Автоматизированные банки данных, информационные базы, их особенности
При увеличении объемов информации для многоцелевого применения и эффективного удовлетворения информационных потребностей различных пользователей используется интегрированный подход к созданию внугримашинного информационного обеспечения. При этом данные рассматриваются как информационные ресурсы для разноаспектного и многократного использования. Внутримашинное информационное обеспечение в настоящее время проектируется на принципе интеграции в виде базы и банка данных.
База данных (БД) — это специальным образом организованное хранение информационных ресурсов в виде интегрированной совокупности файлов, обеспечивающей удобное взаимодействие между ними, и быстрый доступ к данным.
Банк данных (БнД) — это автоматизированная система, представляющая совокупность информационных, программных, технических средств и персонала, обеспечивающих хранение, накопление, обновление, поиск и выдачу данных. Главными составляющими банка данных являются база данных и программный продукт, называемый системой управления базой данных (СУБД).
Использование принципов базы и банка данных предполагает организацию хранения информации в виде базы данных, где все данные собраны в едином интегрированном хранилище и к информации как важнейшему ресурсу обеспечен широкий доступ пользователей.
Технология баз и банков данных является ведущим направлением организации внугримашинного информационного обеспечения. Развитие технологий баз и банков данных определяется рядом факторов: ростом информационных потребностей пользователей, требованиями эффективного доступа к информации, появлением новых видов массовой памяти, увеличением ее объемов, новыми средствами и возможностями в области коммуникаций и многим другим.
База данных — это динамичный объект, меняющий значения при изменении состояния отражаемой предметной области (внешних условий по отношению к базе). Под предметной областью понимается часть реального мира (объектов, процессов), которая должна быть адекватно и в полном информационном объеме представлена в базе данных. Данные в базе организуются в единую целостную систему, что обеспечивает более производительную работу пользователей с большими объемами данных.
Кроме важнейших составляющих БД и СУБД, банк данных включает и ряд других составляющих. Остановимся на их рассмотрении.
Языковые средства включают языки программирования, языки запросов и ответов, языки описания данных.
Методические средства — это инструкции и рекомендации по созданию и функционированию БнД, выбору СУБД.
Технической основой БнД является ЭВМ, удовлетворяющая определенным требованиям по своим техническим характеристикам.
Обслуживающий персонал включает программистов, инженеров по техническому обслуживанию ЭВМ, административный аппарат, в том числе администратора БД. Их задача — контроль за работой БнД, обеспечение совместимости и взаимодействия всех составляющих, а также управление функционированием БнД, контроль за качеством информации и удовлетворение информационных потребностей. В минимальном варианте все эти функции для пользователя могут обеспечиваться одним лицом или выполняться организацией, поставляющей программные средства и выполняющей их поддержку и сопровождение.
Особую роль играет администратор базы или банка данных (АБД). Он управляет данными, персоналом, обслуживающим БнД. Важной задачей администратора БД является защита данных от разрушения, несанкционированного и некомпетентного доступа. Администратор предоставляет пользователям большие или меньшие полномочия на доступ ко всей или части базы. Для выполнения функций администратора в СУБД предусмотрены различные служебные программы. Администрирование базой данных предусматривает выполнение функций обеспечения надежной и эффективной работы БД, удовлетворение информационных потребностей пользователей, отображение в базе данных динамики предметной области.
Как банк данных, так и база данных, могут быть сосредоточены на одном компьютере или распределены между несколькими. Чтобы данные одного исполнителя были доступны другим и наоборот, эти компьютеры должны быть соединены в единую вычислительную систему с помощью вычислительных сетей.
Банк и база данных, расположенные на одном компьютере, называются локальными, а на нескольких, соединенных сетями ПЭВМ, называются распределенными. Распределенные банки и базы данных более гибки и адаптивны, менее чувствительны к выходу из строя оборудования.
Назначение локальных баз и банков данных организации — более простое и дешевое информационное обслуживание пользователей при работе с небольшими объемами данных и решении несложных задач.
Локальные базы данных эффективны при работе одного или нескольких пользователей, когда имеется возможность согласования их деятельности административным путем. Такие системы просты и надежны за счет своей локальности и организационной независимости.
Назначение распределенных баз и банков данных состоит в предоставлении более гибких форм обслуживания множеству удаленных пользователей при работе со значительными объемами информации в условиях географической или структурной разобщенности. Распределенные системы баз и банков данных обеспечивают широкие возможности по управлению сложными многоуровневыми и многозвенными объектами и процессами.
