Урок № 33. Поняття бази даних. Поняття, призначення й основні функції систем управління базами даних

І. Опрацюйте теоретичний матеріал (запишіть у зошит основні означення):

Під час інформаційної діяльності людина збирає і накопичує відомості про довкілля. До появи обчислювальної техніки всю інформацію зберігали в письмовому або друкованому вигляді. Однак зі збільшенням обсягів інформації загострювалися питання зберігання інформації та її обробки.

Термін database (база даних) з’явився на початку 60-х років ХХ століття на симпозіумах фірми System Development Corporation (США), хоча самими базами даних людство користувалось здавна. Широкого розповсюдження термін набув у 1970-ті роки з розвитком ЕОМ.
Базами даних (БД), наприклад, є статті з принципів будови та функціонування OC Windows, укази Президента України, дані про випускників школи, відомості про наявність ліків у аптеці та їх ціни.
Наприклад, предметною областю може бути будівельна фірма, школа, Міністерство освіти та науки, аеропорт, банк, поліклініка тощо.

Кожен об’єкт БД характеризується сукупністю властивостей (атрибутів).

Так об’єкт АВТОМОБІЛЬ може мати такі властивості: модель, потужність двигуна, максимальна швидкість, вантажопідйомність;
об’єкт УЧЕНЬ – такі атрибути: прізвище, ім’я, рік народження, домашня адреса, школа, клас, зріст.

Далі об’єкти будемо позначати так: НАЗВА ОБ’ЄКТА великими літерами, а в круглих дужках – перелік його атрибутів, які відокремлюються один від одного комою. Наприклад, об’єкт ПОТЯГ можна позначити так:

За структурою даних БД поділяються на дві основні групи: документальні та фактографічні.
Документальні БД – це звичайні документи, наприклад постанови Кабінету Міністрів, інструкції до ліків, юридичні документи, статті, накази директора школи й ін. Найчастіше із документальних БД отримується перелік документів або тексти документів, у яких слід шукати відповідь на поставлене запитання. Пошук документа може здійснюватися за його назвою, ключовими словами або фрагментом тексту.
Фактографічні БД зберігаються за чітко встановленою формою. Наприклад, дані про автомобілі, що продаються в автомагазині, можуть зберігатися за такою формою:

У фактографічних БД кожен атрибут об’єкта має певну сукупність значень, тобто елементів даних, які є найменшими неподільними одиницями даних. Наприклад, атрибут марка в наведеному прикладі має значення BMW 316 TI і Volkswagen Arteon, атрибут двигун – значення бензиновий і дизельний, а атрібут колір – значення чорний і білий.

База даних є однією з найважливіших складових сучасної інформаційної системи, побудованої на основі комп’ютерних систем і мереж. Робота з БД у цих системах здійснюється за допомогою спеціальної мови БД або програмного забезпечення, яке має назву система управління базами даних (СУБД).

Оскільки до БД може звертатись велика кількість користувачів, то важливою функцією СУБД є забезпечення цілісності та безпечності даних.
Окрім функцій, безпосередньо пов’язаних зі створенням і підтримкою БД, окремі СУБД виконують також функцію підтримки спеціалізованих мов програмування, які мають загальну назву «мови баз даних». Наприклад, СУБД Access 2016 підтримує мову запитів SQL.
Нині фактичним стандартом мови баз даних є мова SQL. Однак у деяких випадках доводиться користуватися й іншими мовами програмування, наприклад, мовою VBA. Професійні розробники БД засобами СУБД та іншими мовами програмування можуть розробляти прикладні програми, за допомогою яких користувач простим натисканням однієї кнопки може отримати з БД необхідні дані або виконати їх опрацювання за певним алгоритмом. Наприклад, натисканням лише однієї кнопки можна обчислити суму реалізованих у супермаркеті конкретних назв товарів за добу, нарахувати заробітну платню працівникам фірми або отримати інформацію про наявність вільних місць у готелях міста Відня вартістю не дорожче  200 євро на добу.

Отже, взаємодія користувача з БД маже здійснюватися як засобами СУБД, так і за допомогою прикладних програм, що пояснюється схемою:

Сучасні БД мають величезні обсяги даних і зберігаються в комп’ютерних системах на жорстких магнітних дисках. Але користувач позбавлений необхідності знати тонкощі фізичного розміщення даних на таких пристроях. Ця функція повністю реалізується СУБД разом з операційною системою.
Важливою функцією СУБД є також керування транзакціями.

Якщо всі операції цієї послідовності виконані успішно, то вважається, що й транзакція завершена успішно, й усі зміни даних, виконані за цією транзакцією, вносяться в зовнішню пам’ять. Але якщо хоча б одна операція послідовності завершена невдало, транзакція вважається не виконаною, і здійснюється відкат, тобто скасування змін у всіх даних, виконаних у процесі транзакції, і повернення БД до стану початку її виконання. Наприклад, якщо в системі продажу квитків на потяг із будь-яких причин не виконано замовлення на квиток, ніяких змін до БД про наявність квитків внесено не буде, тобто відбудеться відкат.

Ще однією важливою функцією СУБД є так звана журналізація.

Якщо відбудеться апаратний або програмний збій, то за допомогою архівної копії і журналу можна повністю відновити БД.

ІІ. Домашнє завдання:
1. Опрацювати конспект.
2. Приготувати власні приклади баз даних із різних предметних галузей (3-4 приклади).