Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Базы данных и система управления базами данных

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»

Борский филиал

Специальность «Финансы и кредит»

Курсовая работа

по дисциплине «Информационные системы в экономике»

Базы данных и системы управления базами данных

Выполнила студентка 4 курса очной формы обучения (гр. 1-14 ФК/16)

Петренко Дарья Олеговна

_________________

(подпись)

Научный руководитель

Проф. каф. КИСФР

Мизиковский И.Е.

_________________

(подпись)

Бор

2012 год

Содержание

Введение - 3 -

Глава 1. Основные понятия базы данных и систем управления базами данных - 6 -

1.1.Базы данных и системы управления базами данных - 6 -

1.2. Свойства полей базы данных - 10 -

1.3. Типы данных - 12 -

1.4. Безопасность баз данных - 13 -

Глава 2. Системы управления базами данных - 14 -

2.1. Классификация СУБД - 14 -

2.2. Постреляционные базы данных - 20 -

Глава 3. Анализ качества баз данных и тенденции в мире систем управления ими - 30 -

3.1. Функциональная пригодность баз данных - 30 -

3.2 Тенденции в мире систем управления базами данных - 40 -

Заключение - 47 -

Список использованной литературы - 49 -

Введение

Современная жизнь немыслима без эффективного управления. Важной категорией являются системы обработки информации, от которых во многом зависит эффективность работы любого предприятия ли учреждения. Цель таких систем управления базами данных – это уметь справляться со следующими задачами:

Определение тенденции изменения важнейших показателей;
Обеспечение получение информации, критической по времени, без существенных задержек;
Выполнение точного и полного анализа данных.

База данных - это реализованная с помощью компьютера информационная структура (модель), отражающая состояние объектов и их отношения.

Надо отметить, что база данных - это, собственно, хранилище информации и не более того. Однако, работа с базами данных трудоемкая и утомительная. Для создания, ведения и осуществления возможности коллективного пользования базами данных используются программные средства, называемые системами управления базами данных (СУБД).

Базы данных на ПК развивались по направлению от настольных (desktop), или локальных приложений, когда реально с БД могло работать одно приложение, до систем коллективного доступа к БД. Локальное приложение устанавливалось на единичном ПК; там же располагалась и база данных (БД), с которой работало данное приложение. Однако необходимость коллективной работы с одной и той же БД повлекло за собой перенос БД на сервер. Приложение, работающее с БД, располагалось также на сервере.

Для анализа свойств баз данных предлагается выделять характеристики качества системы управления базой данных и содержащейся в ней информации. Состав этих характеристик рекомендуется систематизировать на основе требований международного стандарта ISO 9126.

Современные базы данных — один из тех объектов в сфере информатизации, от которых иногда требуется особенно высокое качество и наличие возможности его оценки.

СУБД в основном являются приложениями Windows, так как данная среда позволяет более полно использовать возможности персональной ЭВМ, нежели среда DOS. Снижение стоимости высокопроизводительных ПК обусловил не только широкий переход к среде Windows, где разработчик программного обеспечения может в меньше степени заботиться о распределении ресурсов, но также сделал программное обеспечение ПК в целом и СУБД в частности менее критичными к аппаратным ресурсам ЭВМ.

