Основы проектирования баз данных: история, современное состояние и перспективы развития Реферат

В современных базах данных хранятся не только данные, но и информация

База данных (БД)– организованная структура, предназначенная для хранения информации. Современные БД позволяют размещать в своих структурах не только данные, но и методы (т.е. программный код), с помощью которых происходит взаимодействие с потребителем или другими программно-аппаратными комплексами [12].

Системы управления базами данных (СУБД) – комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнения ее содержанием, редактирования содержимого и визуализации информации. Под визуализацией информации базы понимается отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройство вывода или передача по каналам связи[5].

Хранение информации – одна из важнейших функций компьютера. Одним из распространенных средств такого хранения являются базы данных.

База данных (БД) – совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных при наличии такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений.

Создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляется централизованно с помощью специального программного инструментария – системы управления базами данных.

Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации [13].

Концептуальная модель БД описывает сущности, их свойства и связи между ними; не зависит от конкретной СУБД.

Правильно спроектированная БД должна удовлетворять следующим требованиям:

1 Минимальная избыточность. Непротиворечивость.

2 Целостность данных.

3 Независимость данных.

4 Возможность ведения (добавления и удаления) и актуализации (корректировки, модификации) данных.

5 Безопасность и секретность.

6 Высокая производительность. Минимальные затраты.

7 Соблюдение стандартов[4].

Минимальная избыточность означает то, что данные в БД не должны дублироваться. Избыточность данных, если она существует, влечет две опасности:

-неоправданно большой расход памяти и уменьшение времени отклика системы при обработке излишне больших объемов данных.

-нарушение непротиворечивости данных, т.е. возникновение такой ситуации, когда в различных местах машинной памяти хранятся противоречивые данные. Возникновение противоречивости чрезвычайно опасно для БД.

Противоречивость может возникнуть в результате корректировки избыточных данных. При внесении изменений в логическую запись может случиться так, что отдельные экземпляры этой записи, хранящиеся в различных местах машинной памяти, окажутся нескорректированы. Программисту приходится проявлять особое внимание к организации процесса корректировки избыточных данных и разрабатывать специальные программы, предотвращающие появление противоречивости.

Противоречивость может возникнуть и при корректировке не избыточных данных. Централизованное хранение данных является причиной высокой

Взрывообразный рост WWW, а также потребности областей EOSDIS, электронной коммерции, электронных публикаций порождают ряд сложных проблем, которые должны быть решены в будущих системах баз данных. Ниже рассматриваются важнейшие направления исследований, связанные с поддержкой мультимедийных данных.

1) Третичная память

Для хранения мультимедийных объектов требуются огромные объемы внешней памяти, что ставит перед нами новые проблемы. Для приложений типа EOSDIS или электронных библиотек характерны объемы данных масштаба петабайт. Несмотря на экспоненциальный рост емкости дисковых устройств, для размещения данных подобного объема вряд ли можно будет в ближайшем будущем обойтись только магнитными или магнитооптическими дисками. В результате встает проблема эффективного управления новым уровнем иерархии хранения данных, называемым третичной (tertiary) памятью. На третичном уровне используются носители на несколько порядков более медленные, чем на уровне «вторичной памяти» (дисков), но зато и гораздо более емкие. Устройства третичной памяти – это накопители типа стоек с компакт-дисками или магнитными лентами, где для установки нужной кассеты или ленты обычно используется механическая рука.

2) Новые типы данных

Для каждого вида мультимедийной информации (типа данных) требуется собственный набор операций и функций и их эффективная реализация на основе соответствующих структур данных и методов доступа. Например, при недавнем экспериментальном тестировании объектно-ориентированных систем было отмечено огромное расхождение в эффективности обработки больших текстовых объектов. Задача выборки последнего байта из текстовой строки длиной в мегабайт в одних системах решалась путем считывания сначала всего

Современное общество невозможно представить без компьютера. Они настолько широко и глубоко внедрились в нашу жизнь, что очень трудно назвать какую-либо сферу деятельности человека, где бы они не использовались. В связи с этим серьезные требования предъявляются и к аппаратной части современных компьютеров, и к используемому программному обеспечению. В основном именно программное обеспечение, или, иными словами, программные продукты, обеспечивают возможность широкого использования компьютеров. Стоит нам переустановить программное обеспечение компьютера или добавить какой-либо новый программный продукт, и мы сможем решать на этом компьютере совершенно новые задачи.

Следовательно, используемые программные продукты должны соответствовать определенным критериям, обеспечивающим надежность работы компьютера и удобство работы пользователя.

Сегодня трудно себе представить сколько-нибудь значимую информационную систему, которая не имела бы в качестве основы или важной составляющей базу данных. Концепции и технологии баз данных складывались постепенно и всегда были тесно связаны с развитием систем автоматизированной обработки информации.