Автоматизированные системы – широкий класс систем, где человек решает с компьютером какую-либо задачу.
В автоматизированную систему входят:
- Техническая документация;
- Программное обеспечение;
- Математическое обеспечение;
- Правовое обеспечение;
- Метрологическое обеспечение.
База данных составляет информационное обеспечение и является одним из 11 видов автоматических систем. Под понятием «База данных» подразумевается не только информационное обеспечение, но и различные формы документации и классификаторов. Примеры: название группы, документооборот.
В первых ЭВМ отдельного понятия «данные» не было, оно строилось на фон Неймановских принципах. Термин «данные» пришло с понятием «файл», самый первый вид – файл с последовательной организацией данных (п.о.д.). В определённый момент появилась разновидность файла с п.о.д. - файл с последовательной организацией с записями фиксированной длины. Записи могли иметь внутреннюю структуру. В зависимости от физического устройства, на которой файл хранится, доступ может быть либо последовательный, либо прямой; все файлы классифицируются по 2-м признакам:
| Внутренняя организация | Доступ |
|---|---|
| Последовательная с записями фиксированной длины | Прямой Последовательный |
Следующий шаг – файлы с последовательной организацией и записями переменной длины.
| Внутренняя организация | Доступ |
|---|---|
| Последовательная с записями переменной длины | Только последовательный |
Появление нового типа данных файла связано с использованием таблиц. Индексно-последовательный файл: в начале файла данного типа располагается индексная область. Индексов в ней ровно столько, сколько записей в файле. Индексы содержат абсолютный или относительный адрес записи. Первый индекс содержал адрес первой записи, второй - второй записи
| Внутренняя организация | Доступ |
|---|---|
| Индексно-последовательная | Прямой с элементами последовательного (считывание индекса) |
Впоследствии появляется библиотечная система организации файлов. Суть ее – создать некую область (файл), называемую каталогом, который состоит из записей. Помимо каталога область хранения данных включает в себя несколько файлов. Одна запись каталога описывает один файл из этой библиотеки (имя, физический адрес, другая информация).
| Внутренняя организация | Доступ |
|---|---|
| Библиотечная | Прямой Последовательный |
Все нынешние организации файлов сочетают в себе ранее описанные организации.
Принципы работы с данными:
- Работа через идентификаторы (переменные, массивы, записи);
- Введение синонимов, заменяющих идентификаторы;
- Появление языков. Позволяют легко оперировать записями.
В 1972 г. был разработан стандарт языков СУБД – CODASYL. SQL является потомком CODASYL, что привело к единому синтаксису доступа к данным.
1-ый этап развития БД – разработка языково-синтаксической конструкции. Управление данным требовало несколько большего, чем простое обращение к ним.
Основные проблемы:- Обеспечение доступа;
- Сохранность и целостность.
- 2-ой этап - реализация функций обслуживания, сопровождения и администрирования БД. В 1989 г. появился язык SQL (Structured Query Language — язык структурированных запросов).
- Появление инструментов: САПР - система автоматического проектирования. Суть инструментов: создание БД - задача не программирования, а рисования схемы для реализации БД. Эти средства получили название CASE-среды (Computer Assistance System Engineering).
Типы БД:
- Разделимые;
- Клиент-серверные;
- На основе OLAP-технологий (использование задач принятия решений).
Развитие идеологии БД:
- Иерархические;
- Сетевые;
- Реляционные.
В разных идеологиях по-разному связаны данные и по-разному хранятся. В 70-е гг. отдавали предпочтение реляционной организации баз данных, т.к. она является простой. В наше время существуют постреляционные БД (совмещение различных организаций БД).
Развитие БД:
- Принципы организации файлов и доступ;
- Эволюция инструментальных средств для работы с данными;
- Развитие идеологии (иерархические, сетевые, реляционные).
Эволюция БД связана с эволюциями способов хранения данных.
Существует 4 уровня:
- Внешний уровень (пользовательский). Является уровнем подмодели, ориентированной на решение пользовательских задач;
- Концептуальный уровень (информационно-логическое описание данных);
- Физический уровень (даталогический, информационный). Описание на физическом уровне – скрипты (SQL-скрипт), триггеры целостности и т.д.;
- Данные.
Реляционная организация является набором автономных таблиц. Основным уровнем является концептуальный, который представляет собой независимый уровень данных и отражает предметную область. ER (entity relationship, сущность-связь) - диаграммы. Средства для рисования диаграмм: ERWin, PD, Dis2000, Visio…
Нотации:
- Ричарда Баркера;
- Питера Чена.