Банк даних

Банк даних (БнД) є сучасною формою організації збереження і доступу до інформації. Існує безліч визначень банку даних. По найбільш розповсюдженій думці, банк даних - це система спеціальним образом організованих даних (баз даних), програмних, технічних, мовних, організаційно-методичних засобів, призначених для забезпечення централізованого нагромадження і колективного багатоцільового використання даних.

Послугами банку даних користається велика кількість користувачів. Тому в БнД передбачається спеціальний засіб приведення всіх запитів до єдиної термінології - словник даних. Крім того, використовуються спеціальні методи еквівалентних граматичних перетворень запитів для побудови оптимальних процедур їхньої обробки, спеціальні методи доступу до тих самих даних різних користувачів при збігу в часі запитів, що надійшли. Звичайно з боку зовнішніх користувачів до банку даних формулюються наступні вимоги. Банк даних повинен:

§ задовольняти актуальним інформаційним потребам зовнішніх користувачів;

§ забезпечувати можливість збереження і модифікації великих обсягів багатоаспектної інформації;

§ задовольняти виявленим і знову виникаючим потребам зовнішніх користувачів;

§ забезпечувати заданий рівень вірогідності збереженої інформації і її несуперечність;

§ забезпечувати доступ до даних тільки користувачів із відповідними повноваженнями;

§ забезпечувати можливість пошуку інформації з довільною групою ознак;

§ задовольняти заданим вимогам з продуктивності при обробці запитів;

§ мати можливість реорганізації і розширення при зміні границь ПЗ;

§ забезпечувати видачу інформації користувачам у різноманітній формі;

§ забезпечувати простоту і зручність звертання зовнішніх користувачів за інформацією;

§ забезпечувати можливість одночасного обслуговування великого числа зовнішніх користувачів і т.п.

Банк даних включає у свій склад два основні компоненти: базу даних, що є не що інше, як даталогічне представлення інформаційної моделі предметної області, і систему управління базою даних (СУБД), за допомогою якої і реалізуються централізоване управління даними, збереженими в базі, доступ до них і підтримка їх у стані, що відповідає стану предметної сфери.

Рис.. Структура банку даних

Ядром БнД є база даних. Існує безліч визначень бази даних. Деякі з них мають право на існування. Інші застаріли і не відповідають сучасним представленням про БнД. Так, у ранніх визначеннях бази даних указувалося на їхню не надмірність, відсутність дублювання даних.

Насправді це не так. У базах даних може спостерігатися надмірність інформації. Вона може бути викликана специфікою використовуваної моделі даних, що не дозволяє цілком ліквідувати дублювання, чи технологічними факторами (забезпечення більшої надійності, скорочення часу реакції системи й ін.). Але це повинно бути керована надмірність, причини і мети виникнення якої відомі адміністратору бази даних, і корелюються між ним і СУБД.

Таким чином, база даних представляє сукупність взаємозалежних, що зберігаються разом даних при наявності такої мінімальної надмірності, що допускає їхнє використання оптимальним чином для одного чи декількох додатків; дані запам'ятовуються так, щоб вони були незалежні від їхніх програм, що використовують; для додавання нових чи модифікації існуючих даних, а також для пошуку даних у базі даних застосовується загальний (однаковий) спосіб.

Перелічимо основні вимоги до організації баз даних.

§ База даних - це основа для майбутнього нарощування прикладних програм. Бази даних повинні забезпечувати можливість розробки додатків легше, швидше, дешевше.

§ Багаторазове використання даних. Користувачі, котрі по-різному розуміють ті самі дані, можуть використовувати їх різним по різному.

§ Збереження витрат розумової праці. Існуючі програми і логічні структури даних не переробляються при внесенні змін у базу даних.

§ Простота. Користувачі можуть легко довідатися і зрозуміти, які дані маються в їхньому розпорядженні.

§ Легкість використання. Користувачі мають простій доступ до даних; складний доступ до даних здійснює СУБД.

§ Гнучкість використання. Звертання до даних здійснюється за допомогою різних методів доступу.

§ Швидка обробка незапланованих запитів до даних. Випадкові запити до даних можуть оброблятися з допомогою високорівневої мови запитів або мови генерації звітів, а не прикладними програмами.

§ Простота внесення змін. База даних може збільшуватися і змінюватися без порушення наявних способів використання даних.

§ Невеликі витрати. Низька вартість збереження і використання даних і мінімізація витрат на внесення змін.

§ Зменшення надмірності даних. Вимоги нових додатків задовольняються за рахунок існуючих даних, а не шляхом створення нових файлів.

§ Продуктивність. Запити на дані здійснюються з такою швидкістю, що потрібно для використання даних.

§ Вірогідність даних і відповідність одному рівню оновлення. Необхідно використовувати контроль за достовірністю даних. Система запобігає наявності різних версій одних і тих же елементів даних, доступних користувачам, на різних стадіях відновлення.

§ Таємність. Несанкціонований доступ до даних неможливий. Обмеження доступу до тих самим даних для різного їхнього використання може здійснюватися різними способами.

§ Захист від перекручування і знищення. Дані повинні бути захищені від збоїв, катастрофічних і кримінальних ситуацій, некомпетентного чи зловмисного звертання до них осіб, корті можуть помилково обновити їх.

§ Готовність. Користувач швидко одержує дані кожен раз, коли це йому необхідно.

Програмні засоби БнД являють собою складний комплекс, що забезпечує взаємодію всіх частин інформаційної системи при її функціонуванні. Основу програмних засобів БнД представляє СУБД. У ній можна виділити ядро СУБД, що забезпечує організацію введення, обробки і збереження даних, і інші компоненти, що забезпечують настроювання системи, засобу тестування, утиліти, що забезпечують виконання допоміжних функцій, таких, як відновлення баз даних, збір статистики про функціонування БнД і ін. Важливим компонентом СУБД є транслятори для мовних засобів, що використовуються нею.

Більшість СУБД працює в середовищі універсальних операційних систем і взаємодіє з ОС при обробці звертань до БнД, тому можна вважати, що ОС також входить до складу БнД. Для обробки запитів до бази даних (БД) пишуться відповідні програми, що представляють прикладне програмне забезпечення БнД.

З банком даних у процесі створення і функціонування взаємодіють користувачі різних категорій.

Основною категорією користувачів є кінцеві користувачі, тобто ті користувачі, для потреб яких і створюється банк даних. У залежності від особливостей створюваного банку даних коло його кінцевих користувачів може істотно розрізнятися. Це можуть бути випадкові користувачі, що звертаються до бази даних час від часу, а можуть бути і регулярні користувачі. Кінцеві користувачі можуть відрізнятися один від одного і ступенем володіння обчислювальною технікою. Від кінцевих користувачів не повинно вимагатися якихось спеціальних знань в області обчислювальної техніки і мовних засобів.

Функціонування БнД неможливо без участі фахівців, що забезпечують створення, функціонування і розвиток БнД. Така група фахівців називається адміністратором банку даних.

Адміністратори банку даних теж є специфічними користувачами БнД. Звичайно вони звертаються до БнД не за інформацією про предметну область, а до метаінформації, а також використовують ресурси БнД для виконання своїх функцій.