Характеристика сетевой модели данных и базы данных

Введение

 

Польза от баз данных в вычислительной технике известна с давних времён. Первые компьютеры были оснащены двумя видами внешних устройств – магнитные ленты и барабаны. По ёмкости магнитные ленты были огромны.  Механизмы чтения/записи магнитных лент давали возможность последовательному доступу к данным. Чтобы прочитать  информацию, которая была в середине или конце магнитной ленты, требуется для начала исследовать весь предыдущий участок информации. В процессе этого была весьма низкая производительность действий ввода-вывода данных во внешнюю память. Барабаны обеспечивали произвольный доступ, но имели ограничения по объёму хранимых сведений.

В работе исследуется тема сетевых баз данных и СУБД. Если обратиться к энциклопедии, то термин «Сетевая СУБД»  характеризуется как система управления базами данных, у которой логическая модель является расширением иерархического подхода, которая основывается на строгой математической теории и описывает структурный подход, основы целостности и основы работы с данными в базах данных.

Цель курсовой работы – изучение основ баз данных и исследование области сетевых баз данных и СУБД.

Чтобы исполнить поставленную цель, нужно реализовать некоторые задачи:

- Изучение теоретических основ предмета «Базы данных».

- Приведение определений, терминов, свойств СУБД.

- Разделение СУБД на разновидности и их подробное описание.

- Изучить область сетевой модели данных и сетевых СУБД.

- Реализовать небольшой проект с сетевой СУБД.

Актуальность работы заключается в том, что сетевые модели и СУБД были применимы и возможны ещё вернуться на рынок информационных технологий.

Предмет курсовой работы – сетевые баз данных и СУБД, объект курсовой работы – базы данных.

Структура работы состоит из трех глав:

Вопросы основ баз данных и СУБД содержит в себе описание определений базы данных, СУБД, компонентов баз данных, свойств баз данных, классификация  СУБД по модели данных.

Глава второй части заключается в изучении сетевой модели данных и СУБД.

Практическая часть – это работа в сетевой СУБД «Cronos Pro».

Для исследования были выбраны литературные источники следующих авторов: Бессарабов Н.В., Бычков А.В., Кудрявцев Е.М., Кузнецов С.Д., Ржеуцкая С.Ю., Советов Ю.Я., Туманов, В.Е., Чалый Д.Ю., Швецов В.И., Шубина М.А., Шустова Л.И., Тараканов О.В., Щелоков С.А.

 

Теория баз данных

 

Определения и терминология БД

База данных действует в обеспечении хранения сведений и представляется как поименованная совокупность данных, которые организованы по отдельным правилам, состоящими из общих принципов описания, хранения и действия над данными[1].

Система управления базами данных – это программный пакет прикладных приложений и комплектация языковых средств, которые характеризуются предназначением для разработки, сопровождения и применения баз данных[2].

Прикладные приложения в основах СУБД предназначаются для обработки данных, вычислительных действий и создания выходных документов по некоторой форме[5].

Приложение - это программа или целый комплекс таких программ, которые используют БД и обеспечивают автоматизированную обработку информации из одной предметной области. Приложения разрабатываются как в структуре СУБД, так и вне структуры системы — при поддержке системы программирования, к примеру, Delphi или C++ Builder, использующей средства доступа к БД.

Чтобы приступить к работе с БД во многих случаях можно обойтись только механизмами СУБД, скажем, разрабатывая запросы и отчеты. Приложения могут создаваться главным образом в случаях, когда требуется дать удобство взаимодействия с БД неспособным пользователям.

Самым существенным плюсом использования БД в информационных системах является возможности независимости данных от прикладных программ. Можно сказать, что не существует необходимости заниматься вопросами размещения данных в памяти, методами доступа к ним и т. д.

Эта независимость завоёвываться поддержкой СУБД многоуровневым представлением данных в БД на логическом и физическом уровней.

Чтобы понять оптимальность функционирования БД основной критерий является временные параметры выполнения запросов пользователей прикладными программами[4].