Среди наиболее ярких представителей систем управления базами данных можно отметить: Lotus Approach, Microsoft Access, Borland dBase, Borland Paradox, Microsoft Visual FoxPro, Microsoft Visual Basic, а также баз данных Microsoft SQL Server и Oracle, используемые в приложениях, построенных по технологии «клиент-сервер». Фактически, у любой современной СУБД существует аналог, выпускаемый другой компанией, имеющий аналогичную область применения и возможности, любое приложение способно работать со многими форматами представления данных, осуществлять экспорт и импорт данных благодаря наличию большого числа конвертеров. Общепринятыми, также, являются технологи, позволяющие использовать возможности других приложений, например, текстовых процессоров, пакетов построения графиков и т.п., и встроенные версии языков высокого уровня (чаще – диалекты SQL и / или VBA) и средства визуального программирования интерфейсов разрабатываемых приложений. Поэтому уже не имеет существенного значения на каком языке и на основе какого пакета написано конкретное приложение, и какой формат данных в нем используется. Более того, стандартом «де-факто» стала «быстрая разработка приложений» или RAD (от английского Rapid Application Development), основанная на широко декларируемом в литературе «открытом подходе», то есть необходимость и возможность использования различных прикладных программ и технологий для разработки более гибких и мощных систем обработки данных. Поэтому в одном ряду с «классическими» СУБД все чаще упоминаются языки программирования Visual Basic 4.0 и Visual C++, которые позволяют быстро создавать необходимые компоненты приложений, критичные по скорости работы, которые трудно, а иногда невозможно разработать средствами «классических» СУБД. Современный подход к управлению базами данных подразумевает также широкое использование технологии «клиент-сервер».

Таким образом, на сегодняшний день разработчик не связан рамками какого-либо конкретного пакета, а в зависимости от поставленной задачи может использовать самые разные приложения. Поэтому, более важным представляется общее направление развития СУБД и других средств разработки приложений в настоящее время.

Глава 1. Основные понятия базы данных и систем управления базами данных

Базы данных и системы управления базами данных

Обработка больших объемов информации становится не под силу человеку, поэтому для быстрой и достоверной обработки данных используются персональные компьютеры. Информация в компьютере структурируется и хранится, как правило, в виде таблиц. В свою очередь, отдельные таблицы объединяются в базы данных.

Базы данных (БД) — это один или несколько файлов данных, предназначенных для хранения, изменения и обработки больших объемов взаимосвязанной информации. Примерами баз данных могут быть телефонная книга, каталог товаров, штатное расписание и т. д.

Мало создать базу данных, надо разработать механизмы извлечения информации из базы данных и способы ее представления на экране и бумаге.

Для этих целей предназначена система управления базами данных (СУБД).

СУБД — это система программного обеспечения, предоставляющая доступ к данным многих пользователей. СУБД обеспечивает правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также простой и понятный интерфейс.

Основой баз данных является информация (данные) о конкретной группе предметов (объектов). Как правило, базы данных создаются для какого-либо предприятия (организации) в целом; информацией (данными) пользуются различные структурные подразделения предприятия, причем каждое подразделение использует одни и те же данные в различных форматах.

Особое место занимает создание терминологии, то есть однозначного понимания назначения конкретных данных, их типа и структуры.

Прежде чем приступить к проектированию приложения баз данных, надо уточнить некоторые понятия и определения.

Объект — это нечто существующее и различимое, обладающее набором свойств. Отличие одного объекта от другого определяется конкретными значениями свойств. Объекты бывают материальные и идеальные. К материальным объектам относятся предметы материального мира: автомобиль, здания, предметы мебели и т. д. К идеальным (абстрактным) объектам можно отнести спектакль, содержание книги и т. д.

Сущность — отображение объекта в памяти человека или компьютера.

Параметр — конкретное значение любого из свойств объекта.

Атрибут — конкретное значение любого из свойств сущности.

Таблица — некоторая регулярная структура, состоящая из конечного числа записей (строк). Как правило, в базах данных используются двумерные массивы (матрицы).

Запись — это одна строка таблицы (или нескольких таблиц), полностью описывающая одну сущность. Каждая запись состоит из конечного числа полей.

Поле — это один элемент записи, в котором хранится конкретное значение атрибута.

Ключевым элементом данных (ключом) называется такой атрибут, по значению которого можно определить значения других атрибутов.

Первичный ключ — это атрибут или группа атрибутов, которые однозначно определяют каждую запись в таблице. Первичный ключ всегда должен быть уникальным, то есть его значения не должны повторяться.

