Зміст

Вступ....................................................................................3
1. Поняття бази даних.......................................................5
2. Проектування бази даних............................................7
Список використаної літератури..................................15


Вступ

Під базою даних розуміють певним способом організовану сукупність даних, які відображають стан об’єктів певної предметної області і зв’язки між ними. В основі такої організації лежить певна структура.
Для того щоб декілька користувачів могли працювати з базами даних використовують СУБД.
СУБД – це набір програм які забезпечують роботу з базами даних. В основі кожної СУБД лежить певна мова.
Кожна СУБД повинна розв’язувати такі задачі:
1.    Створення баз даних – для цього необхідно визначити які дані будуть зберігатися і якого вони типу, потрібно описати структуру бази даних, тобто зв’язки між її елементами. Все це заноситься в пам’ять і СУБД звертається до цієї інформації по мірі необхідності.
2.    Ввід даних в пам’ять – здійснюється контроль за вводом СУБД, вона керує розміщенням даних у пам’яті.
3.    Експлуатація бази даних – користувач може обновити базу даних, добавити чи вилучити, вибрати з бази даних необхідну інформацію.
4.    Захист даних – він необхідний у випадку раптового виключення живлення і якщо декілька користувачів одночасно здійснюють доступ до даних.
5.    Обробка даних – найчастіше сортування діних, математична обробка даних, об’єднання даних.
6.    Вивід даних на екран або тверді копії.
Розрізняють логічну і фізичну організацію даних.
Фізична організація даних – це реальний спосіб збереження даних.
Логічна організація даних – вказує на те як дані представляються програмісту чи користувачеві.
Перетворення організацій даних здійснюється програмним забезпеченням.
Фізичні організації даних можуть відповідати декільком логічним.
База даних складається з даних і зв’язків між ними, тобто структури.
Існують 3 типи структур даних:
1.    Деревовидна (ієрархічна) – її зручно використовувати при опису даних про родовід від одного предка.


2.    Мережева – використовується для задання даних про родовід від двох предків.




3.    Реляційні структури – дані організовуються в двовимірних таблицях.
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 структури повинні задовольняти такі вимоги:
1.    Кожен елемент таблиці це один елемент даних.
2.    Всі стовпці в таблиці однорідні.
3.    Всім стовпцям одночасно присвоюється ім’я.
4.    В таблиці нема двох однакових рядків.
5.    В операціях з таблиці рядки і стовпці можуть переглядатися в довільному порядку.
1. Поняття бази даних
Відомі два підходи до організації інформаційних масивів: файлова організація та організація у вигляді бази даних. Файлова організація передбачає спеціалізацію та збереження інформації, орієнтованої, як правило, на одну прикладну задачу, та забезпечується прикладним програмістом. Така організація дозволяє досягнути високої швидкості обробки інформації, але характеризується рядом недоліків.
Характерна риса файлового підходу - вузька спеціалізація як обробних програм, так і файлів даних, що служить причиною великої надлишковості, тому що ті самі елементи даних зберігаються в різних системах. Оскільки керування здійснюється різними особами (групами осіб), відсутня можливість виявити порушення суперечливості збереженої інформації. Розроблені файли для спеціалізованих прикладних програм не можна використовувати для задоволення запитів користувачів, які перекривають дві і більше області. Крім того, файлова організація даних внаслідок відмінностей структури записів і форматів передання даних не забезпечує виконання багатьох інформаційних запитів навіть у тих випадках, коли всі необхідні елементи даних містяться в наявних файлах. Тому виникає необхідність відокремити дані від їхнього опису, визначити таку організацію збереження даних з обліком існуючих зв'язків між ними, яка б дозволила використовувати ці дані одночасно для багатьох застосувань. Вказані причини обумовили появу баз даних.
База даних може бути визначена як структурна сукупність даних, що підтримуються в активному стані та відображає властивості об'єктів зовнішнього (реального) світу. В базі даних містяться не тільки дані, але й описи даних, і тому інформація про форму зберігання вже не схована в сполученні "файл-програма", вона явним чином декларується в базі.
База даних орієнтована на інтегровані запити, а не на одну програму, як у випадку файлового підходу, і використовується для інформаційних потреб багатьох користувачів. В зв'язку з цим бази даних дозволяють в значній мірі скоротити надлишковість інформації. Перехід від структури БД до потрібної структури в програмі користувача відбувається автоматично за допомогою систем управління базами даних (СУБД).