Система управления базами данных включает в себя компоненты, которые представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Составные части СУБД

СУБД – это программное обеспечение, обеспечивающее создание, ведение, совместное использование определённой базы данных [6].

Основные функции системы управления базами данных представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 - Основные функции СУБД

Управляющий важный компонент многих современного типа СУБД - это ядро. Оно может выполнять следующие функции[3]:

- управлять информацией во внешней памяти;

- управлять буфером оперативной памяти;

- управлять всеми транзакциями.

Классификация СУБД

СУБД по используемой модели данных разделяются на следующие типы, представленные на рисунке 3.

Рисунок 3 – Виды по моделям данных

Иерархическая модель имеет вид древовидной структуры. В ней все записи распределены по уровням иерархии (рисунок 7). Данная модель имеет удобства для работы с соподчинёнными данными и большими объемами для данных со сложными логическими связами [1].

В иерархической структуре используется, как право, вид связей между компонентами данных «один ко многим». Иерархическая база данных состоит из набора записей, которые связаны друг с другом через ссылки. Запись похожа на запись в сетевой модели. Каждая запись представляет собой набор полей (атрибутов), каждый из которых содержит только одно значение данных. Ссылка - это ассоциация между двумя записями. Таким образом, ссылка здесь похожа на ссылку в сетевой модели[2].

На рисунке 4 представлена иерархическая модель формирования баз данных.

Рисунок 4 - Иерархическая модель данных

Корень дерева-структуры - это самый верхний уровень, а другие, которые расположены на более низких уровнях иерархии, - подчинённые вершины. Корень един и не имеет подчинения не одной из вершин. Все последующие вершины (типы записей) связаны каждая с только одной вершиной, расположенной на высшем уровне [11].

Как можно заметить из представленной схемы этой структуры данных, она состоит из дуг и узлов. Узел является совокупностью атрибутов, характеризующих объект. Каждая запись описывается надёжным объединением главных атрибутов. К примеру, запись «студент» может обладать такими характеристиками, как:: имя, фамилия, отчество, группа, курс, факультет и др [5].

В иерархической структуре обязано соблюдаться условие: любой организованный узел не способен владеть более чем одним сформированным узлом (имеет только лишь 1 входящую стрелку); в модели может обладать роль только только один узел, не обладающий входящей стрелки – это является корнем [8].

Положительное качество иерархической структуры данных заключается в том, что её применение позволяет характеризовать их как на логическом, так и на физическом уровне. Отрицательными качествами этой модели являются следующие:

- твёрдая взаимосвязь между компонентами данных (для изменения взаимосвязей нужно менять структуру);

- твёрдая зависимость предметной и логической организации информации;

- скорость доступа в иерархической структуре получена за счет снижения показателя информационной гибкости.

Реляционная модель используется в случаях частых обновлений и реконструкциях информационных баз. Это название модель приобрела от английского определения relation – отношение. Впервые её предложил математик и сотрудник компании IBM Эдгар Кодд в семидесятые годы в своей публикации. На сегодня, большинство баз данных для персональных компьютеров являются реляционными[9].

Данными в реляционной модели, как правило, представляется двухмерная таблица (рисунок 5). Табличная модель информации отражает связь между реальными записями и их параметрами. Функции поиска и обработки объектов не имеют зависимости от структуры хранения информации в компьютерной памяти. При этом продуктивно применяются математические и логические операции [11].

Рисунок 5 – Реляционная модель данных

Основным принципом реляционной модели базы данных - это приобретение и отношения нужной таблицы и образование ещё более новых. Все таблицы между собой имеют связи. На базе первичного отношения с помощью логических действий образуется новая таблица определённой структуры. Все файлы имеют соотношение к какому-либо определению из предметной области [6].

Положительные критерии реляционной модели данных относятся [11]:

- подсознательно простое изображение информации (таблица);

- методы процесса нормализации таблицы завоёвываться оптимальной перегрузкой информации;

- возможность автономности пользовательских приложений от данных;

- возможность модифицирования состава атрибутных таблиц;

- возможность не описывать схему данных в отличии от других структур.