Альтернативный ключ — это отличные от первичного ключа атрибут или группа атрибутов, которые также однозначно определяют каждую запись в таблице. Например: сущность «Служащий» имеет атрибуты: идентификатор служащего (табельный номер), фамилия, имя, отчество, должность, оклад.

Первичным ключом назначим поле «Идентификатор служащего». Альтернативным ключом назначим группу полей «Фамилия», «Имя», «Отчество» (только в том случае, если нет тройных тезок).

Связь — это функциональная зависимость между сущностями. Если между некоторыми сущностями существует связь, то атрибуты из одной сущности ссылаются или некоторым образом связаны с атрибутами другой сущности. Связи описываются пятью основными характеристиками:

тип связи — это идентифицирующая характеристика, когда дочерняя сущность однозначно определяется через ее связь с родительской сущностью. Атрибуты, составляющие первичный ключ родительской сущности, обязательно входят в первичный ключ дочерней сущности;
не идентифицирующая характеристика, когда дочерняя сущность определяется иначе, чем через связь с родительской сущностью. Атрибуты первичного ключа родительской сущности входят как неключевые атрибуты в дочернюю сущность;
родительская сущность;
дочерняя (зависимая) сущность;
мощность связи — это отношение количества родительских

сущностей к соответствующему количеству дочерних сущностей.

Хранимая процедура — это приложение (программа), объединяющая запросы пользователя и процедурную логику и хранящаяся в базе данных.

Правило — это логическое условие, определяющее значение одного атрибута в зависимости от значения другого атрибута (или группы атрибутов).

С помощью правила контролируется достоверность вводимой информации.

Ограничение — это логическое условие, накладывающее ограничение (интервал допустимых значений) на значение атрибута.

Триггер — это предварительно определенное действие или последовательность действий, автоматически осуществляемых при выполнении операций обновления, добавления или удаления данных. Триггер выполняется автоматически при выполнении указанных действий и не может быть отключен.

Триггер включает в себя:

− правила или ограничения;

− событие, которое требует проверки правил и ограничений;

− предусмотренные действия, которые выполняются с помощью

процедуры или последовательности процедур.

Ссылочная целостность — это обеспечение непротиворечивости функциональных взаимосвязей между сущностями. Непротиворечивость выполняется путем соответствия значений первичного ключа родительской сущности значениям внешнего (любого не первичного) ключа дочерней сущности. Ссылочная целостность может контролироваться при всех операциях, изменяющих информацию в базе данных, при этом возможны следующие варианты обработки событий:

− отсутствие проверки;

− проверка допустимости;

− запрет операции;

− каскадное выполнение операций обновления или удаления данных

одновременно в нескольких связанных таблицах;

− установка пустого значения по умолчанию.

Нормализация отношений — это процесс построения оптимальной структуры таблиц и связей в реляционной БД. В процессе нормализации данные группируются в таблицы, представляющие объекты и их взаимосвязи.

Словарь данных — это централизованное хранилище сведений о сущностях, взаимосвязях между сущностями, их источниках, значениях, использовании и форматах представления.

1.2. Свойства полей базы данных

Поля базы данных не просто определяют структуру базы – они еще определяют групповые свойства данных, записываемых в ячейки, принадлежащие каждому из полей. Ниже перечислены основные свойства полей таблиц баз данных на примере СУБД Microsoft Access.

Имя поля – определяет, как следует обращаться к данным этого поля при автоматических операциях с базой (по умолчанию имена полей используются в качестве заголовков столбцов таблиц).

Тип поля – определяет тип данных, которые могут содержаться в данном поле.

Размер поля – определяет предельную длину (в символах) данных, которые могут размещаться в данном поле.

Формат поля – определяет способ форматирования данных в ячейках, принадлежащих полю.

Маска ввода – определяет форму, в которой вводятся данные а поле (средство автоматизации ввода данных).

Подпись – определяет заголовок столбца таблицы для данного поля (если подпись не указана, то в качестве заголовка столбца используется свойство Имя поля).