2. Проектування бази даних

Основні принципи створення БД: цілісність, вірогідність, контроль, захист від несанкціонованого доступу , єдність і гнучкість, стандартизація та уніфікація, адаптивність, мінімізація введення і виведення інформації (однократність введення інформації, принцип введення - виведення тільки змін).
Цілісність здатність даних задовольняти принцип повного узгодження, точність, доступність і достовірне відображення реального стану об'єкта.
Вимоги до інформаційного забезпечення такі:
1. Інформаційне забезпечення має бути достатнім для виконання всіх функцій ІC, які автоматизуються.
2. Для кодування інформації, яка використовується тільки в цій ІC, має бути застосовані класифікатори , які є у замовника ІC.
3. Для кодування в ІC вихідної інформації, яка використовується на вищому рівні, мають бути використані класифікатори цього рівня, крім спеціально обумовлених випадків.
4. Інформаційне забезпечення ІC має бути суміщене з інформаційним забезпеченням систем, які взаємодіють з нею, за змістом, системою кодування, методами адресації, форматами даних і формами подання інформації, яка отримується і видається інформаційною системою.
5. Форми документів, які створюються інформаційною системою, мають відповідати вимогам стандартів УСД чи нормативно - технічним документам замовника ІC.
6. Форми документів і відеокадрів, які вводяться чи коригуються через термінали ІC, мають бути погодженні з відповідними технічними характеристиками терміналів.
7. Сукупність інформаційних масивів ІC має бути організована у вигляді бази даних на машинних носіях.
8. Форми подання вихідної інформації ІC мають бути узгоджені із замовником (користувачем) системи.
9. Терміни і скорочення, які застосовуються у вихідних повідомленнях, мають бути загальноприйнятими в цій предметній області й погоджені із замовником системи.
10.У ІC мають бути передбачені необхідні заходи щодо контролю і оновлення даних в інформаційних масивах ІC, оновлення масивів після відмови будь-яких технічних засобів ІC, а також контролю ідентичності однойменної інформації в базах даних.
Можуть створюватись також самостійні інформаційні засоби і вироби для конкретного користувача.
Ефективне функціонування інформаційної системи об'єкта можливе лише при відповідній організації інформаційної бази - сукупності впорядкованої інформації, яка використовується при функціонуванні ІC і поділяється на зовнішньо - і внутрішньомашинну (машинну) бази (ГОСТ 34.003-90).
Зовнішньомашинна інформаційна база - частина інформаційної бази, яка являє собою сукупність повідомлень, сигналів і документів, призначених для безпосереднього сприйняття людиною без застосування засобів обчислювальної техніки.
Внутрішньомашинна інформаційна база - частина інформаційної бази, що використовується в ІC на носіях даних.
Така зовнішньомашинна ІБ має багато модифікацій від подання у вигляді повідомлень на паперовому носії, запитів на екрані дисплея, мовного спілкування з ЕОМ та ін.
Внутрішньомашинна ІБ пройшла три етапи еволюції.
Перший етап характеризується роз'єднаним фондом даних:
1)програми розв'язання кожної окремої задачі становили одне ціле з масивами, які оброблялися;
2)використання будь-якого масиву для іншої задачі забезпечувалось індивідуально пристосуванням до форм подання даних, структур елементів масивів і. т. ін. ;