К отрицательным критериям РМД реляционной модели данных относятся [10]:

- уменьшение параметра производительности с такой моделью при увеличении числа отношений в базе данных;

- процессы нормализации таблиц приводят к серьёзной фрагментации данных (а во время решения задач, зачастую, нужно объединять данные);

- существование проблем применения РМД возникают при разработке систем автоматизации проектирования.

В СУБД, основанных на многомерном представлении информации, сведения сформированы не в форме реляционных таблиц, а в разновидности высокоупорядоченных многомерных массивов: гиперкубов (все хранимые в базе данных ячейки обязаны располагать равную мерность, то есть быть в предельно целом базисе замеров) и/или витрин сведений, выступающих собою предметно-направленные подмножества хранилища сведений, спроектированные с целью удовлетворение потребностей отдельной категории (сообщества) пользователей и удовлетворяющие условиям защиты от несанкционированного допуска в компании; они гарантируют наиболее скорую отклик на запросы данных за результат того, что обращения действуют к сравнительно незначительным блокам сведений, требуемых для определённой категории пользователей[4]. С целью свершения сопоставимой производительности реляционные системы требуют кропотливой проработки схемы базы данных, установления методов индексации и особой настройки. В случае многомерных баз данных, как принцип, не потребуется даже обозначение на то, согласно которым реквизитам (группам реквизитов) необходимо индексирование сведений. Ограничения SQL остаются реальностью, что не даёт возможность осуществить в реляционных СУБД многочисленные интегрированные функции, просто обеспечиваемые в системах основанных на многомерном представлении информации. Совместно с этим, реляционные СУБД гарантируют высококачественную наиболее большую степень защиты информации и разделения прав доступа, а кроме того обладают наиболее сформированными ресурсами администрирования и настоящий опыт деятельности с крупными и сверхбольшими базами данных. В те времена, как с целью многомерных баз данных, в настоящий период отсутствуют общие образцы на интерфейс, языки описания и манипулирования информацией. Многомерные СУБД не поддерживают репликацию сведений, применяемую часто в качестве приспособления загрузки.

Именно объектно-ориентированная модель (ООМ) при представлении данных характеризуется возможностью идентификации отдельных записей базы. Между функциями обработки записей базы данных и самими записями вводятся взаимосвязи благодаря механизмам, сходных отвечающим средствам в объектно-ориентированном языке программирования[12].

Обыденная модель ОО описана в рекомендациях стандарта ODMG-93 (Группы по управлению объектно-ориентированными БД). Конечно реализовать в полном смысле эти рекомендации не удалось. Чтобы проиллюстрировать ключевые идеи изучим несколько упрощенную модель объектно-ориентированной БД.

Состав схемы объектно-ориентированной модели БД графически изображается в виде дерева. Узлы этого дерева - объекты. Параметры объектов изображаются отдельным шаблонным типом (например, строковым - string) или типом, созданным пользователем (определяется как class).

Логическая схема состава объектно-ориентированной модели БД внешне похожа на иерархическую БД. Главное различие между ними заключается в способе манипулирования сведениями. Чтобы выполнить действия над данными в этой модели БД применяются логические операции, которые имеют усиление объектно-ориентированными механизмами инкапсуляции, наследования и полиморфизма.

Формирование и изменение БД сопровождает автоматическое создание и последующую корректировку индексов, которые содержат информацию для моментального поиска данных[15].

 На рисунке 6 представлена объектно-ориентированная модель аз данных.

Рисунок 6 - Объектно-ориентированная модель 

Объектно-реляционная СУБД (ОРСУБД) является давно знакомой «реляционной системой управления базами данных», однако различие в том, что она  использует в своей работе заимствования и принципы свойственные объектно-ориентированной методологии[19].

