IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

ВВЕДЕНИЕ

В наше время огромное количество фирм используют персональные компьютеры для сохранения и обработки любого вида информации. Эта информация содержится в базах данных. Базы данных играют важную роль в развивающемся мире технологий. Главные идеи нынешней информационной методики базируются на представлении, в соответствии чему информация должна быть образована в базы данных с задачей отображения динамически изменяющегося мира и удовлетворения всех потребностей в информации у пользователей. Базы данных формируются и работают под управлением специальных программных средств, называемых системами управления базами данных.

База данных, которая представлена в объективной форме, это совокупность таких материалов: статей, счетов, нормативных актов, судебных решений или иных подобных материалов, собранные вместе таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины.

База данных - это организованная структура, которая предназначена для хранения информации. В то время, когда происходило развитие термина баз данных, в них сохранялись исключительно информация, однако уже в наши дни многие системы управления базами данных позволяет размещать в своих структурах и данные, и программный код, с помощью которого совершается связь с пользователями или с другими программно-аппаратными комплексами [1]. При этом данные должны не противоречить друг другу, целостны и не избыточными. База данных создается для сохранения и непосредственного доступа к информации, содержащей сведения об искомой предметной области. Степень конкретизации данных обуславливается группой факторов. Прежде всего, целью использования информации из баз данных и сложностью информационных процессов, существующих в пределах предметной области в конкретных условиях.

Система управления базами данных - это программный механизм, предназначенный для записи, поиска, сортировки, обработки и печати информации, содержащейся в базе данных [2].

Сами базы данных - это хранилища огромного множества систематизированной информации, с которыми производятся следующие операции: изменение, копирование, удаление, добавление, упорядочивание. Создание доступа к информации базы данных сразу нескольких пользователей одновременного, зачастую находящихся на далеком расстоянии от места хранения баз данных, а также друг от друга, поэтому и созданы многопользовательские сетевые версии баз данных сформированные на табличной структуре. В них решаются проблемы характерные для параллельных процессов, правильности данных, а также получения не санкционированного входа.

За последние годы идет наблюдение направления к осложнению структуры данных. Простые типы информации, представляемые в виде текстовых строк и чисел, дополняются сегодня большим количеством документов, которые используют средства мультимедиа, образов графики, процедурных или активных данных и большим числом других существенно осложненных форм информации. По этой причине появился ряд весьма изощренных систем управления базами данных, обеспечивающих новые коллекции данных и умеющих реализовать достоинства современных аппаратных технологий. Одной из таких систем управления базами данных называется Microsoft Access, которая входит в состав пакета программ Microsoft Office, и являющаяся популярной табличной системой управления базами данных для персональных компьютеров. А также MySQL, которая является самой распространенной полноценной серверной системой управления базами данных.

Целью реферата является изучение областей применения баз данных.

1. АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Любая современная организация не может обойтись без базы данных. Это учебные заведения, банки, магазины, заводы, любые предприятия и государственные учреждения. Они используют их для перевода данных в электронный вид и объединения данных, а также оперативного доступа к ним. Это позволяет экономить время и средства на затраты.

Конечно, снижение времени является лишь побочным эффектом автоматизации. Самая главная задача развития информационных технологий в совсем другом - в приобретении той или иной организацией исключительно новых качеств, придающих ей существенную конкурентоспособность. А это дорогого стоит.

К тому же, сейчас установка и управление базы данных не является таким уж и трудным процессом, как это было десятилетие назад. Когда проектировка и управление базами данных были не автоматизированы. Система управления базой данных позволяет создавать базу данных, обновляя в ней хранимую информацию, обеспечивая оперативный доступ к ней для просмотра и поиска информации.

Актуальность темы заключается в том, что в новых системах управления базами данных есть функция не только хранения данных в своих структурах, однако можно и сохранять программный код, при поддержки которого и идёт взаимодействие с пользователем или программно-аппаратным средством.