3)опис даних не потрібний, оскільки структура раніше була відома;
4)коригування масивів виконувалось індивідуальними засобами;
5)задача розв'язувалася в пакетному режимі, користувач отримував результати винятково у вигляді машинограм і виробничих документів через групу підготовки і оформлення даних.
Дані розглядаємо на трьох рівнях, і є пряма залежність логічного рівня програм, фізичного та логічного рівня збереження.
Другий етап централізований фонд даних.
1. Дані відокремлені від процедур їх обробки і організовані в бібліотеці масивів загального користування. Подання інформації, формати елементів даних і структура масивів уніфіковані і не залежать від конфігурації пам'яті та організації .
2. Опис даних відокремлено як від програм, так і від самих даних, тому дані і програми їх обробки стають значною мірою незалежними. Це полегшує зміну структур даних і програм. Але реорганізація бібліотеки і її окремих груп компонентів потребує зміни програми обробки.
Залишаються залежні логічні рівні програми і збереження.
Третій етап - організація баз даних характеризується:
1)об'єднанням не лише інформації, а й апаратно програмних засобів її поповнення, коригування і видачі користувачеві;
2)повним відокремленням функцій нагромадження, ведення і реорганізації даних від функцій їх обробки. Дані коригуються поза рівнем програм користувача за допомогою власного апарату бази даних;
3)появою логічного буферу, системи управління базою даних, розв'язки між програмами користувача і базою даних;
4)можливістю оперативної реалізації довільних запитів у режимі безпосереднього зв'язку з ЕОМ;
5)високим ступенем централізації загальносистемних масивів, яка передбачає спільне використання загальних даних;
6)різноманітністю даних і поєднанням в довільні логічні структури;
7)наявністю потужного програмного забезпечення і мовних засобів.
Усі рівні незалежні.
Нині існують другий і третій етапи. Основною задачею є визначення потрібної кількості баз даних і оптимального розподілу інформації між ними з урахуванням того, що економічний об'єкт - це динамічна система, яка перебуває в постійному розвитку. Використовуючи пріоритет виробничих функцій, необхідно побудувати таку базу даних. Так , навколо поняття "Модель виробу" формуються дві оболонки: внутрішня являє конструкторську документацію, зовнішня - технологічну і управлінську інформацію (мал. 2.1).
Однак виникла така проблема: визначити, чи потрібна одна база даних, чи кілька локальних, або взаємозв'язана розподілена база даних, локальні файли чи їх комбінації і т.п. При цьому враховується інформація, що використовується для реалізації багатьох функцій, особливо в оперативному режимі, активна інформація, тобто така, що використовується багаторазово.
Описуючи організацію інформаційної бази (РД 50-34, 698-90), потрібно дати опис логічної і структурної бази даних.
Документ складається з двох частин:
1)опис внутрішньомашинної інформаційної бази;
2)опис зовнішньомашинної інформаційної бази.
Кожна частина складається з таких розділів:
1)логічна структура;
2)фізична структура (для зовнішньомашинної інформаційної бази);
3)організація ведення інформаційної бази.
У розділі "Логічна структура" наводять опис складу даних, їх формати і взаємозв'язки між даними.
У розділі "Фізична структура" наводять опис вибраного варіанта розміщення даних на конкретних машинних носіях даних.