Распределенная обработка данных позволяет разместить базу данных (или несколько баз) в различных узлах компьютерной сети. Таким образом, каждый компонент базы данных располагается по месту наличия техники и ее обработки. Например, при организации сети филиалов какой-либо организационной структуры удобно обрабатывать данные в месте расположения филиала. Распределение данных осуществляется по разным компьютерам в условиях реализации вертикальных и горизонтальных связей для организаций со сложной структурой.
Распределенная система баз данных (или частей базы) позволяет широко варьировать и поддерживать информационные ресурсы, избегая узких мест, сдерживающих производительность пользователя, и добиваться максимальной эффективности использования информационных ресурсов.
Процессы обмена, изменения данных организуются в виде отдельных пользовательских задач (приложений) на одной или различных базах данных. Для реализации используется специальный механизм оповещения всех заинтересованных лиц и процессов. Механизм оповещения или оперативного изменения информации в распределенных базах данных является технологическим средством, позволяющим экономить время и трудозатраты, делает более доступным широкий набор удаленных информационных ресурсов.
Организация работы с распределенной системой данных и их безопасность требуют разграничения доступа пользователей к данным, что усложняет администрирование в сложных системах. Многоуровневый иерархический подход обеспечивает наиболее полное и удобное управление доступом.
Для работы с файлами баз данных созданы специальные пакеты прикладных программ, называемые системой управления базами данных (СУБД). Средствами СУБД любой пользователь может создать файлы БД, просматривать их, изменять, выполнять поиск, формировать отчеты произвольной формы. Кроме того, поскольку структура файлов БД записана на диске в его начале, можно открыть, просмотреть, выбрать данные и из чужого файла, созданного кем-то программно или средствами СУБД.
В настоящее время создано большое количество СУБД, имеющих приблизительно одинаковые возможности. Все они позволяют создавать файлы БД на диске (т. е. записать их структуру), вводить данные, просматривать созданные файлы, редактировать, обновляя записи, удаляя ненужные, добавляя новые. Средства СУБД также позволяют организовать систему паролей для защиты от несанкционированного доступа к данным базы.
Наиболее известной среди СУБД является система dBASE. Существуют FoxBase, FoxPro, Paradox, SQL, R:base, Clipper, Oracle и др.
СУБД предполагает работу пользователя с базой данных в разных режимах:
- • режим «ассистента» с использованием разветвленного меню — наиболее простой способ работы, не требующий специальной подготовки пользователя, кроме общих представлений о работе с базами данных;
- • командный режим, предполагающий диалог пользователя и системы на языке команд СУБД, требует от пользователя знания этого языка;
- • программный режим, использующий язык СУБД и позволяющий создать пользовательские программы различной степени сложности, удобно оформленные, выполняющие все функции, необходимые для решения задачи. Большинство современных комплексов программ, решающих экономические задачи, написаны на языках СУБД. Эти языки позволяют создать программы, имеющие удобный «дружественный» пользовательский интерфейс (взаимодействие пользователя с компьютерной системой).
Для функционирования баз данных приобретаются не только СУБД, но и дополнительные разнообразные программные средства их окружения: программы обучения пользователя, справочные системы, программы восстановления базы данных при ее разрушении и др.
Особенностью современных информационных систем, например биржевых или банковских, является требование оперативного оповещения пользователей о происходящих событиях. Например, все участники фондовой биржи должны немедленно получать информацию о совершенных сделках, изменениях котировок и т. д. Другими словами, предполагается наличие некоторого количества процессов, которые должны исполняться параллельно и синхронизироваться во время исполнения. Это приводит к необходимости обмена информацией между ними.
Профессиональные СУБД типа Oracle позволяют организовать эти процессы в виде отдельных приложений на одной базе данных. Например, при совершении сделки процесс, занимающийся их регистрацией, возбуждает событие «совершена сделка». Результаты ее включаются в общий поток информации о сделках. Если же этот процесс не исполняется, событие «совершена сделка» не приводит ни к каким дополнительным действиям.
Механизмы событий, реализованные в современных профессиональных СУБД, являются готовым технологическим средством, которое позволяет разработчикам информационных систем экономить значительное количество времени и усилий.
Среди недостатков современных профессиональных СУБД выделяют дублирование функций операционной системы и невозможность использования в полном объеме в конкретной разработке всех их многочисленных возможностей.
