію даних - створення додаткової бази даних про об'єкти файлової системи і їх вміст.

Ієрархічну модель даних важко використовувати для предметної області, в якій об'єкти пов'язані між собою більш складною залежністю, ніж ієрархія. Розширені можливості для опису такої предметної області надає мережна модель даних, що була розроблена в кінці 60-х років ХХ ст. Автором концепції мережної моделі даних є американський вчений Чарльз Бахман (нар. 1924) (Мал. 3.5). Мережна структура даних передбачає, що у кожного об'єкта, може бути як кілька батьківських об'єктів, так і кілька об'єктів-нащадків. Приклад зв'язків між об'єктами при використанні мережної моделі даних зображено на Мал. 3.6.

Размещено на http://www.allbest.ru/

67

Размещено на http://www.allbest.ru/

Для опрацювання даних в мережній моделі даних використовується такий набір команд:

знайти вказаний об'єкт серед однотипних об'єктів, наприклад, об'єкт з даними про учня Степаненко;

перейти від батьківського об'єкта до першого нащадка, використовуючи певний зв'язок, наприклад, до об'єкта про першого учня класу;

перейти до об'єкта з даними про наступного нащадка, використовуючи певний зв'язок, наприклад, знайти об'єкт з даними про іншого учня цього ж класу;

перейти від об'єкта-нащадка до батьківського об'єкта, використовуючи певний зв'язок, наприклад, знайти клас, в якому Петренко є старостою;

вставити новий об'єкт у вказаному місці;

видалити поточний об'єкт;

змінити об'єкт;

включити об'єкт до певного зв'язку;

розірвати зв'язок

та ін.

Обмеження цілісності в мережній моделі даних передбачає збереження зв'язків між об'єктами.

Разом з тим використання мережної моделі даних ускладнюється при значному збільшенні кількості об'єктів предметної області і ускладненні зв'язків між цими об'єктами. Проблеми виникають і при модифікації бази даних: додаванні нових зв'язків, заміні об'єктів, що зв'язані між собою, тощо.

Для спрощення опису об'єктів та зв'язків між ними в 1970 році американським вченим Едгаром Франком Коддом (1923-2003) була запропонована реляційна модель даних. Математик за освітою, він увів в теорію баз даних математичний підхід, що базується на теорії множин.

Основою структури даних цієї моделі є таблиця. В таблицях кожен рядок містить набір значень властивостей одного з об'єктів предметної області. Кожен стовпець таблиці містить набір значень певної властивості об'єктів предметної області.

Така таблиця з набором стовпців, кожен з яких містить значення з певної скінченної множини, з точки зору математики задає відношення між множинами. Тому для опису структури даних Кодд використав термін «relation» (англ. relation - відношення), а модель даних стали називати реляційною.

Враховуючи, що таблиця реляційної бази даних складається з елементів певних множин, то для опрацювання даних цієї таблиці використовуються операції над множинами.

Обмеження цілісності в реляційній моделі бази даних передбачає дотримання двох принципів: обов'язкова можливість ідентифікації об'єкта бази даних за рахунок унікальності набору значень його властивостей, вказаних в рядку реляційної таблиці, та обов'язкова коректність зв'язків між таблицями бази даних.

Більш детально основні поняття баз даних, побудованих на реляційній моделі даних, будуть розглянуті в наступних пунктах.

В останні роки ряд вчених почали вказувати на недосконалість реляційної моделі даних, її обмеженість при роботі з мультимедійними даними та даними про складені об'єкти. Для розширення можливостей реляційної моделі даних з кінця 90-х років минулого століття почала використовуватися об'єктно-реляційна модель даних.

Існують і інші моделі даних, такі як багатовимірні, комбіновані однак поки що вони не набули широкого розповсюдження.

Основні поняття реляційної бази даних

Размещено на http://www.allbest.ru/

67

Размещено на http://www.allbest.ru/

Мал. 3.8. Таблиця реляційної бази даних

Вище були розглянуті моделі даних, на основі яких створюються бази даних. Відповідно до моделі даних, яка лежить в основі бази даних, розрізняють ієрархічні, мережні, реляційні та об'єктно-реляційні бази даних.

У подальшому будемо розглядати реляційні бази даних.

