Место БД в автоматизированной информационной системе

Основным компонентом АИС является подсистема «Информационное обеспечение». Главная часть информационного обеспечения – база данных. Предшественниками баз данных при решении задач сбора, хранения и обработки данных были файловые системы. В настоящее время они устарели по ряду причин. Рассмотрим эти причины.

1 Описание способа хранения данных и структура данных в файловых системах определяется в коде программ, что приводит, даже при незначительных изменениях этих структур, к перекомпиляции исходного кода.

2 Организация одновременного доступа к двум или более файлам требует определенных трудоемких действий, ведет к написанию дополнительного программного кода с элементами системного программирования.

3 При организации работы по ведению (вводу и обновлению) данных в файлах несколькими пользователями, территориально находящимися в разных помещениях, необходимо осуществлять дублирование данных. Это ведет к нарушению целостности данных, необходимости реализации их программного обновления и синхронизации.

4 Поскольку структура файла определяется кодом приложения, она также зависит от языка программирования, на котором создано это приложение. При обработке нескольких файлов разных форматов необходимо осуществлять их приведение к некоторому общему формату, что также достаточно трудоемко и требует написания отдельных программ.

5 Постоянное увеличение запросов, реализуемых к данным файлов, ведет к увеличению количества вновь разрабатываемых приложений.

Можно сделать вывод, что есть две основные причины, затрудняющие использование АИС на основе файловых систем. Это, во—первых, определение структур данных внутри прикладных программ, что ведет к зависимости данных от приложения. Во—вторых, необходимость разработки в рамках АИС инструментов для создания файлов, их наполнения, корректировки и обработки.

Использование баз данных и систем управления базами данных (СУБД – DBMS – DataBase Management System) является эффективным средством разработки и поддержки информационного обеспечения АИС.

База данных (БД – DB — DataBase) – это хранилище структурированных, непротиворечивых данных, минимально избыточных и целостных.

Важным преимуществом использования БД является то, что описание структур объектов БД хранится в самой базе данных. Такое описание называется системным каталогом (system catalog) или словарем данных (data dictionery). Элементы описания объектов базы данных в словаре данных называют метаданными (meta—data).

Хранение самоописания данных в БД обеспечивает независимость баз данных от приложений. Для одной БД может быть разработано много прикладных программ, реализованных в разных инструментальных средах, база данных одновременно может использоваться многими пользователями.

Компонентом, располагающимся между собственно физической БД и её пользователями, является СУБД. Это программное обеспечение, основная функция которого — предоставление пользователю БД широких возможностей работы с ней.

СУБД должна поддерживать определенные функции.

1 Создавать БД и объекты базы данных. Это осуществляется с помощью команд языка определения данных (ЯОД) СУБД. ЯОД позволяет задать структуру, тип, логические ограничения на данные, связи между данными, структуру доменов, индексов, триггеров и других объектов БД.

2 Вставлять, обновлять, удалять и извлекать информацию из БД. Эти операции осуществляются с помощью команд языка манипулирования данными (ЯМД) СУБД. Для извлечения данных существуют специальные языки запросов. Стандартными являются языки SQL (Structure Query Language – язык структурированных запросов), QBE (Query By Example – запрос по образцу). Наличие языка запросов устраняет присущие файловым системам ограничения – сформулированный на нем сложный запрос к БД выражается небольшим по объему кодом.

3 Предоставлять контролируемый доступ к данным с помощью следующих средств:

— системы обеспечения безопасности, предотвращающей несанкционированный доступ к объектам БД со стороны пользователей;

— системы поддержки целостности данных, обеспечивающей непротиворечивое состояние хранимых данных;

— системы управления параллельной работой приложений, контролирующей процессы совместного доступа к БД;

— системы восстановления, позволяющей восстановить БД до предыдущего непротиворечивого состояния, нарушенного в результате сбоя аппаратного или программного обеспечения;

— доступного пользователям каталога (словаря данных), содержащего описание хранимой в БД информации.

Реальный объем функциональных возможностей отличается в разных СУБД. Современные СУБД поддерживают широкий набор функций.