Эта некоторая система, имеющая расширение реляционной моделм данных. Расширенная реляционная СУБД или «объектно-реляционная СУБД» (ОРСУБД), которая состоит из указаний на применение понятия объекта. Известные фирмы по созданию систем управления базами данных (Oracle, Informix и IBM) довели свои продукты до объектно-реляционного уровня. А их функционал решений немного рознятся. Принцип работы ОРСУБД, как комбинации объектно-ориентированной и реляционной СУБД, очень притягательна за счет использования сведений и проб, которые накопились за время работы с РСУБД.

Oracle Database 11g является базой данных, которая создана для взаимодействий в распределенных вычислительных сетях  Grid. Эти сети предназначены для действенного разворачивания на основе разных типов оборудования, от малых серверных машин до мощных симметричных серверных конструкций, от некоторых кластеров до глобальных распределённых вычислительных устройств. Эта система дает возможность для автоматического управления и настройки и это делает ее применение элементарным и экономически рентабельным[16].

Из этой главы можно сделать заключение о том, что базы данных – это поименованная совокупность данных, которые организованы по отдельным правилам, состоящими из общих принципов описания, хранения и действия над данными. На сегодня известны 6 моделей СУБД, в этой главе были рассмотрены 5, т.к. сетевой модели данных посвящена следующая глава.

 

 

Сетевые базы данных и СУБД

 

Главное окно програмы

Верхняя часть главного окна сетевой СУБД «CronosPro» состоит из главного меню, списка команд. Главное меню - это предоставление пользователю доступность всех функций системы по разработке, поддержки банков данных и поиска информации в нем [20].

Рисунок 11 – Главное окно

Чтобы иметь вероятность быстро запускать любую из команды главного меню программы можно прописать клавиши или комбинацию клавиш. Выполнить настрой «горячих» клавиш можно в рабочем окне «Настройка клавиатуры», для вызова которого следует реализовать команду главного меню Вид «Настроить клавиши» (рисунок 12).

Рисунок 12 – Настройка клавиш

При правильной настройке клавиш можно будет моментально выполнять некоторые команды по управлению.

Работа с банками данных

С банками можно выполнять следующие действия:

· Подключить готовый банк в списке.

· Добавить новый банк.

· Создать новый банк.

· Исключить банк.

Добавить новый можно кликнув по кнопке «Добавить» (рисунок 13).

Рисунок 13 – Добавление банка

Из рисунка видно, что есть выбор из какой-либо папки нового банка данных.

Для того, чтобы создать новый банк нужно на панели инструментов главного окна программы (или выполнить команду меню Банк Ю Список банков).

Далее в появившемся окне диалога «Список банков» нажмите кнопку «Новый».

На рисунке 14 показано создание нового банка. Проставляем все нужные галочки и прописываем имя и адрес банка.

 

Рисунок 14 – Создание нового банка

После создания банка открываются дополнительные кнопки и управление в панели администрирования. Можно создать базы данных. Заходим в Проектирование и Структуры банка данных и можно создать базу данных щелкнув «Новая».В основных свойствах пишем имя базы и ее мнемокод (рисунок 15).

Рисунок 15 – Свойства базы

Далее переходим на вкладку «Список полей» и прописываем свойства полей.

Рисунок 16 – Свойства полей

Поле добавляется при нажатии «Новое». В окне редактирования уже стоит поле «Системный номер». На рисунке 17 видно окно редактирования свойств поля.

Рисунок 17 – Редактор свойства полей

Для ввода данных в базу можно перейти во вкладку «Обработка» → «Ввод» и «Стандартный» и далее выбрать нужную базу для ввода данных. Также можно для начала создать форму ввода данных и ввести информацию более удобно (рисунок 18).

Рисунок 18 – Создание формы ввода

На рисунке 19 показана форма ввода данных базы «Заказчики».

Рисунок 19 – Новая форма ввода

На рисунке 20 показано создание выходной формы.

Рисунок 20 – Создание выходной формы

Ввели данные в базу «Заказы» (рисунок 21).