Ознайомимося з основними поняттями реляційної бази даних на прикладі таблиці, поданої на Мал. 3.10. Як ви вже знаєте, основним об'єктом реляційної бази даних є таблиця. Як і кожна двовимірна таблиця, таблиця реляційної бази даних складається з рядків і стовпців. Для зберігання даних про сутності деякої предметної області може бути використано кілька таблиць, які можуть бути пов'язані між собою. Рядок таблиці реляційної бази даних називають записом, або кортежем. Запис містить значення властивостей одного екземпляра сутності. Наприклад, у таблиці Країни світу (рис 3.8) п'ятий зверху запис містить такий набір даних: Австралія, Австралія і Океанія, 7636, 22647633,

01.01.1901, Конституційна монархія. Ці дані є значеннями відповідних властивостей одного екземпляру сутності Країна світу: назва країни, частина світу, площа, кількість населення, дата утворення держави та державний устрій. Інший запис містить набір значень тих самих властивостей, але вже іншого екземпляра сутності - іншої країни.

Стовпець таблиці реляційної бази даних називають полем, або атрибутом. Поле має ім'я, яке відображає назву властивості. Поле містить множину значень однієї властивості всіх Дані, що містяться в кожному полі таблиці є однотипними. Для кожного поля при проектуванні таблиці бази даних встановлюється тип даних.

Як уже зазначалося, у реляційній моделі даних передбачена обов'язкова вимога ідентифікації екземплярів сутності за рахунок унікальності набору значень властивостей. Для таблиці реляційної бази даних це означає, що значення в одному з полів не повинні повторюватись. Таке поле називають ключовим або ключем таблиці. Ключові поля ще називають ідентифікаторами. В окремих реалізаціях реляційних базах даних допускається ідентифікація об'єкта бази даних за набором значень кількох властивостей , тобто ключем буде набір даних з кількох полів, наприклад, трьох полів Прізвище, Ім'я, По батькові.

У таблиці бази даних, поданої на Мал. 3.8 як ключове можна використати поле Назва, так як не існує однакових назв країн і тому значення в цьому полі є унікальним для кожного запису.

3.4 За моделю розподілу

Поділяються на (локальні та розподілені);Локальність передбачає розташування всього програмного забезпечення і даних на одному ізольованому комп'ютері, а розподіленість означає розташування системи на мережі комп'ютерів з певною стратегією рознесення даних.

3.5 За способом доступу до СУБД

Залежно від способу доступу до бази даних СУБД розподіляють на файл-серверні, клієнт-серверні та інтегровані (вбудовані).

У файл-серверних СУБД (мал.3.9.) файли з даними розміщується на сервері, а на кожному клієнтському комп'ютері, встановлено повну версію СУБД. Доступ з клієнтського комп'ютера до даних на файл-сервері здійснюється з використанням мережі. Недоліком таких СУБД є необхідність встановлювати інколи доволі дорогі повні версії програм на кожний комп'ютер, висока завантаженість мережі при передаванні даних з сервера і на сервер, необхідність у досить потужних комп'ютерах на робочих місцях клієнтів.



мал.3.9. Схема архітектура файл-сервер

Позитивним є невисокі вимоги до продуктивності комп'ютера, який є файл-сервером.

Найбільш широко в останні роки розвивається клієнт-серверна технологія використання баз даних (мал. 3.10). За цією технологією на сервері встановлюється серверна версія СУБД, на ньому ж, як правило, розміщена і база даних. На клієнтських комп'ютерах встановлюються тільки невеликі за обсягом і функціональністю клієнтські версії СУБД, у завдання яких входить формування запитів на опрацювання даних і виведення результату опрацювання, надісланого з сервера. Усі операції з даними здійснюються на сервері. Такі СУБД не потребують потужних клієнтських комп'ютерів і не перевантажують мережу, простіше реалізується система збереження цілісності даних, однак значно підвищуються вимоги до технічних характеристик сервера. За клієнт-серверною технологією організована робота залізничних кас продажу квитків, робота банкоматів тощо.



Мал..3.10. Схема використання бази даних за клієнт-серверною технологією

Інтегровані (вбудовані) СУБД використовуються як складові інших програмних продуктів, наприклад, електронних енциклопедій, словників, пошукових систем тощо. Ці системи не потребують окремої інсталяції, можуть мати обмежений набір функцій по управлінню базою даних, наприклад, не забезпечувати оновлення даних. Доступ до даних здійснюється з використанням засобів прикладної програми, в яку інтегрована СУБД.

