Модели решения функциональных вычислительных задач. Алгоритмизация и програмирование. Базы данных. локальные и глобальные сети. Защита информации (стр. 7 )

Цель любой информационной системы — обработка данных об объектах реального мира. В широком смысле слова база данных — это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области. Под предметной областью принято понимать часть реального мира, подлежащего изучению для организации управления и в конечном счете автоматизации, например, предприятие, вуз и т д.

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

Структурирование — это введение соглашений о способах представления данных.

Неструктурированными называют данные, записанные, например, в текстовом файле.

Пользователями базы данных могут быть различные прикладные программы, программные комплексы, а также специалисты предметной области, выступающие в роли потребителей или источников данных, называемые конечными пользователями.

В современной технологии баз данных предполагается, что создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляются централизованно с помощью специального программного инструментария — системы управления базами данных.

База данных (БД) — это поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.

Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

Централизованный характер управления данными в базе данных предполагает необходимость существования некоторого лица (группы лиц), на которое возлагаются функции администрирования данными, хранимыми в базе.

3.2. Модели баз данных

СУБД - это универсальный комплекс прикладных программ, предназначенных для создания и обслуживания баз данных, а также обеспечения многоаспектного доступа к данным и их обработки.

Модель и подмодель данных. Банк данных хранит информацию об объектах реального мира и отношения между этими объектами через данные и связи между этими данными.

Модель данных должна быть четко определена, для чего к системе управления базами необходимо представить средства для ее описания. Основное назначение модели данных состоит в том, чтобы дать возможность представить в целом информационную картину без отвлекающих деталей, связанных с особенностями хранения. Она является инструментом, с помощью которого разрабатывается стратегия получения любых данных, хранящихся в банке.

Термином подмодель определяют описание данных, используемое при прикладном программировании. На основе единой модели можно составить множество различных подмоделей. Теоретически они сильно могут отличаться от общей модели данных. Принципиальное то, что здесь можно указать алгоритм, с помощью которого данные со структурой подмодели получаются из базы данных, построенной в соответствии с моделью.

Рассмотрим иерархическую, сетевую и реляционную модели данных.

Сетевая модель данных. Отношения объектов реального мира всегда могут быть представлены в виде некоторой сети. Это представление рисует довольно наглядную картину реальной действительности, и кроме того, претендует на то, что может быть естественным образом отражено в долговременной памяти вычислительной системы. Каждый узел сети соответствует элементу данных, отображающему группу однородных объектов реального мира.

Иерархическая модель данных. Более удобного представления данных можно достигнуть за счет увеличения информационной избыточности на уровне модели данных. Шагом на пути к увеличению информационной избыточности является переход от сетевого к иерархическому представлению данных. Такая возможность опирается на тот факт, что сеть можно представить в виде совокупности деревьев.

Если на уровне сети база данных представляется в виде сложной объемной паутины, то на уровне иерархической модели базы данных представляется в виде совокупности отдельных древовидных структур, в корнях которых стоят идентификаторы объектов, а на последующих ярусах свойства этих объектов.

Реляционная модель данных. Наиболее абстрактной моделью является реляционная модель данных. Абстрактна она в том смысле, что в значительной степени ориентирована на интересы пользователя и совершенно не несет в себе черт реального отображения на физическую память. Эта модель исторически возникла позже других, и ее появление оправдывается тем, что по мере усложнения информационных систем и прогресса в устройствах долговременной памяти поддержание математического обеспечения, несущего в себе черты «суеты представления», обходится очень дорого.

Реляционная модель получается путем дальнейшей формализации иерархической модели.

На первый взгляд реляционная модель может быть представлена в виде однородных таблиц, которые напоминают стандартные последовательные файлы. Но последовательный файл предполагает определенную упорядоченность и обработку в соответствии с этой упорядоченностью, или другими словами, предполагается вход со стороны одного поля (ключа сортировки).

