Базы данных (стр. 1 )

Базы данных

Деятельность человека постоянно связана с накоплением, отбором и хранением информации об окружающем нас мире. Для упорядоченного хранения и обработки связанных между собой данных используются базы данных. Существует множество определений, что такое БД, отражающих скорее субъективное мнение тех или иных авторов о том, что означает база данных (БД) в их понимании, однако общепризнанная единая формулировка отсутствует. Поэтому обратимся к такому серьёзному и важному документу как Гражданский кодекс Российской Федерации, согласно которого, база данных (БД) представляет собой совокупность самостоятельных материалов (статей, расчетов, нормативных актов, судебных решений и иных подобных материалов), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины (ЭВМ) (Гражданский кодекс РФ, ст. 1260).

Примеры баз данных (БД):

база данных книжного фонда медицинской библиотеки; база данных кадрового состава поликлиники; база данных лекарственных средств база данных по законодательству в медицине и здравоохранении  и т. п.

Ещё один пример базы данных: Фрагмент базы огромной БД «Wikipedia», включающей БД по различным областям знаний.

История развития БД

История возникновения и развития технологий баз данных может рассматриваться как в широком, так и в узком аспекте.

В широком аспекте понятие истории баз данных обобщается до истории любых средств, с помощью которых человечество хранило и обрабатывало данные. В таком контексте упоминаются, например, средства учёта царской казны и налогов в древнем Шумере1 (4000 г. до н. э.).  Чиновники древнего Шумера создали надёжную систему учета и контроля налоговых поступлений. Все деловые документы в Шумере хранились в архивах, часть которых сохранилась до наших дней.

Табличка старовавилонского времени.	Дворцы Месопотамии.

Следует помнить, что недостатком этого подхода является размывание понятия «база данных» и фактическое его слияние с понятиями «архив» и даже «письменность».

История баз данных в узком аспекте рассматривает базы данных в традиционном (современном) понимании. Эта история начинается с 1955 г., когда появилось программируемое оборудование обработки записей. Программное обеспечение этого времени поддерживало модель обработки записей на основе файлов. Для хранения данных использовались перфокарты.

База данных на перфокартах.

Оперативные сетевые базы данных появились в середине 1960-х. Операции над оперативными базами данных обрабатывались в интерактивном режиме с помощью терминалов. За руководство работой DBTG (Data Base Task Group), разработавшей стандартный язык определения данных и манипулирования данными, Чарльз Бахман получил Тьюринговскую премию.

Чарльз Уильям Бахман (англ. Charles William Bachman, 11 декабря 1924 года, Манхэттен (Канзас), США) — американский учёный в области компьютерных наук, в частности разработки баз данных.

Следующий важный этап связан с появлением в начале 1970-х реляционной модели данных, благодаря работам одда. Работы Кодда открыли путь к тесной связи прикладной технологии баз данных с математикой и логикой. За свой вклад в теорию и практику одд также получил премию Тьюринга.

Эдгар Франк «Тед» Кодд (англ. Edgar Frank Codd; 23 августа 1923 — 18 апреля 2003) — британский учёный, работы которого заложили основы теории реляционных баз данных.

Сам термин database (база данных) появился в начале 1960-х гг., и был введён в употребление на симпозиумах, организованных фирмой SDC (System Development Corporation) в 1964 и 1965 гг.

Классификации БД

Существует огромное количество разновидностей баз данных, отличающихся по различным критериям (например, в «Энциклопедии технологий баз данных» определяются свыше 50 видов БД).

Рассмотрим только несколько из них.

Прежде всего, БД бывают фактографическими и документальными.

В фактографических БД содержатся краткие сведения об описываемых объектах, представленные в строго определенном формате. Из приведенных выше примеров три первые БД, скорее всего, будут организованы как фактографические. В БД библиотеки о каждой книге хранятся библиографические сведения: год издания, автор, название и пр. Разумеется, текст книги в ней содержаться не будет. В БД отдела кадров медучреждения хранятся анкетные данные сотрудников: фамилия, имя, отчество; год и место рождения. В базе данных лекарственных средств хранятся наименования лекарственных средств, дозировка, производители и т. д.

База данных в четвертом примере, скорее всего, будет организована как документальная и будет включать в себя тексты законов и нормативных актов.

Современные информационные технологии постепенно стирают границу между фактографическими и документальными БД. Существуют средства, позволяющие легко подключать любой документ (текстовый, графический, звуковой) к фактографической базе данных.

Другой важный принцип классификации БД – по модели данных:

иерархические (древовидные), сетевые( графовый), реляционные( табличные).

Рассмотрим особенности каждой из перечисленных моделей данных.

Иерархическая модель

Иерархические базы данных представляют собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и могут быть представлены как перевернутое дерево (граф), состоящее из объектов различных уровней. Данная модель характеризуется  такими параметрами как уровни, узлы, связи. Несколько узлов более низкого уровня соединяются при помощи связи с одним узлом более высокого уровня, а узел – информационная модель элемента, находящегося на данном уровне иерархии.

Свойства иерархической модели данных:

Верхний уровень занимает один объект, т. е. иерархическое дерево имеет одну вершину (корень). Несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня. Каждый узел имеет своё имя (идентификатор). Существует только один путь от корневой записи к к более частной записи данных.

Примером иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневой директории, в которой имеется иерархия поддиректорий и файлов

Сетевые базы данных.

Сетевая база данных является обобщением иерархической, но в ней принята свободная связь между элементами разных уровней. Сетевой базой данных фактически является Всемирная паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую базу данных.

Структура всемирной сети Интернет как пример сетевой БД.

Реляционные2 базы данных

Такая модель хранения данных построена на взаимоотношениях составляющих её частей. В простейшем случае она представляет собой таблицу (двухмерный массив), в более сложных информационных моделях – совокупность взаимосвязанных таблиц. Таблицы, в свою очередь, состоят из столбцов и строк, на пересечении которых расположены ячейки. Данные в одних таблицах, как правило, связаны с данными других таблиц, откуда и произошло название "реляционные".

Примерами реляционных (табличных) баз данных могут служить расписания занятий, представленные в виде таблицы, ведомости с оценками, расписания движения какого-либо вида транспорта.

Фрагмент таблицы расписания движения поездов из Москвы в Санкт –Петербург как  пример части реляционной базы данных.

рейсы	отправление	прибытие	в пути	дни курсирования
	038Щ Москва — Санкт-Петербург поезд, РЖД	00:12 Курский вокзал	08:48 Московский вокзал	8 ч 36 мин	вт, ср, чт, пт по 22 апреля
	270Щ Москва — Санкт-Петербург поезд, РЖД	00:36 Курский вокзал	11:13 Московский вокзал	10 ч 37 мин	вт, ср, чт, пт с 12 апреля по 22 апреля
	038А Москва — Санкт-Петербург поезд, РЖД, Афанасий Никитин	00:44 Ленинградский вокзал	08:48 Московский вокзал	8 ч 4 мин	9, 10, 11, 16, 17, 18, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 апр, 1, 2, 3, 4, 5, 6 мая, …
	030А Москва — Санкт-Петербург	00:44 Ленинградский вокзал	09:42 Московский вокзал	8 ч 58 мин	вт, ср, чт, пт по 22 апреля, кроме 07.04, 08.04