3.6 Характеристичні особливості найбільш використовуваних СУБД

В сучасних СУБД використовується реляційна структура. Ця конструкція була запропонована в 1970 році Коддом. Він показав що представлення даних з допомогою ієрархічної чи мережевої структури може бути зведена до реляційної структури. Реляційні модель(РМ) на сьогоднішній день набули великої популярності і практично всі сучасні СБД орієнтовані на таке представлення даних. У РМ таблиця розглядається як безпосереднє сховище даних. Традиційно в реляційних системах таблицю називають відношенням. Рядок таблиці називають кортежем, а стовпчик атрибутом, при цьому атрибути мають унікальні (в межах відношення) імена. Кількість кортежів в таблиці називають кардинальним числом, а кількість атрибутів степенем. Для відношення передбачають унікальний ідентифікатор, який називають первинним ключем. Домен - це множина допустимих однорідних значень, для того чи іншого атрибуту (в якості домені наприклад може бути перелік прізвищ студентів коледжу). Відношення містить дві частини - заголовок і власне змістовну частину (тіло відношення). На мал. 3.11. зображена схема реляційної бази даних.

Размещено на http://www.allbest.ru/

67

Размещено на http://www.allbest.ru/

Мал. 3.11. Схема реляційної бази даних

У відношень є такі основні властивості:

1. в загальному випадку в відношеннях не буває двох однакових кортежів;

2. кортежі не впорядковані з верху в низ, тому що в відношеннях відсутнє поняття позиційного номеру;

3. атрибути не впорядковані з ліва на право. Атрибути в заголовку відношення можна розміщувати в довільному порядку, при цьому цілісність відношення не порушується;

4. значення атрибутів складаються з логічно неділимих одиниць.

Можна дати наступне визначення РБД. РБД - це набір відношень зв'язаних між собою. Зв'язок - це асоціювання двох або більше відношень.

У РМБД існують такі зв'язки:

1. Один до одного;

2. Один до багатьох;

3. Багато до одного;

4. Багато до багатьох.

Умови і обмеження, які накладаються на відношення реляційних баз даних на табличному рівні представлення, можна сформулювати наступним чином:

не може бути однакових первинних ключів, тобто всі рядки (записи) повинні бути унікальними;

всі рядки повинні мати однакову типову структуру;

імена стовпців в таблиці повинні бути різними, а значення стовпців повинні бути однотиповими;

значення стовпців повинні бути атомарними, тобто не можуть бути компонентами інших відношень;

повинна зберігатися цілісність для зовнішніх ключів;

порядок розміщення рядків у таблиці неістотний - він впливає лише на швидкість доступу до потрібного рядка.

Основні вимоги до створення реляційних баз даних:

цілісності даних (обмеження; правила використання обмежень; правила обробки при порушенні обмежень цілісності; ефективність використання обмежень); Цілісність даних - система правил у MS Access для підтримки зв'язків між записами у зв'язаних таблицях, а також для забезпечення захисту від випадкового вилучення або зміни зв'язаних даних.

узгодженості даних;

відновлюваності даних (при збоях обладнання);

безпеку (від несанкціонованих дій);

ефективності, яке визначається такими параметрами, як швидкодія, мінімальний час доступу та мінімальна пам'ять.

Нормалізація даних є вирішальною умовою нормально функціонування вашої реляційної бази даних, є такі основні форми нормалізації:

Перша форма нормалізації. Таблиця знаходиться в першій нормальній формі, якщо значення всіх її полів атомарні, і в ній відсутні групи полів, що повторюються. Атомарність це коли кожен атрибут має лише одне значення, а не множину значень.

Друга форма номалізації. Таблиця знаходиться в другій нормальній формі, якщо вона задовольняє умовам першої нормальної форми, і дані, що повторно з'являються в декількох колонках виносяться в окремі таблиці.

Третя форма нормалізації. Таблиця знаходиться в третій нормальній формі, якщо вона задовольняє умовам другої нормальної форми і жодне з неключових полів таблиці не ідентифікується за допомогою іншого неключового поля.

Основними перспективами баз даних є:

Розвиток об'єктно - орієнтованих баз даних. Основною перспективою цих баз даних є наслідування, тобто створення нового класу на основі уже створеного.

Темпоральні бази даних, тобто баз даних, залежних від часу.

Об'єднання експертних систем і баз даних, так звані дедуктивні бази даних. Ці бази даних орієнтовані на виявлення нових знань з бази даних не шляхом запитів, а аналітичною обробкою.