1. СТРУКТУРА БАЗЫ ДАННЫХ

Когда создаётся база данных, мы стараемся отсортировать её данные по определённым признакам для того, чтобы потом извлекать из неё нужную информацию. Это может быть возможным, только при структурированной информации. Структурирование - это набор соглашений о способах представления информации. Поэтому данные могут структурироваться по-разному. Различают по структуре сетевую, иерархическую, реляционную, объектно-ориентированную и гибридную модели баз данных [3]. Среди всех этих структур часто используемой является реляционная структура.

1. Иерархическая структура базы данных

Структура имеет древовидное представление данных. Характерной чертой структуры является то, что узел низкого уровня имеет только связь с одним узлом высшего уровня. Рассмотрим часть базы данных на примере иерархической структуры "Институт":

Из структуры видно, что один декан может работать с несколькими кафедрами, как и ректор с деканами. Название такой связи "один ко многим" (один ректор - много деканов). Но если мы захотим добавить в ту структуру группы студентов, то мы должны использовать связь "многие ко многим":

Один преподаватель может обучать несколько групп, а одна группа может обучаться у нескольких преподавателей. Но хочу предупредить, что такой связи в иерархической структуре нет и существовать никак не может, так как связь существует только с одним узлом на более высоком уровне. Это является самым большим минусом этой структуры базы данных.

1. Сетевая структура базы данных

Можно сказать, что это дополнение иерархической структуры. Всё те же функции, но появляется та самая связь "многие ко многим". И поэтому, в базу данных сетевой структуры эта связь позволяет добавить "Группы" в пример. Минусом же сетевой модели является затруднение создания более серьезных приложений.

1. Реляционная структура базы данных

Вся информация изображена в виде простых таблиц, которые разбиты на строки и столбцы, на пересечении которых и расположена информация. Эта структура стала настоящим скачком вперед в развитии баз данных.

1. Объектно-ориентированные и гибридные базы данных

В объектно-ориентированных базах данных информация хранится в виде объектов, что существенно удобно. Но на данный момент времени такие базы данных еще не распространены, потому что сильно уступают в производительности. Гибридные базы данных объединяют в себе функции реляционных и объектно-ориентированных структур, поэтому они называются объектно-реляционными. Примером системой управления базы данных является Oracle. Я уверен, что такие базы данных ещё будут развиваться в будущем, но всё же первенство остается пока за реляционными структурами.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БАЗ ДАННЫХ

Рассмотрим такую проблему, как составление и ведение журнала обучающихся. Происходит столкновение не с малым объемом одинаковых данных об обучающихся (место проживания, персональные данные, сведения о родителях и прочее) и процессе обучения (успеваемость, проводимые контрольные, уроки, мероприятия и другое). Для автоматизации этой задачи применение алгоритмических языков не подходит. Собственно, для этой цели и предназначена система управления базами данных. Эта система не присоединяется к решению одних определенных задач. В них автоматизированы шаблонные операции, необходимые для работы с базами данных, а так как совершенствование продолжается, то в последующей версии или новом варианте системы управления базами данных реализовано всё большее число подобных операций. Разрешение проблем оптимизации с помощью систем управления базами данных приводит к образованию информационных систем.

Информационная система - система, предназначенная для поиска, хранения и обработки информации, и соответствующих организационных ресурсов (технические, финансовые, человеческие и так далее), которые обеспечивают и распространяют информацию [4].

Информационные системы возникли ещё в 60-х годах прошлого столетия в военной индустрии и бизнесе, где были накоплены большие объемы полезных сведений. Сначала информационные системы предназначались только на работу с информацией фактического вида - текстовые или числовые характеристики объектов. Потом, по мере развития технического оснащения компьютеров, стало возможным обработка текстовых данных на естественном языке.

Информационная система служит для оперативного обеспечения определенной группы лиц требуемыми данными, то есть для удовлетворения любых информационных потребностей в рамках выбранной предметной области, при этом результатом работы информационных систем является информационная продукция – текстовые документы, массивы информации, базы данных. По области применения различают две основные группы информационных систем:

• информационно-поисковые системы;

• системы обработки данных.