Значение по умолчанию-то значение, которое вводится в ячейки поля автоматически (средство автоматизации ввода данных).

Условие на значение – ограничение, используемое для проверки правильности ввода данных (средство автоматизации ввода, которое используется, как правило, для данных, имеющих числовой тип, денежный тип или тип даты).

Сообщение об ошибке – текстовое сообщение, которое выдается автоматически при попытке ввода в поле ошибочных данных.

Обязательное поле – свойство, определяющее обязательность заполнения данного поля при наполнении базы.

Пустые строки – свойство, разрешающее ввод пустых строковых данных (от свойства Обязательное поле отличается тем, что относится не ко всем типам данных, а лишь к некоторым, например к текстовым).

Индексированное поле – если поле обладает этим свойством, все операции, связанные с поиском или сортировкой записей по значению, хранящемуся в данном поле, существенно ускоряются. Кроме того, для индексированных полей можно сделать так, что значение в записях будут проверяться по этому полю на наличие повторов, что позволяет автоматически исключить дублирование данных.

Поскольку в разных полях могут содержаться данные разного типа, то и свойства у полей могут различаться в зависимости от типа данных. Так, например, список вышеуказанных свойств полей относится в основном к полям текстового типа. Поля других типов могут иметь или не иметь эти свойства, но могут добавлять к ним и свои. Например, для данных, представляющих действительные числа, важным свойством является количество знаков после десятичной запятой. С другой стороны, для полей, используемых для хранения рисунков, звукозаписей, видео клипов и других объектов OLE, большинство вышеуказанных свойств не имеют смысла.

1.3. Типы данных

Таблицы баз данных, как правило, допускают работу с гораздо большим количеством разных типов данных. Так, например, базы данных Microsoft Access работают со следующими типами данных.

Текстовый – тип данных, используемый для хранения обычного неформатированного текста ограниченного размера (до 255 символов).

Числовой – тип данных для хранения действительных чисел.

Поле Мемо – специальный тип данных для хранения больших объемов текста (до 65 535 символов). Физически текст не хранится в поле. Он храниться в другом месте базы

данных, а в поле храниться указатель на него, но для пользователя такое разделение заметно не всегда.

Дата/время – тип данных для хранения календарных дат и текущего времени.

Денежный – тип данных для хранения денежных сумм. Теоретически, для их записи можно было бы пользоваться и полями числового типа, но для денежных сумм есть некоторые особенности (например, связанные с правилами округления), которые делают более удобным использование специального типа данных, а не настройку числового типа.

Счетчик – специальный тип данных для уникальных (не повторяющихся в поле) натуральных чисел с автоматическим наращиванием. Естественное использование – для порядковой нумерации записей.

Логический – тип для хранения логических данных (могут принимать только два значения, например Да или Нет).

Гиперссылка – специальное поле для хранения адресов URL Web-объектов Интернета. При щелчке на ссылке автоматически происходит запуск браузера и воспроизведение объекта в его окне.

Мастер подстановок – это не специальный тип данных. Это объект, настройкой которого можно автоматизировать ввод данных в поле так, чтобы не вводить их вручную, а выбирать их из раскрывающегося списка.

1.4. Безопасность баз данных

Базы данных – это тоже файлы, но работа с ними отличается от работы с файлами других типов, создаваемых прочими приложениями. Выше мы видели, что всю работу по обслуживанию файловой структуры берет на себя операционная система. Для базы данных предъявляются особые требования с точки зрения безопасности, поэтому в них реализован другой подход к сохранению данных.

Базы данных – это особые структуры. Информация, которая в них содержится, очень часто имеет общественную ценность. Нередко с одной и той же базой работают тысячи людей по всей стране. От информации, которая содержится в некоторых базах, может зависеть благополучие множества людей. Поэтому целостность содержимого базы не может и не должна зависеть ни от конкретных действий некоего пользователя, забывшего сохранить файлы перед выключением компьютера, ни от перебоев в электросети.