Взаємодія Web-технологій і баз даних. Простота і доступність публікацій інформації в Інтернеті, так що вона була б доступна любому користувачу, швидко завоювала авторитет більшості користувачів Інтернету.

РОЗДІЛ 4. БЕЗПЕЧНІ ПРИЙОМИ РОБОТИ. ОРГАНІЗАЦІЯ ПРАЦІ НА РОБОЧОМУ МІСЦІ

4.1 Загальні положення

1.1. До самостійної роботи на персональному комп'ютері допускаються особи, що пройшли:

- первинний інструктаж на робочому міст і що мають І кваліфікаційну групу по електробезпеці;

- попередній медичний огляд. До безпосередньої роботи з персональним комп'ютером, допускаються особи, що не мають медичних протипоказань.

- Жінки з часу встановлення вагітності й у період годівлі дитини до виконання усіх видів роби, пов'язаних з використанням персонального комп'ютера, не попускають;

1.2 Небезпечними і шкідливими виробничими факторами при виконанні робіт на персональному комп'ютері є:

а) фізичні:

- підвищені рівні електромагнітного випромінювання;

- підвищені рівні рентгенівського випромінювання;

- підвищені рівні ультрафіолетового випромінювання;

- підвищені рівні інфрачервоного випромінювання;

- підвищені рівні статичної електрики;

- підвищені рівні запиленості повітря робочої зони;

- підвищений вміст позитивних аероіонів) повітрі робочої зони;

- знижена чи підвищена вологість повітря робочім зони:

- знижена чи підвищена рухливість повітря робочої зони.

- підвищений рівень шуму;

- підвищений чи знижений рівень освітленості;

- підвищений рівень засліпленості;

- нерівномірність розподіл} яскравості в полі 0

- підвищена яскравість світлового зображення; 0

- підвищений рівень пульсації світлового потоку;

- підвищене значення напруги в електричному ланцюзі замикання якою може відбутися через тіло людини

б) хімічні:

підвищений вміст у повітрі робочої зони двоокису вуглецю, озону, аміаку, фенолу формальдегіду і полівінілхлоридних біфенідів;

в) психофізіологічні:

- напру а зору;

- напруга уваги;

- інтелектуальні навантаження;

- тривалі статичні навантаження;

- монотонність праці;

- великий обсяг інформації, оброблюваної в одиницю часу;

- нераціональна організація робочого місця.

Г) біологічні

- підвищений вміст у повітрі робочої зони мікроорганізмів.

1.3 Площа на одне робоче місце і персональним комп'ютером для дорослих користувачів повинна складати не менш 6 м а об'єм - не менш 20м3

1.4 Для підвищення вологості повітря в приміщеннях з персональним комп'ютером варто застосовувати зволожувачі повітря, що заправляються щодня дистильованою чи кип'яченою питною водою.

1.5 Забороняється проводити ремонт персональних комп'ютерів безпосередньо в робочих, навчальних і дошкільних приміщеннях.

1.6 Стосовно світлових потоків робочі місця з персональним комп'ютером повинні розташовуватися гак, щоб природне світло палало з боку, переважно ліворуч.

1.7 Схеми розміщення робочих місць з персональним комп'ютером повинна враховувати відстані між робочими столами з відеомоніторами (у напрямку гилу поверхні одного відеомонітора й екрана іншого відеомонітора), що повинні бути не менш 2м. а відстань між бічними поверхнями відеомоніторів не менш 1.2 м.

1.8 Робочий стілець (крісло) повинний бути підіймально-обертовим і регулюватися по висом і кутам нахилу сидіння і спинки, а також по відстані спинки від переднього краю сидіння, при цьому регулювання кожною параметра повинно бути незалежним, легко здійснюваним і мати надійну фіксацію.

1.9 Екран відеомонітора повинен находитися від очей користувача на оптимальній відстані 600-700 мм, але не ближче 500 мм урахуванням алфавітно-цифрових знаків і символів.

1.10 У приміщеннях з персональним комп'ютером щодня повинно проводитися вологе прибирання.

1.11 Приміщення з персональним комп'ютером повинні бути оснащені аптечкою першої допомоги й вуглекислотними вогнегасниками.

1.12. Висота робочої поверхні столу для дорослих користувачів повинна регулюватися в межах 680 - 800 мм; при відсутності такої можливості висота робочої поверхні столу повинна складати 725 мм.

1.13 Робочий стіл повинний мати простір для ніг висотою не менше 600 мм. шириною не мети 500 мм, глибиною на рівні колін не менш 450 мм і на рівні витягнутих ніг не менш 650 мм.