Рисунок 21 – Ввод данных

Выходная форма показывает наличие одной записи (рисунок 22)

Рисунок 22 – Форма выхода

В заключении можно сделать вывод, что база данных очень легка в работе. Простой интерфейс помогает быстро разобраться в основах. Все учебные материалы доступны. Демонстрационная версия открывает весь функционал, но на время.  

Заключение

 

С увеличением известности СУБД возникло большое число разных моделей данных. У любой из которых имеется как плюсы, таким образом и минусы, которые исполнили важнейшую роль в формировании реляционной модели данных, возникнувшей вследствие стремлению облегчить и упорядочить первые модели данных. Нынешние базы данных нацелены на конкретную настоящую область и сформированы на основании определённого подмножества информации. Модели данных применяются, как для концептуального, так и для логического и физического представления информации. Главное отличие между данными моделями данных складывается в методах отображения взаимодействий между объектами и свойствами. Способности баз данных могут быть полезны в сферах, сопряжённых с длительным управлением данными, подобных как электронные библиотеки и хранилища информации, и так далее.

В первой части изучены основные теоретические аспекты баз данных, а также приведены модели данных. База данных действует в обеспечении хранения сведений и представляется как поименованная совокупность данных, которые организованы по отдельным правилам, состоящими из общих принципов описания, хранения и действия над данными.

Система управления базами данных – это программный пакет прикладных приложений и комплектация языковых средств, которые характеризуются предназначением для разработки, сопровождения и применения баз данных.

Прикладные приложения в основах СУБД предназначаются для обработки данных, вычислительных действий и создания выходных документов по некоторой форме.

СУБД – это программное обеспечение, обеспечивающее создание, ведение, совместное использование определённой базы данных [6].

Вторая часть раскрывает тему работы.

Можно сделать выводы о том, что сетевая база данных состоит из набора записей, связанных друг с другом по ссылкам. Запись во многом похожа на сущность в модели E-R. Каждая запись представляет собой набор полей (атрибутов), каждый из которых содержит только одно значение данных. Ссылка - это ассоциация между двумя записями. Таким образом, связь может рассматриваться как ограниченная (двоичная) форма отношения в смысле модели ER[20].

Модель сетевых данных (МСД) была предложена компанией «Data Base Task Group» (DBTG) Комитета по программированию (впоследствии переименованной в комитет COBOL) на «Конференции по языкам систем данных» (CODASYL), организации, ответственной за определение языка программирования COBOL.

Именно на разработку данного вида стандарта высокое воздействие оказал учёный из Америки Ч. У. Бахман. Главные принципы сетевой модели данных были созданы в середине 60-х годов, типовой вид сетевой модели данных описан в отчёте рабочей группы по языкам баз данных CODASYL в 1971 г.

Запись CODASYL может иметь свою собственную внутреннюю структуру. Два или более смежных элементарных компонента могут быть сгруппированы вместе, чтобы сформировать элемент группы.

Элемент группы может состоять не только из элементарных частей, но и из других элементов группы, что позволяет пользователю создавать структуру именования. Чтобы избежать путаницы, уровни в этой структуре должны быть пронумерованы сверху вниз.

Запись CODASYL может включать так называемые таблицы. Таблица представляет собой набор значений, сгруппированных под одним именем элемента данных. Пользователь ссылается на элементы в таблице, используя подписи, похожие на массив в обычном программировании.

Также выводом будет то, что сетевые базы данных представляются в виде довольно простой структуры. Она включает в себя четыре компонента, то есть в сетевой модели применяются четыре типа структур данных. Из них два главных и два, если можно так сказать, не основных - вспомогательных. Основные виды структур сетевых данных – это запись и набор [6].

В третьей части описана модель сетевой СУБД – это СУБД «CronosPro». Она является системой по созданию и управлению базами данных, которая предназначена для организации информации в виде банков данных и их правильной обработки. В СУБД все данные имеют структурированный вид, то есть, упорядочены некоторым образом. Точная структура банка обусловливаться именно пользователем и зависит от стоящих перед ним заданий. Структурированность – это свойство, которое даёт возможность максимально точно приблизиться к охарактеризованию предметной области, выполнении любых, даже трудоёмких формализуемых связей прозрачными и легко контролируемыми[20].