Рис. 2.1 Структура бази даних "Модель виробу"

При описі структури внутрішньомашинної інформаційної бази наводять перелік баз даних і масивів та логічні зв'язки між ними. Для масиву інформації вказують логічну структуру масиву чи дають посилання на документ "Опис масиву інформації".
Описуючи структуру зовнішньомашинної інформаційної бази, наводять перелік документів та інших інформаційних повідомлень, використання яких передбачено в системі, із зазначенням автоматизованих функцій, при реалізації яких формується чи використовується цей документ.
Якщо цю інформацію наведено у документах "Перелік вхідних сигналів і даних" і "Перелік вихідних сигналів", можна посилатися на ці документи.
У розділі "Організація ведення інформаційної бази", описуючи внутрішньомашинну базу, наводять послідовність процедур при створенні і обслуговуванні бази із зазначенням в разі потреби регламенту виконання процедур і засобів захисту бази від руйнування і несанкціонованого доступу, а також зв'язків між масивами баз даних і масивами вхідної інформації.
Описуючи зовнішньомашинну інформаційну базу потрібно навести послідовність процедур по маршруту руху груп документів до передачі їх на обробку, а також описати маршрут руху вихідних документів.

Види інформаційних масивів
При організації раціонального варіанту внутрішньомашинної інформаційної бази даних, яка найбільш повно відбиває специфіку об'єкта управління, перед розробниками постають вимоги до організації масивів, які можуть бути суперечливими. До них належать:
1)повнота подання даних;
2)мінімальний склад даних;
3)мінімізація часу вибірки даних;
4)незалежність структури масивів від програмних засобів їх організації;
5)динамічність структури інформаційної бази.
Останнім часом склалися такі основні підходи до побудови внутрішньомашинної інформаційної бази:
1)проектування масиву як відображання змісту окремого документа;
2)проектування масивів для окремих процесів управління;
3)проектування масивів для комплексів процесів управління, які реалізуються;
4)проектування бази даних;
5)проектування кількох баз даних.
Кожний з цих підходів має свої переваги і недоліки, а вибір залежить від обчислювальної техніки, яка використовується, програмних засобів і специфіки процесів, що автоматизуються.
Основні масиви можуть мати вигляд локальних масивів чи організовані в базу даних (БД) під керуванням системою управління базою даних (СУБД).
Взаємозв'язок користувача з базою даних зображено на рис.2.2.
База даних є сукупність даних, що використовується при функціонуванні ІC, організована за певними правилами, які передбачають загальні принципи опису, зберігання і маніпулювання даними і незалежна від прикладних програм (ГОСТ 24.003-84).
Система управління базами даних - це сукупність програм і мовних засобів, які призначені для управління даними в базі даних і забезпечують взаємодію її з прикладними програмами (ГОСТ 20886- 85).

Рис. 2.2. Взаємозв'язок користувача з базою даних
Масив даних - це конструкція даних, компоненти якої ідентичні за своїми характеристиками і є значенням функції від фіксованої кількості цілочисельних аргументів ( ГОСТ 20886- 85).
Файл - це ідентифікована сукупність примірників повністю описаного в конкретній програмі типу даних, розміщених ззовні програми в зовнішній пам'яті та доступних програмі, за допомогою спеціальних операцій (ГОСТ 20886- 85).
Методика проектування інформаційного забезпечення складається з трьох етапів.
На першому етапі "Розробка рішень по інформаційній базі": визначається склад і обсяг нормативно - довідкової інформації; розробляються пропозиції щодо вдосконалення діючого документообігу; структура бази даних; система збирання і передавання інформації, а також рішення з організації і ведення бази даних; визначається склад і характеристики вихідної і вхідної інформації (сигналів, документів, даних).
На другому етапі "Вибір номенклатури і прив'язка системи класифікації і кодування інформації: визначається перелік типів інформаційних об'єктів, які підлягають ідентифікації в ІC, перелік необхідних класифікаторів; вибираються й розробляються класифікатори інформаційних об'єктів і системи кодування; визначається система внесення змін і доповнень у класифікатори; розробляються принципи й алгоритми автоматизованого ведення класифікаторів.
На третьому етапі "Розробка рішень щодо забезпечення обміну інформацією в системі" розробляється схема інформаційного забезпечення.

Список використаної літератури:

1.    Вінер Н. “Бази даних”, М.: Наука, 1993
2.    Стефанюк В.Л. “Інформаційні системи і їх застосування”. – К., 1999.
3.    “Обчислювальна техніка і її застосування”. – Москва, 2000.
4.    Дейт К. Введение в системы баз данных. 6-е изд. – К.: Диалектика, 1998.
5.    Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. Мир. 1980.
6.    Ульман Дж. Основы систем баз данных. Финансы и статистика. 1983.
7.    Дрибас В.П. Реляционные модели баз данных. Изд-во БГУ. Минск. 1982.
8.    Системы управления базами данных и базами знаний. Под ред. А.Н.Наумова. Финансы и статистика. 1991.
9.    Тиори Т., Фрай Дж. Проектирование структур баз данных. (в 2-х томах) Мир. 1985.
10.    Чери С., Готлоб Г., Танке Л. Логическое программирование и базы данных. Мир. 1992.