Базы данных и файловые системы. Лекция 1

1. БАЗЫ ДАННЫХ

Лекция 1. Базы данных и
файловые системы

2.

В широком смысле слова база данных - это совокупность
сведений о конкретных объектах реального мира, в какойлибо предметной области.
Кроме того, база данных - это хранилище данных для
совместного использования.
База данных размещает огромные объемы информации в
связанном виде.
Однако сама по себе база данных не может обслужить запросы
пользователя на поиск и обработку информации.
БД - это только "склад информации". Чтобы обслужить этот склад,
необходима информационная система.
Информационная система - это совокупность базы данных и
всего комплекса аппаратно-программных средств, для ее
хранения, изменения и поиска информации, для взаимодействия с
пользователем.
2

3. Файловые системы

Два основных направления использования вычислительной техники .
Первое направление - применение вычислительной техники для
выполнения численных расчетов, которые слишком долго или вообще
невозможно производить вручную. Становление этого направления
способствовало развитию методов численного решения сложных
математических задач и развитию языков программирования.
Второе направление-это использование средств вычислительной
техники в автоматических или автоматизированных информационных
системах.
В самом широком смысле информационная система представляет
собой программный комплекс, функции которого состоят в поддержке
надежного хранения информации в памяти компьютера, выполнении
специфических для данного приложения преобразований информации
и/или вычислений, и предоставлении пользователям удобного и легко
осваиваемого интерфейса.
3

4.

4

5.

5

6.

Настоящая история информационных систем начинается с
появлением магнитных дисков.
Появление магнитных дисков позволило осуществить переход к
использованию централизованных систем управления
файлами.
С точки зрения прикладной программы файл - это именованная
область внешней памяти, в которую можно записывать и из
которой можно считывать данные.
Области применения файловых систем:
1. Файлы для хранения текстовых данных: документов, текстов
программ и т.д. Такие файлы обычно образуются и
модифицируются с помощью различных текстовых редакторов.
Структура текстовых файлов обычно очень проста: это либо
последовательность записей, содержащих строки текста, либо
последовательность
байтов,
среди
которых
встречаются
специальные символы (например, символы конца строки).
2. Двоичные файлы. Программы, dll (Dynamic Link Library),
объектные модули и т.д.
6

7. Назначение и области применения систем с базами данных

7

8.

Отдел закупок ведёт, например, такие записи:
8

9.

9

10.

Основные проблемы:
Во-первых, это проблема поддержания целостности
наших данных.
10

11.

Во-вторых, это проблема рациональной организации
данных.
11

12.

В-третьих, крах обобществлённого набора записей
(неисправность компьютера, пожар, наводнение,
террористы) означает крах всей организации.
12

13.

Современные СУБД обеспечивают:
– создание и поддержание в актуальном состоянии
совокупности записей организации,
– поиск записей по произвольным совокупностям
признаков и обработку содержащихся в них данных в
соответствии с запросом пользователя,
– разграничение прав и полномочий доступа
пользователей к данным,
– управление параллельным доступом пользователей к
данным,
– восстановление данных в случае их разрушения.
13

14. Файловые системы обработки данных

Предшественниками СУБД были т.н. файловые системы
обработки данных (ФСОД).
ФСОД представляли собой совокупности программ, написанных на
языках высокого уровня, например, на COBOLе. Каждая такая
программа решала одну или несколько задач обработки данных
(выполняла предопределённые запросы).
Например, начисляла зарплату сотрудникам и печатала
платёжные ведомости и расчётные л истки или генерировала и
печатала складской отчёт, или рассчитывала и печатала смету и
т.п.
Программы ФСОД создавались под конкретную ОС и конкретную
конфигурацию оборудования.
14

15.

Основные недостатки таких систем:
1. Зависимость программ от данных. В файловой системе определения
файлов и способы доступа зафиксированы в теле прикладной программы. Поэтому
если нужно изменить структуру какого-то файла или способ доступа, скажем, для
увеличения производительности, то программу придётся переписывать полностью.
Ещё хуже обстоит дело, если изменяемый файл используется несколькими
программами. Их все придётся переписать.
То же самое нужно будет сделать, если начальству взбредёт в голову установить
новую ОС или вообще обновить оборудование.
Было бы хорошо, если бы определения данных физического уровня не
нужно было включать в тело прикладной программы. Хотелось бы, чтобы
ПП работали с данными на логическом уровне.
2. Большое количество прикладных программ в системе. Каждая прикладная
программа ФСОД создаётся для выполнения небольшого числа предопределённых
запросов конечного пользователя. Однако, как показывает практика, аппетиты
пользователя не ограничены. Для их удовлетворения приходится писать всё новые
и новые приложения, создавать новые файлы. Очень скоро система в целом
становится неуправляемой.
Было бы хорошо, если бы система могла обрабатывать произвольные
запросы пользователей без посредства прикладных программистов.
15

16. Концепция баз данных

Файлы, снабженные описанием хранимых в них данных и
находящиеся под управлением СУБД, стали называть банки
данных, а затем "Базы данных" (БД).
16

17.

17

18.

СОЗДАТЬ ТАБЛИЦУ Расписание
(Номер_рейса
Целое
Дни_недели
Текст (8)
Пункт_отправления Текст (24)
Время_вылета
Время
Пункт_назначения Текст (24)
Время_прибытия Время
Тип_самолета
Текст (8)
Стоимость_билета Валюта);
18

19.

ВЫБРАТЬ Номер_рейса, Дни_недели,
Время_вылета
ИЗ ТАБЛИЦЫ Расписание
ГДЕ Пункт_отправления = 'Москва'
И Пункт_назначения = 'Киев'
И Время_вылета > 17;
19

20.

ВЫБРАТЬ КОЛИЧЕСТВО(Номер_рейса)
ИЗ ТАБЛИЦЫ Расписание
ГДЕ Пункт_отправления = 'Москва'
И Пункт_назначения = 'Минск';
20

21.

ДОБАВИТЬ В ТАБЛИЦУ Расписание
Длительность_полета Целое;
21

22.

СУБД должна предоставлять доступ к данным любым
пользователям, включая и тех, которые практически не имеют и
(или) не хотят иметь представления о:
• физическом размещении в памяти данных и их описаний;
• механизмах поиска запрашиваемых данных;
• проблемах, возникающих при одновременном запросе одних и
тех же данных многими пользователями (прикладными
программами);
• способах обеспечения защиты данных от некорректных
обновлений и (или) не-санкционированного доступа;
• поддержании баз данных в актуальном состоянии
и множестве других функций СУБД.
22