1.14 Робоче місце повинне бути обладнане підставкою для ніг, що має ширину не менш 300 мм. глибину не менш 400 мм, регулювання по висоті в межах 150 мм і по куту нахилу опорної поверхні підставки до 20о. Поверхня підставки повинна бути рифленою і мати по передньому краю бортик висотою 10 мм.

1.15 Робоче місце з персональним комп'ютером повинне бути оснащене пюпітром для документів

1.16 Клавіатуру варто розташовувати на поверхні столу на відстані 100-300 мм від краю, повернуту до користувача, чи на спеціальній регульованій по висоті робочої поверхні стільниці.

1.17 Тривалість беззупинної робота з персональним комп'ютером безрегламентованих перерв не повинна перевищувати 2 години.

1.18 Під час регламентованих перерв і з метою зниження нервово-емоційної напруги, стомлення зорового аналізатора усунення впливу гіподинамії запобіганні розвитку стомлення доцільно виконувати комплекси спеціальних фізичних вправ.

1.19.3 метою зменшення негативного впливу монотонності доцільно застосовувати чергування операцій осмисленою введення тексту і числових даних (зміна змісту робіт) чергування редагування текстів і введенняданих.

1.20 У випадках виникнення в працюючих з персональним комп'ютером зорового дискомфорту й інших несприятливих суб'єктивних відчуттів, незважаючи на дотримання санітарно-гігієнічних вимог, режимів праці і відпочинку варто застосовувати індивідуальний підхід в обмеженні часу робіт з персональним комп'ютером, корекцію тривалості перерв чи відпочинків, проводити зміну діяльності на іншу, не пов'язану з використанням персонального комп'ютера.

4.2 Вимоги безпеки перед початком роботи

Перед початком роботи оператор зобов'язаний:

- оглянути й упорядкувати робоче місце;

- відрегулювати освітленість на робочому місці;

- переконатися в достатній освітленості, відсутності відображень на екрані зустрічного світлового потоку;

- переконатися в справності захисного заземлення;

- протерти спеціальною серветкою поверхню екрана;

- переконатися у відсутності дискет у дисководах системного блоку персонального комп'ютера;

- перевірити регулювання столу, стільця, підставки для ніг, пюпітра, положення устаткування, кута нахилу екрана, положення клавіатури і. при необхідності, відрегулювати їх з метою виключення незручних поз, тривалих напруг відповідно до вимог ергономіки.

При включенні комп'ютера оператор зобов'язаний дотримуватись наступної послідовності включення устаткування.

- монітор (при окремому підключенні монітора);

- периферійні пристрої (принтер, монітор, сканер і ін);

- системний блок (монітор, при підключенні останнього через системний блок).

Оператору забороняється приступати до роботи при:

- відсутності на ВТД гігієнічного сертифіката, що включає оцінку візуальних параметрів;

- відсутності інформації про результати атестаті умов прані на даному робочому місці при наявності інформації про невідповідність параметрів даного устаткування вимогам санітарних норм;

- виявленні несправності устаткування;

- відсутності захисного заземлення пристрою ПЕВМ;

- відсутності вуглекислотного або порошкового вогнегасника й аптечки першої допомоги;

- порушенні гігієнічних норм розміщенні ВДГ (при однорядному розташуванні менш 1м від стіни, при розташуванні робочих місць у колону на відстані менш 2.5 м. при розміщенні на площі менш 6 м2 на одне робоче місце, при рядному розміщенні дисплеїв.

Для зменшення дії шкідливих факторів рекомендується:

- підготувати робоче місце так, щоб виключити незручні пози і тривалі напруги, виключити відблиски на екрані;

- забезпечити висвітлення чи стіни якої-небудь поверхні за дисплеєм приблизно так само, як екрана;

- переважніше використовувати рідкокристалічний дисплей;

- забезпечити відстань від розташованих поруч терміналів не менш 1.2 м;

- встановити центр зображення на дисплеї на висоті 0,7 - 1.2 м від рівня підлоги.

Рекомендується обладнати робоче місце пюпітром дія розташування документів і підставкою для відпочинку рук.