Проблема безопасности баз данных решается тем, что в СУБД для сохранения информации используется двойной подход. В части операций, как обычно, участвует операционная система компьютера, но некоторые операции сохранения происходят в обход операционной системы.

Глава 2. Системы управления базами данных

2.1. Классификация СУБД

Системой управления БД называют программную систему предназначенной для создания на ЭВМ общей БД, используемой для решения множества задач.

Подобные системы служат для поддержания баз данных в актуальном состоянии и обеспечивают эффективный доступ пользователей к содержащимся в ней данным в рамках предоставленных пользователем полномочий. СУБД предназначена для централизованного управления базой данных в интересах всех работающих в этой системе.

По степени универсальности различают две степени СУБД:

− системы общего назначения;

− специализированные системы.

СУБД общего назначения не ориентированные на какую-либо предметную область или на информационную потребности какой-либо группы пользователей. СУБД общего назначения это сложные программные комплексы предназначены для выполнения всей совокупности функций, связанных с созданием и эксплуатацией БД.

Специализированные СУБД создаются редких случаях при невозможности или нецелесообразности использования СУБД общего назначения.

Основные характеристики СУБД:

Основными характеристиками СУБД являются:

1) Производительность;

2) Обеспечение целостности данных на уровне БД;

3) Обеспечение безопасности;

4) Работа в многопользовательских средах;

5) Импорт, экспорт;

6) Доступ к данным посредством языка SQL;

7) Возможности запросов и инструментальные средства разработки

прикладных программ.

Производительность СУБД оценивается:

− временем выполнения запроса;

− скоростью поиска информации в неиндексированных полях;

− временем выполнения операций импортирования базы данных из

других форматов;

− скоростью создания индексов и выполнения таких массовых

операций как обновление, вставка, удаление данных;

− максимальным числом параллельных обращений к данным в

многопользовательском режиме;

− временем генерации отчетов.

На производительность СУБД оказывают влияние два фактора:

СУБД, которые следят за соблюдением целостности данных, несут дополнительную нагрузку, которую не испытывают другие программы;
производительность приложений сильно зависит от правильного проектирования и построения базы данных.

Обеспечение целостности данных на уровне БД:

Эта характеристика подразумевает наличие средств позволяющих удостовериться, что информация в БД всегда остается корректной и полной.

Должны быть установлены правила целостности, и они должны храниться вместе с базой данных и соблюдаться на глобальном уровне. Целостность данных должна обеспечивать независимо от того, каким образом данные заполняются в память.

К средствам обеспечения целостности данных на уровне СУБД относятся:

− встроенные средства для назначения первичного ключа, в том числе средства для работы с типом полей с автоматическими приращением, когда СУБД самостоятельно присваивает новые уникальные значения;

− средства поддержания ссылочной целостности, которые обеспечивают запись информации о связях таблиц и автоматически пресекают любую операцию приводящую к нарушению ссылочной целостности.

Работа в многопользовательских средах:

Практически все рассматриваемые СУБД предназначены для работы в многопользовательских средах, но обладают для этого различными возможностями. Обработка данных в многопользовательских средах предполагает выполнение программным продуктом следующих функций:

− блокировку БД, файла, записи, поля;

− идентификацию станции, установившей блокировку;

− обновление информации после модификации;

− контроль за временем и повторение обращений;

− обработка транзакций;

− работу с сетевыми системами.

Импорт, экспорт:

Эта характеристика отражает:

− возможность обработки СУБД информации, подготовленной

другими программными средствами;

− возможность использования другими программами данных

сформулированные средствами рассматриваемые СУБД.

Доступ к данным посредством языка SQL:

Язык запросов SQL реализован в целом ряде популярных СУБД для различных типов ЭВМ типа как базовой, либо как альтернативной. В силу своего широкого использования является международным стандартом языка запроса. Язык SQL предоставляет развитые возможности как конечным пользователям, так и специалистам в области обработки данных.