Существенное отличие реляционной модели от обыкновенного последовательного файла заключается в том, что все столбцы в таблице с точки зрения входа предполагаются эквивалентными. Именно это свойство делает эту модель мощной и делает невозможным отображение ее на память в виде последовательного массива данных.

Таким образом, реляционная модель предполагает очень высокую степень «интеллектуальности» систем управления базой данных.

Система управления базами данных является составной частью автоматизированного банка данных и обеспечивает работу прикладных программ с базой данных.

Одним из важнейших назначений СУБД является обеспечение независимости данных. Под этим термином понимается независимость данных и использующих прикладных программ друг от друга в том смысле, что изменение одних не приводит к изменению других.

Система управления данными имеет набор средств, которые обеспечивают определенные способы доступа к данным. Наиболее общими операциями, которые выполняются средствами СУБД, являются операции поиска, исправления, добавления и удаления данных. При этом операция поиска является самой главной.

Степень реализации принципа независимости данных определяет гибкость управления базами данных. Учет особенностей обработки данных в какой-либо предметной области позволяет спроектировать специализированные СУБД, ориентированные на применении в АСУ предприятий с дискретным характером производства.

Существуют и универсальные системы управления базами данных, используемые для различных приложений. При настройке универсальных СУБД для конкретных приложений они должны обладать соответствующими средствами. Процесс настройки СУБД на конкретную область применения называется генерацией системы. К универсальным системам управления базами данных относятся, например, системы Paradox, Microsoft Access, MS DOS, UNIX, Windows.

3.3. СУБД MS Access

Общие сведения

Приложение MS Access – система управления реляционными базами данных, предназначенная для работы на ПК или в локальной вычислительной сети.

Иначе, MS Access – это набор инструментальных средств для создания и эксплуатации информационных систем.

Используя средства Access можно проводить следующие операции:

-  проектирование базовых объектов Информационных систем – двумерных таблиц, с разными типами данных, включая поля объектов OLE.

-  установление связей между таблицами, с поддержкой целостности данных, каскадного обновления полей и каскадного удаления записей.

-  ввод, хранение, просмотр, сортировка, модификация и выборка данных из таблиц с использованием различных средств контроля информации, индексирования таблиц и аппарата алгебры логики (для фильтрации данных).

-  создание, модификация и использование производных объектов информационных систем (форм, запросов и отчетов).

Форма – это необязательный элемент информационной системы, однако она позволяет упростить операции ввода и просмотра данных.

Запрос – производная таблица, в ней собираются данные из других таблиц и проводятся над ними различные операции. В запросе могут появиться вычисляемые поля, такие, в которых значения являются функциями значений других полей. Кроме того, запросы позволяют проводить групповые операции, т. е. операции над группой записей, объединенных каким-то общим признаком. Запросы также позволяют составлять выборки из таблиц по определенным условиям. Отчёт – это фактически тот же запрос, но оформленный так, чтобы его можно было напечатать на бумаге, например с красивыми заголовками, промежуточными итогами.

Таблицы и формы применяются для обслуживания содержательной части базы данных, а запросы и отчеты выполняют главную функцию информационной системы – поиск, преобразование и представление информации.

Реляционная база данных

Говоря о базах данных, необходимо дать определение. База данных это организованная на машинном носителе совокупность взаимосвязанных данных, содержащая сведения о различных сущностях одной предметной области – реальных объектах, процессах, событиях или явлениях.

А реляционная база данных представляет собой множество взаимосвязанных двумерных таблиц – реляционных таблиц, в каждой из которых содержатся сведения об одной сущности.

Структура реляционной таблицы определяется составом и последовательностью полей, соответствующих ее столбцам, с указанием типа элементарного данного, размещенного в поле. Каждое поле отражает определенную характеристику сущности, а соответствующий столбец содержит данные одного типа.

Содержание таблицы заключено в ее строках. Каждая строка таблицы содержит данные о конкретном экземпляре сущности и называется записью. Для точного определения каждой записи таблица должна иметь свой уникальный ключ. Ключ может состоять из одного или нескольких полей. По значению ключа отыскивается единственная запись.