XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Основная часть

Современные информационные технологии – это методы и средства для сбора, хранения, обработки и получения информации на основе современных средств вычислительной техники.

Составными частями любой информационной системы являются базы данных и приложение для обработки данных.

База данных обеспечивает хранение информации и представляет собой поименованную совокупность данных, организованных по определенным правилам, включающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными.

Система управления базами данных представляет собой пакет прикладных программ и совокупность языковых средств, предназначенных для создания, сопровождения и использования баз данных.

При проектировании базы данных решаются две основные проблемы:

- Отображение объектов предметной области в абстрактные объекты модели данных таким образом, чтобы это отображение не противоречило семантике предметной области, и было по возможности лучшим (эффективным, удобным и т.д.). Часто эту проблему называют проблемой логического проектирования баз данных;

- Обеспечение эффективного выполнения запросов к базе данных, т.е. рациональное расположение данных во внешней памяти, создание полезных дополнительных структур (например, индексов) с учетом особенностей конкретной СУБД. Эту проблему называют проблемой физического проектирования баз данных.

Проблема проектирования реляционной базы данных состоит в обоснованном принятии решений о том, из каких отношений (таблиц) должна состоять БД и какие атрибуты (характеристики и свойства) должны быть у этих отношений.

Классическим является подход, при котором весь процесс проектирования производится в терминах реляционной модели данных методом последовательных приближений к удовлетворительному набору схем отношений.

Исходной точкой является представление предметной области в виде одного или нескольких отношений, и на каждом шаге проектирования производится некоторый набор схем отношений, обладающих лучшими свойствами. Процесс проектирования представляет собой процесс нормализации схем отношений, причем каждая следующая нормальная форма обладает свойствами лучшими, чем предыдущая.

Моделирование данных – это процесс создания логического представления структуры базы данных.

Эта структура должна удовлетворять представления пользователя данными.

Достижение соответствия (адекватности) структуры базы данных представлениям пользователя является наиболее важной задачей при разработке эффективного приложения баз данных и основой для всей последующей работы при разработке базы данных. Если этого не достичь, то пользователи оценят базу данных неудобной, неполной и то, что она вообще не оправдала их ожидания.

В настоящее время существует два различных подхода к моделированию данных:

- модель базы данных типа «сущность - связь» (entity-relationship model), имеющая значительное количество сторонников среди профессионалов;

- семантическая объектная модель (некоторые считают ее более простой и точной).

При проектировании базы данных используем первый, наиболее распространенный метод моделирования данных – «сущность - связь». Эта модель введена Питером Ченом в 1976 году.

Этот выбор объясняется в первую очередь наглядностью представления отношений между объектами и поведения элементов базы данных. На этом подходе к моделированию данных основываются большинство средств автоматизации проектирования (CASE), применение которых значительно сокращает время разработки, а так же предотвращают возникновение многих ошибок.

В базах данных содержится информация об объектах, существующих в реальном мире. Все эти объекты являются материальными, обладающим некоторыми свойствами и присущим им поведением. При создании программного продукта, свойства объектов хранятся в базе данных, а их поведение реализуется в приложении посредством методов – процедур, которые представляют собой отклик на события инициируемых пользователем.

Инфологическая модель является проблемно-ориентированной и системно-независимой, т.е. не зависимой от конкретной СУБД, операционной системы и аппаратного обеспечения ЭВМ.

Основным требованием к инфологической модели, вытекающим из ее назначения, является требование адекватного отображения предметной области. Инфологическая модель должна быть непротиворечивой. Она является единым интегрированным описанием предметной области и отражает взгляды и потребности всех пользователей системы

Инфологическая модель представляет информационные потоки, сущности и связи данной предметной области. Она может быть представлена в виде ER-модели и реляционной схемы.

Целью построения этой структуры является выявление и объединение информационных требований пользователя, связей между элементами данных безотносительно к их содержанию и среде их хранения. Инфологическая модель должна обладать свойством легкой расширяемости, обеспечивающим ввод новых данных без изменений ранее определенных.

Центральной компонентой инфологической модели является описание объектов предметной области и связей между ними (ER-модель).

Цель инфологического моделирования – обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Поэтому инфологическую модель данных пытаются строить по аналогии с естественным языком (последний не может быть использован в чистом виде из-за сложности компьютерной обработки текстов и неоднозначности любого естественного языка).

Заключение

Система  управления  базами  данных  (СУБД) – особая  программа (чаще  комплекс программ), предназначенная для организации и ведения базы данных.

Главная функция СУБД  – это управление данными (которые могут быть как во внешней, так и в оперативной памяти). СУБД обязательно поддерживает языки баз данных, а также отвечает за копирование и восстановление данных после каких-либо сбоев.

Реляционные и объектно-реляционные СУБД являются одними из самых распространенных систем. Они представляют собой таблицы, у которых каждый столбец упорядочен и имеет определенное уникальное название.

Список литературы

1. Глушаков, С.В. Базы данных / С.В. Глушаков, Д.В. Ломотько. - М.: Харьков: Фолио, 2017. - 504 c.

2. Голицына Базы данных / Голицына, О.Л. и. - М.: Форум; Инфра-М, 2015. - 399 c.

3. Дейт, К.Дж. Введение в системы баз данных / К.Дж. Дейт. - К.: Диалектика; Издание 6-е, 2015. - 784 c.

4. Информационные системы и технологии: Научное издание / Под ред. Ю.Ф. Тельнова. - М.: Юнити, 2016. - 303 c.

5. Каратыгин, С. Базы данных / С. Каратыгин, А. Тихонов, В. Долголаптев. - М.: ABF, 2016. - 352 c.

6. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация / Т.С. Карпова. – СПб.: Питер, 2016. – 304 с.

7. Когаловский М.Р. «Перспективные технологии информационных систем», Москва, «ДМК Пресс» 2018. - 288.

8. Малыхина, М. Базы данных: основы, проектирование, использование / М. Малыхина. - М.: БХВ-Петербург, 2016. - 512 c.