СУБД имеет доступ к данным SQL в следующих случаях:

− БД совместима с ОDВС (Open Database Connectivity – открытое

соединение БД);

− реализована естественной поддержкой SQL-баз данных;

− возможна реализация SQL запросов локальных данных.

Многие СУБД могут «прозрачно» подключаться к входным SQL-подсистемам с помощью ODBC или драйверов, являющихся их частью, поэтому существует возможность создания прикладных программ для них.

Некоторые программные продукты совместимы также с SQL при обработке интерактивных запросов на получение данных, находящихся на сервере или на рабочем месте.

Access 2.0 и Paradox for Windows работают с источниками SQL-данных, совместимых с системой ODBC.

Fox Pro (for Dos и for Windows) поставляются с дополнительными библиотеками, которые обеспечивают доступ к SQL-базам данных, способным работать совместно с системой ODBC, но эта возможность менее интегрирована, чем средства первичного ввода информации в Access и Paradox for Windows.

Можно напрямую управлять базами данных Access с помощью языка SQL и передавать сквозные SQL-запросы совместимым со спецификацией ODBC SQL-базам данных, таким, как MS SQL Server и Oracle, так что Access способна служить средством разработки масштабируемых систем клиент-сервер.

Возможности запросов и инструментальные средства разработки прикладных программ:

СУБД ориентированные на разработчика обладает развитыми средствами для создания приложения. К элементам инструментария разработки приложения можно отнести :

− мощные языки программирования;

− средства реализации меню, экранных форм, ввода вывода данных и генерации отчетов;

− средства генерации приложений (прикладных программ);

− генерацию исполнимых файлов;

Функциональные возможности модели данных доступны пользователям СУБД, благодаря ее языковым средствам.

Языковые средства используются для выполнения двух основных функций:

− описание представления базы данных;

− выполнение операций манипулирования данными.

Первая из этих функций используется языком описания данных (ЯОД).

Описание БД средствами языка описание данных называется схемой базы данных. Оно включает описание структуры БД и налагаемых на нее ограничений целостности в рамках тех правил, которые регламентированы моделью данных используемой СУБД. ЯОД не всегда синтаксически оформляется в виде самостоятельного языка. Он может быть составной частью единого языка данных, сочетающего возможности определения данных и манипулирования данными.

Язык манипулирования данными (ЯМД) позволяет запрашивать предусмотренные в системе операции над данными из базы данных.

Обзор современных систем управления базами данных:

СУБД Ассеss проста в изучении и эксплуатации и поэтому доступна для пользователей с низкой квалификацией, снабжена обширными средствами по созданию отчетов различной степени сложности, создаваемых на основе таблиц различных форматов. Как правило, Ассеss используется для создания личных баз данных (справочники, записные книжки и т. д.), не имеющих коммерческого распространения.

СУБД SQL-Server обеспечивает высокую степень защиты данных, как от случайных потерь, так и от несанкционированного доступа, обладает развитыми средствами обработки данных и хорошим быстродействием. SQL-Server предназначен для хранения большого объема данных.

Visual Basic не требовательна к техническим характеристикам персонального компьютера. Так как Visual Basic является продуктом фирмы Мicrosoft, то легко интегрируется со всеми приложениями Мicrosoft Оffiсе и многими приложениями, интегрированными в WINDOWS. Предназначен Visual Basic для создания небольших приложений, в которых не требуются большие вычисления и серьезная обработка данных.

Visual С++ самая скоростная среда программирования, обеспечивающая выполнение расчетов и обработку данных любой сложности, совместима практически со всеми известными приложениями.

СУБД Visual Fox Pro предназначена для создания приложений базданных объема предприятия, обладает хорошим быстродействием и устанавливается на различные платформы.

2.2. Постреляционные базы данных

Базы данных и система управления базами данных 📙 Курсовая → 🆔 33536