Информационно-поисковые системы направлены на получение хранимых данных, удовлетворяющих какому-либо запросу. При этом пользователя не интересует результаты обработки данных, сколько искомая информация (к примеру, какую стипендию получит студент Петров в следующем семестре).

Использование пользователями систем обработки информации в большинстве случаев служит причиной изменения данных. Вывод данных верно будет сказать отсутствует или представляет результат программной обработки хранимой информации, но не саму информацию.

Обработка данных - специальный класс решаемых на персональном компьютере задач, связанных с отбором, группировкой, хранением, сортировкой, и вводом записей информации однородной структуры [5]. К задачам класса относятся:

• подсчет произведенных деталей на заводе;

• зачисление денежных средств;

• управление персоналом, бухгалтерским учетом, связью и тому подобное.

Существуют фактографические информационные системы эффективной обработки данных, подразумевающие незамедлительное обслуживание совершенно обыкновенных запросов от значительного количества потребителей, и фактографические информационные системы исследовательской обработки, ориентированных на реализацию многообразных запросов, которые требуют выполнение статистической обработки исторической (накопленной за долгое время) информации, конструирование процедур предметной области и предсказывание развития этих процедур. Поэтому, информационные системы применяют в нижеследующих сферах:

• создание хранилища для информации;

• концепция оценки информации;

• налаженность утверждения постановления;

• мобильные и локальные базы данных;

• географические базы данных;

• мультимедиа базы данных;

• распределенные информационные системы;

• базы данных для всемирной сети.

Усовершенствование информационных технологий сопутствует двумя очень интересными направлениями в том, что касаемо терминологии. Во-первых, непрерывное изменение имён для всё тех же вещей (хоть и технологии развиваются, но скорость их гораздо ниже, чем имён). Во-вторых, использование старых определений для понятий, которые уже сейчас имеют совсем иной смысл. Собственно, последнее сложившееся обстоятельство применяется именно к системе управления баз данных.

В последнее время наблюдается такая обстановка, когда системы управления базами данных превращается из исключительно внутреннего технологического дополнения к прикладным программам в самостоятельный продукт, который строит приложения для потребителей.

Следует также выделить модификацию содержания платформы "Microsoft". Обычно подразумевается операционная система Windows. Но в применении к серверной платформе часто встречаемо стало: SQL Server + Windows Server.

Со временем сложилось так, что системы управления базами данных направленны на решение задач, которые связаны в первую очередь с транзакционной обработкой структурированной информации. Абсолютно, самым лучшим проверенным временем решением остается табличная модель системы управления базами данных. Но в последнее время сфера применения баз данных расширялась. На первый взгляд, необходимо управлять широким набором форматов данных, переходя к решению общих проблем управления корпоративной информацией. Но если посмотреть с другой стороны, именно системы управления базами данных берут на себя основные функции интеграции информации и приложений корпоративных систем. Этим поясняется заинтересованность к обсуждению архитектурных принципов и реализации возможностей баз данных различных моделей: XML, постреляционных, объектно-реляционных.

1.  

   1. Новые области применения баз данных

Делая классификацию существующих сфер применения баз данных, а также если дать оценку перспективы их эволюции в современном мире, то получится приблизительный перечень особенно признанных видов, получивших известность и применение во всех сферах применения баз данных. Этот перечень будет выглядеть следующим образом:

• документальные и документографические, которые примененяются в любых базах органах власти;

• базы данных по продукции промышленности, сельского хозяйства и строительства;

• базы данных по статической, кредитно-финансовой и внешнеторговой информации;

• фактографические базы социальных данных, которые включающие в себя сведения о социальной среде и населении;

• базы данных систем транспорта;

• справочные данные: энциклопедии, справочники, адреса и телефоны организаций, расписания;

• ресурсные базы данных, включающие информацию о таких природных ресурсах: земля, вода, недра, гидрометеорология, биоресурсы, экологическая обстановка;

1.  

   • фактографические базы основных научных исследований;

   • фактографические базы данных в сфере искусства и культуры;

   • машинные словари разного типа и назначения.