Оглянути місце і забрати сторонні предмети

4.3 Вимоги безпеки під час роботи

Оператор під час роботи зобов'язаний:

- виконувати тільки ту роботу, що йому була доручена і по якій він проінструктований;

- тримати в порядку і чистоті робоче місце;

- тримати відкритими усі вентиляційні отвори пристроїв;

- зовнішній пристрій «миша» застосовувати тільки при наявності спеціального килимка;

- при необхідності припинення роботи на деякий чає коректно закрити всі активні задачі;

- відключати живлення тільки в тому випадку, якщо під час перерви в роботі на комп'ютері змушений знаходитися в безпосередній близькості від відео терміналів, а в противному випадку живлення дозволяється не відключати;

- виконувати санітарні норми і дотримуватися режимів роботи і відпочинку;

- дотримуватися правил експлуатації обчислювальної техніки відповідно до інструкцій з експлуатації;

- при роботі з текстовою інформацією вибрати найбільш фізіологічний режим представлення чорних символів на білому тлі;

- витримувати встановлені режимом робочого часу регламентовані перерви в роботі і виконувати фізкультпаузи.

Оператору під чає роботи забороняється:

- торкатися одночасно екрана, монітора і клавіатури;

- доторкатися до задньої панелі системного блоку при включеному живленні;

- переключати роз'єми кабелів периферійних пристроїв при ввімкненому живленні;

- захаращувати верхні панелі пристроїв паперами і сторонніми предметами;

- захаращувати робоче місце папером, щоб не допустити нагромадження органічного пилу;

- відключати живлення піл час виконання активної вдачі;

- робити часті перемикання живлення;

- допускати палання на поверхню системного блоку, клавіатури, принтера різних предметів;

- робити самостійне відкриття і ремонті устаткування.

Одним з численних режимів роботи є 45 хв. роботи на комп'ютері і 15 хв. перерви.

При постійній роботі екран повинний бути в центрі огляду, документи ліворуч на столі в одній площині з екраном.

4.4 Вимоги безпеки по закінченні роботи

По закінченні роботи оператор зобов'язаний дотримуватися наступної послідовності вимкнення обчислювальної техніки:

- зробити закриття всіх активних програм;

- переконатися, що в дисководах немає дискет;

- вимкнути живлення системного блоку;

- вимкнути живлення всіх периферійних пристроїв.

По закінченні роботи оператор зобов'язаний оглянути й упорядкувати робоче місце, вимити руки.

4.5 Вимоги безпеки в аварійних ситуаціях

Оператор зобов'язаний:

- у всіх випадках виявлення обривів проводів живлення, несправності заземлення й інших ушкоджень електроустаткування, появи запаху горілого негайно відключити живлення і повідомити про аварійну ситуацію вчителя;

- при виявленні людини, що попала під напругу негайно звільнити його від дії струму шляхом відключення електроживлення і до прибуття лікаря надати потерпілому долікарняну допомогу;

- у будь-яких випадках збою в роботі технічного устаткування або програмного забезпечення негайно викликати представника інженерно-технічної служби експлуатації і обчислювальної техніки;

- при загоранні устаткування відключиш живлення і вжити заходів по гасінню вогнища пожежі за допомогою вуглекислого або порошкового вогнегасника, викликати пожежну команду і повідомити про подію адміністрацію.

У випадку відключення живлення, припинити роботу і доповісти керівнику, Не намагатися самостійно з'ясовувати й усувати причину. Пам'ятайте що напруга може так само зненацька з'явитися.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Олександрівський А.Д. Створення WEB-сторінок з використанням Front Page 98 і Java Script

2. Богумірскій Б. Енциклопедія Windows 98. - СПб.: Пітер. 1998. - 816 с.

3. Горячев. А., Шафрін Ю. Практикум з інформаційних технологій. - М.: Лабораторія Базових Знань, 1999. - 272 с.

4. Інформатика Базовий курс_Сімоновіч і др_2003-640с.doc

5. Інформатика: підручник. Курносов А.П., Кульов С.А., Улезько А.В., Камалян А.К., Чернігін А.С., Ломакін С.В.: під ред. А.П. Курносова Воронеж, ВДАУ, 1997 - 238 с.

6. Сімоничев С., Євсєєв Г., Алексєєв А. Спеціальна інформатика: Уч. сел. - М.: АСТ-ПРЕСС: Інформком-Прес, 1998. - 480 с.

7. Шафрін Ю.А. Інформаційні технології. - М.: Лабораторія Базових Знань, 1998. - 704 с.

8. http://beda.stup.ac.ru/psf/ziss/wmaster/books/magazine/pcmag/9705/059716.htm

Размещено на Allbest.ru