 

Список использованной литературы

 

Источники на русском языке:

1. Арбатская О.А. Системы управления базами данных (СУБД). М.: НИЯУ МИФИ, 2014. — 100 с.

2. Бабенко М.А., Левин М.В. Введение в теорию алгоритмов и структур данных. – М.: МЦНМО, 2017. – 144 с.

3. Баканов М.В., Романова В.В., Крюкова Т.П. Базы данных. Системы управления базами данных. Учебное пособие. - Кемерово: КТИПП, 2012. - 166 с.

4. Бессарабов Н.В. Модели и смыслы данных в Cache и Oracle/ М.: Национальный Открытый Университет «ИНТУИТ», 2016. — 617 с.

5. Бычков А.В. Проектирование информационных систем. Учебное пособие. – СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – 426 с.

6. Кудрявцев Е.М. Основы автоматизированного проектирования. – М.: Академия, 2011. – 304 с.

7. Кузнецов С.Д. Базы данных. – М.: Академия, 2012. – 496 с.

8. Кумскова И.А. Базы данных. – М.: Кнорус, 2015. – 488 с.

9. Лукин В.Н. Введение в проектирование баз данных. – М.: Вузовская книга, 2013. – 144 с.

10. Ржеуцкая С.Ю. Базы данных. Учебное пособие. – В-да: ВоГТУ, 2010. – 159 с.

11. Советов Ю.Я. Базы данных: теория и практика: учебник для бакалавров. – М.: Юрайт, 2012. – 464 с.

12. Туманов, В.Е. Основы проектирования реляционных баз данных. – М.: Бином, 2011. - 424 с.

13. Харрингтон Джен Л. Проектирование объектно-ориентированных баз данных. М.: ДМК-Пресс, 2012. — 271 с.

14. Чалый Д.Ю. Практическое использование баз данных в управлении. Ярославль: ЯрГУ, 2013.— 104 с.: ил.

15. Швецов В.И. Базы данных. 2-е изд., исправленное. — НОУ Интуит, 2016. — 218 с.

16. Шубина М.А. Управление данными. СПб.: СПбГЛТУ, 2016. — 132 с.

17. Шустова Л.И., Тараканов О.В. Базы данных. - M: Инфра-М, 2016. — 304 c.

18. Щелоков С.А. Базы данных. Учеб. пособие. — Оренбург: ОГУ, 2014. — 298 с.

Электронные ресурсы:

19. Сетевая модель данных // Wikipedia.org https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C_%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85. (дата обращения: 20.07.2017).

20. ИСУБД CronosPRO // Cronospro [Электронный ресурс]. – URL: http://www.cronos.ru/cronospro.html (дата обращения: 20.07.2017).

 

 

Введение

 

Польза от баз данных в вычислительной технике известна с давних времён. Первые компьютеры были оснащены двумя видами внешних устройств – магнитные ленты и барабаны. По ёмкости магнитные ленты были огромны.  Механизмы чтения/записи магнитных лент давали возможность последовательному доступу к данным. Чтобы прочитать  информацию, которая была в середине или конце магнитной ленты, требуется для начала исследовать весь предыдущий участок информации. В процессе этого была весьма низкая производительность действий ввода-вывода данных во внешнюю память. Барабаны обеспечивали произвольный доступ, но имели ограничения по объёму хранимых сведений.

В работе исследуется тема сетевых баз данных и СУБД. Если обратиться к энциклопедии, то термин «Сетевая СУБД»  характеризуется как система управления базами данных, у которой логическая модель является расширением иерархического подхода, которая основывается на строгой математической теории и описывает структурный подход, основы целостности и основы работы с данными в базах данных.

Цель курсовой работы – изучение основ баз данных и исследование области сетевых баз данных и СУБД.

Чтобы исполнить поставленную цель, нужно реализовать некоторые задачи:

- Изучение теоретических основ предмета «Базы данных».