Для разрешения проблем в экономике, которые обладают разновидностью и обширностью, нужно прибегать к применению программного обеспечения системы управления базами данных. На основе этой программы создаются информационные системы организаций различных уровней (от крошечных до особо крупных). Области применения баз данных по традиции занимают те области жизнедеятельности человека, где он должен взаимодействовать с большим количеством однотипной информации. Первым базам данных нашли применение в химии, ядерной физике, космонавтике и остальных науках, которые требуют систематического подхода к работе с информацией. Последующая эволюция компьютеризации и компьютерных характеристик привело человечество к тому, что базы данных оказались в разработке фактически во всех областях занятности человека, и стали повседневно использоваться в разных экономических объектах: от сельского предпринимательства до финансовых систем. Последними нововведениями применения баз данных стала всемирная сеть интернет, которая по всей сути является самой крупной и обширной базой данных. Соответственно такое распространение баз данных требует новых программных средств для управления ими.

1.  

   1. Сферы применения баз данных и СУБД

Компьютеризация человечества выступает главной сферой автоматизирования промышленной и прочей учрежденческой работы, где обязательны сохранение, обработка, получение, передача и сбор в единое всей информации. Автоматизирование на персональных компьютерах изменяет стандарты переработки данных, придавая слаженную работу промышленности и организаций на базе более новейшей информационной технологии.

Применение персонального компьютера в виде механизма обработки информации в разных областях человеческой деятельности повышает информационную культуру общества, способствуя без осложнений перейти к информационному обществу, где информация является самым ценным материалом наравне с финансовыми, энергетическими и другими ресурсами. В нужное время полученная, правильно обработанная и четко представленная информация зачастую увеличивает эффективность принимаемых решений и, следовательно, их результат.

Любая информационная система в зависимости от назначения имеет дело с той или иной частью конкретного мира, которая называется предметной областью. Изучение предметной области считается первоначальным этапом разработки каждой информационной системы. То есть на данном этапе устанавливаются потребности в информации всей аудитории потребителей будущей системы, которые, предопределяют содержимое её базы данных. Предметная область определенной информационной системы рассматривается как некоторая совокупность реальных объектов, которые представляют интерес для её пользователей. Таким примером служат персональные компьютеры, программные средства и их потребители. Все эти объекты обладают определенными свойствами. Например, персональный компьютер обладает следующими характеристиками: наименование фирмы-производителя, номер модели, мощностью процессора, емкостью жесткого диска и оперативного запоминающего устройства, параметрами графической карты и тому подобное.

Информационный объект - это описание некоторой сущности предметной области, реального объекта, процедуры или события. Информационный объект создаётся группой логически связанных атрибутов, которые представляют собой качественные и численные характеристики сущности [6].

Между объектами предметной области могут существовать связи, которые имеют различный смысл по содержанию. Эти связи могут быть обязательными или факультативными.

Если объект оказывается по необходимости связанным с каким-либо объектом предметной области, то между этими двумя объектами существует обязательная связь. В противном случае связь является необязательной. К примеру, обязательная связь заменяет существующую между двумя объектами "сотрудник" и "должность" в предметной области кадровых информационных систем, из этого следует, что каждый нанятый в организацию сотрудник зачисляется на должность и не может быть сотрудника, не занимающего никакой должности. В это же время связь замещает между типами объектов "сотрудник" и "должность" является необязательной, поскольку могут быть свободные места на работу. Структура предметной области характеризуется множеством объектов предметной области и связей между ними. Множество объектов предметной области, значения свойств объектов и связи между ними могут изменяться во времени. Изменения могут сводиться к появлению новых или исключению из рассмотрения некоторых существующих объектов в предметной области, установлению новых или разрушению существующих связей между ними. Следовательно, с каждым моментом времени можно сопоставить некоторое состояние предметной области.

Информационно-логическая модель - это множество информационных объектов предметной области и взаимосвязей между ними [5]. Процедура образования информационной модели начинается с назначения концептуальных потребностей будущих пользователей базы данных. Потребности отдельных пользователей интегрируются в едином общем представлении, которое называется концептуальной моделью предметной области. Рассмотрим её:

Эта модель представляет предметную область в образе соединенных между собой объектов без обозначения способа их хранения.

Концептуальная модель представляет собой объединенный список желаний всех пользователей к базе данных предметной области. Поэтому все старания программиста должны быть направлены в основном на структуризацию данных, принадлежащих будущим потребителям базы данных и показ связей между ними.

Взаимосвязи между объектами, отраженные в концептуальной модели могут оказаться с течением времени нереализуемыми средствами выбранной системы управления базы данных, требуя ее изменения. Логическая модель - это модификация концептуальной модели, реализованная конкретной системой управления базами данных.

Логическая модель, которая отражает логические связи между свойствами объектов не зависимо от их содержимого и области хранения, может быть реляционной, иерархической или сетевой.

Внешней моделью пользователей называют такие различные подмножества ее логической модели, которые соответствуют разным пользователям в информационной модели.

Из этого получается, что внешняя модель пользователя представляет собой отображение его концептуальных потребностей в логической модели и соответствует тому представлению, из которого этот пользователь черпает о предметной области на основе логической модели. Поэтому, насколько идеально сконструирована внешняя модель, настолько полно и точно она отображает предметную область и настолько хорошо производит работу автоматизированная система управления этой предметной областью.

Логическая модель, построенная на электронных, магнитных, оптических или биологических принципах, отображается в физическую память.

Внутренняя модель предметной области занимается размещением информации, способами доступа к ним и техническим индексацией в данной логической модели, ибо иначе это физическая модель.

Информационные данные каждого пользователя в базе данных должны быть независимы от всех других пользователей, то есть не должны оказывать влияния на существующие внешние модели и быть изменены ими. Такой порядок отражает базовый уровень независимости данных. С другой стороны, внешние модели пользователей никак не связаны с типом физической памяти, в которой будут храниться данные, и с физическими методами доступа к этой информации. Этот порядок уже отражает второй уровень независимости данных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нужно подчеркнуть, что база данных является главной и сложной частью информационных систем, которые предназначены для обработки и сохранения информации. Сначала эти системы были только в бумажном виде. Для их хранения использовали различные папки, помещения и архивы. Развитие средств вычислительной техники обеспечило возможность широкого применения автоматизированных информационных систем. И по сей день разрабатываются информационные системы для обслуживания различных сфер деятельности, систем управления хозяйственных и технических объектов, модельных комплексов для научных исследований, систем автоматизации моделирования и производства, создаются различные обучающие системы. Современные информационные системы основаны на идеи совместимости данных, характеризующихся большими объектами хранимой информации, осложненной организацией, необходимостью удовлетворять разнообразные потребности многочисленных пользователей. Для управления этими данными и обеспечения эффективности доступа к ним были созданы системы управления базами данных.

Из чего можно заключить, что систему управления базами данных называют программную среду, которая предназначена для создания на персональном компьютере общей базы данных для множества приложений, поддержания её в действующем состоянии и улучшения эффективности доступа пользователей к содержащимся в ней информации в рамках предоставленных им возможностей.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Вейскас Д. Эффективная работа с Microsoft Access 2000 / Д. Вейскас, Издательство Питер, 2001. – 315 с.

2. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. / В.Э. Фигурнов, М, 1997 – 180 с.

3. Понамарев В. Базы данных в DELPHI / В. Пономарев, 7 Издательство Питер, 2003. – 196 с.

4. Хаббард Д. Автоматизированное проектирование баз данных / Д. Хаббард, Издательство Мир, 1984. – 230с.

5. Робинсон С. Microsoft Access 2000: учебный курс – СПб / С. Робинсон. Питер, 2001. – 512с.

6. Могилёв А.В.; Пак Н.И., Хённер Е.К.; Под ред. Хённера Е.К. Информатика. Учебное пособие для студ. пед. вузов /А.В.Могилёв; Н.И.Пак, Е.К.Хённер; Под ред. Е.К.Хённера. – М., 1999. - 816 с.

Код для цитирования: Скопировать