- Приведение определений, терминов, свойств СУБД.

- Разделение СУБД на разновидности и их подробное описание.

- Изучить область сетевой модели данных и сетевых СУБД.

- Реализовать небольшой проект с сетевой СУБД.

Актуальность работы заключается в том, что сетевые модели и СУБД были применимы и возможны ещё вернуться на рынок информационных технологий.

Предмет курсовой работы – сетевые баз данных и СУБД, объект курсовой работы – базы данных.

Структура работы состоит из трех глав:

Вопросы основ баз данных и СУБД содержит в себе описание определений базы данных, СУБД, компонентов баз данных, свойств баз данных, классификация  СУБД по модели данных.

Глава второй части заключается в изучении сетевой модели данных и СУБД.

Практическая часть – это работа в сетевой СУБД «Cronos Pro».

Для исследования были выбраны литературные источники следующих авторов: Бессарабов Н.В., Бычков А.В., Кудрявцев Е.М., Кузнецов С.Д., Ржеуцкая С.Ю., Советов Ю.Я., Туманов, В.Е., Чалый Д.Ю., Швецов В.И., Шубина М.А., Шустова Л.И., Тараканов О.В., Щелоков С.А.

 

Теория баз данных

 

Определения и терминология БД

База данных действует в обеспечении хранения сведений и представляется как поименованная совокупность данных, которые организованы по отдельным правилам, состоящими из общих принципов описания, хранения и действия над данными[1].

Система управления базами данных – это программный пакет прикладных приложений и комплектация языковых средств, которые характеризуются предназначением для разработки, сопровождения и применения баз данных[2].

Прикладные приложения в основах СУБД предназначаются для обработки данных, вычислительных действий и создания выходных документов по некоторой форме[5].

Приложение - это программа или целый комплекс таких программ, которые используют БД и обеспечивают автоматизированную обработку информации из одной предметной области. Приложения разрабатываются как в структуре СУБД, так и вне структуры системы — при поддержке системы программирования, к примеру, Delphi или C++ Builder, использующей средства доступа к БД.

Чтобы приступить к работе с БД во многих случаях можно обойтись только механизмами СУБД, скажем, разрабатывая запросы и отчеты. Приложения могут создаваться главным образом в случаях, когда требуется дать удобство взаимодействия с БД неспособным пользователям.

Самым существенным плюсом использования БД в информационных системах является возможности независимости данных от прикладных программ. Можно сказать, что не существует необходимости заниматься вопросами размещения данных в памяти, методами доступа к ним и т. д.

Эта независимость завоёвываться поддержкой СУБД многоуровневым представлением данных в БД на логическом и физическом уровней.

Чтобы понять оптимальность функционирования БД основной критерий является временные параметры выполнения запросов пользователей прикладными программами[4].

Система управления базами данных включает в себя компоненты, которые представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Составные части СУБД

СУБД – это программное обеспечение, обеспечивающее создание, ведение, совместное использование определённой базы данных [6].

Основные функции системы управления базами данных представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 - Основные функции СУБД

Управляющий важный компонент многих современного типа СУБД - это ядро. Оно может выполнять следующие функции[3]:

- управлять информацией во внешней памяти;

- управлять буфером оперативной памяти;

- управлять всеми транзакциями.

Классификация СУБД

СУБД по используемой модели данных разделяются на следующие типы, представленные на рисунке 3.

Рисунок 3 – Виды по моделям данных

Иерархическая модель имеет вид древовидной структуры. В ней все записи распределены по уровням иерархии (рисунок 7). Данная модель имеет удобства для работы с соподчинёнными данными и большими объемами для данных со сложными логическими связами [1].

В иерархической структуре используется, как право, вид связей между компонентами данных «один ко многим». Иерархическая база данных состоит из набора записей, которые связаны друг с другом через ссылки. Запись похожа на запись в сетевой модели. Каждая запись представляет собой набор полей (атрибутов), каждый из которых содержит только одно значение данных. Ссылка - это ассоциация между двумя записями. Таким образом, ссылка здесь похожа на ссылку в сетевой модели[2].

На рисунке 4 представлена иерархическая модель формирования баз данных.

Рисунок 4 - Иерархическая модель данных

Корень дерева-структуры - это самый верхний уровень, а другие, которые расположены на более низких уровнях иерархии, - подчинённые вершины. Корень един и не имеет подчинения не одной из вершин. Все последующие вершины (типы записей) связаны каждая с только одной вершиной, расположенной на высшем уровне [11].

Как можно заметить из представленной схемы этой структуры данных, она состоит из дуг и узлов. Узел является совокупностью атрибутов, характеризующих объект. Каждая запись описывается надёжным объединением главных атрибутов. К примеру, запись «студент» может обладать такими характеристиками, как:: имя, фамилия, отчество, группа, курс, факультет и др [5].

В иерархической структуре обязано соблюдаться условие: любой организованный узел не способен владеть более чем одним сформированным узлом (имеет только лишь 1 входящую стрелку); в модели может обладать роль только только один узел, не обладающий входящей стрелки – это является корнем [8].

Положительное качество иерархической структуры данных заключается в том, что её применение позволяет характеризовать их как на логическом, так и на физическом уровне. Отрицательными качествами этой модели являются следующие:

- твёрдая взаимосвязь между компонентами данных (для изменения взаимосвязей нужно менять структуру);

- твёрдая зависимость предметной и логической организации информации;

- скорость доступа в иерархической структуре получена за счет снижения показателя информационной гибкости.

Реляционная модель используется в случаях частых обновлений и реконструкциях информационных баз. Это название модель приобрела от английского определения relation – отношение. Впервые её предложил математик и сотрудник компании IBM Эдгар Кодд в семидесятые годы в своей публикации. На сегодня, большинство баз данных для персональных компьютеров являются реляционными[9].

Данными в реляционной модели, как правило, представляется двухмерная таблица (рисунок 5). Табличная модель информации отражает связь между реальными записями и их параметрами. Функции поиска и обработки объектов не имеют зависимости от структуры хранения информации в компьютерной памяти. При этом продуктивно применяются математические и логические операции [11].

Рисунок 5 – Реляционная модель данных

Основным принципом реляционной модели базы данных - это приобретение и отношения нужной таблицы и образование ещё более новых. Все таблицы между собой имеют связи. На базе первичного отношения с помощью логических действий образуется новая таблица определённой структуры. Все файлы имеют соотношение к какому-либо определению из предметной области [6].

Положительные критерии реляционной модели данных относятся [11]:

- подсознательно простое изображение информации (таблица);

- методы процесса нормализации таблицы завоёвываться оптимальной перегрузкой информации;

- возможность автономности пользовательских приложений от данных;

- возможность модифицирования состава атрибутных таблиц;

- возможность не описывать схему данных в отличии от других структур.

К отрицательным критериям РМД реляционной модели данных относятся [10]:

- уменьшение параметра производительности с такой моделью при увеличении числа отношений в базе данных;

- процессы нормализации таблиц приводят к серьёзной фрагментации данных (а во время решения задач, зачастую, нужно объединять данные);

- существование проблем применения РМД возникают при разработке систем автоматизации проектирования.

В СУБД, основанных на многомерном представлении информации, сведения сформированы не в форме реляционных таблиц, а в разновидности высокоупорядоченных многомерных массивов: гиперкубов (все хранимые в базе данных ячейки обязаны располагать равную мерность, то есть быть в предельно целом базисе замеров) и/или витрин сведений, выступающих собою предметно-направленные подмножества хранилища сведений, спроектированные с целью удовлетворение потребностей отдельной категории (сообщества) пользователей и удовлетворяющие условиям защиты от несанкционированного допуска в компании; они гарантируют наиболее скорую отклик на запросы данных за результат того, что обращения действуют к сравнительно незначительным блокам сведений, требуемых для определённой категории пользователей[4]. С целью свершения сопоставимой производительности реляционные системы тре