Розділ 1. УВЕДЕННЯ В БАНКИ ДАНИХ. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ
1.1. ПЕРЕДУМОВИ СТВОРЕННЯ І ОСНОВНІ ПЕРЕВАГИ БАНКІВ ДАНИХ
У традиційних пакетних системах обробки інформації, які функціонували донедавна на машинах типу ЄС ЕОМ, дані були організовані у вигляді незв'язаних між собою локальних інформаційних файлів лінійної структури. Суть такого підходу до організації інформаційного забезпечення (ІЗ) полягає в тому, що файли проектуються окремо для кожної конкретної задачі чи для їх комплексів. Такі системи інколи називаються файловими.
Незважаючи на відносну простоту організації файлові системи мають ряд недоліків, головними з яких є такі.
1. Надлишковість даних. Файлові системи характеризуються значною надлишковістю, оскільки нерідко для розв'язування різних задач управління використовуються одні й ті самі дані, розміщені в різних файлах.
Через дублювання даних у різних файлах пам'ять на зовнішніх запам'ятовуючих пристроях використовується неекономно, інформація одного й того самого об'єкта управління розподіляється між багатьма файлами. При цьому досить важко уявити загальну інформаційну модель предметної області.
2. Неузгодженість даних. Ураховуючи, що одна і та сама інформація може розміщуватися в різних файлах, технологічно важко простежити за внесенням змін одночасно в усі файли. Через це може виникнути неузгодженість даних, коли одне і те саме поле в різних файлах може мати різні значення.
3. Залежність структур даних і прикладних програм. При файловій організації логічна і фізична структури файла мають відповідати їх опису в прикладній програмі. Прикладна програма має бути модифікована при будь-якій зміні логічної чи фізичної структури файла. Оскільки зміни в одній програмі часто потребують внесення змін до інших інформаційно пов'язаних програм, то інколи простіше створити нову програму, ніж вносити зміни в стару. Тому цей недолік файлових систем призводить до значного збільшення вартості супроводження програмних засобів. Зазначимо, що інколи вартість супроводження програмних засобів може досягати близько 70 % вартості їх розробки.
Розвиток засобів обчислювальної техніки, створення запам'ятовуючих пристроїв прямого доступу забезпечили передумови для розв'язання проблем незалежності, неузгодженості й надлишковості даних, а також сприяли виникненню нової концепції організації інформаційного забезпечення — концепції інтеграції даних, яка отримала назву «автоматизований банк даних» (АБД). Головні переваги організації 13 у вигляді АБД такі.
1. Багаторазовість використання даних: одні й ті самі дані можуть використовуватися для розв'язання різних задач.
2. Економія витрат на створення і ведення: для організації 13 у вигляді АБД потрібні менші кошти, а внесення змін до бази даних (БД) супроводжується меншими витратами, оскільки зміни на фізичному рівні не завжди потребують внесення змін у прикладні програми.
3. Зменшення надлишковості даних. Розв'язування нових задач забезпечується здебільшого за рахунок існуючих файлів в АБД, а не шляхом створення нових. Дублювання даних, яке спостерігається в АБД, потрібне лише для забезпечення оперативності пошуку даних і організації зв'язку між файлами БД. Таке дублювання не є надлишковим і називається ненадлишковим дублюванням.
4. Швидкість обробки непередбачених запитів до системи. Для обробки таких запитів здебільшого не потрібно створювати нову програму мовами програмування, оскільки ці процедури можна виконати за допомогою спеціальних мовних засобів (мови запитів і мови генерації звітів), які входять до складу АБД.
5. Простота і зручність внесення змін до бази даних. Це досягається за рахунок єдиної системи ведення БД, яка підтримується засобами системи управління базою даних (СУБД).
6. Логічна і фізична незалежності даних від прикладних програм. Концепція автоматизованого банку даних побудована на інтеграції даних, які зберігаютья окремо від прикладних програм. Тому немає потреби повністю описувати логічну та фізичну структури файлів, які оброблюються в прикладній програмі.
1.2. ПОНЯТТЯ БАНКУ ДАНИХ ТА ЙОГО СТРУКТУРА
Існує дуже багато різних визначень автоматизованого банку даних. Проте слід визначити, що АБД не є загальноприйнятим терміном; в англомовних виданнях часто вживається термін система «система баз даних» (database system), який вміщує базу даних, систему управління базою даних, відповідне обладнання і персонал. У деяких публікаціях поняття «банк даних» і «база даних» не розмежовуються. Термін «система баз даних» близький за семантикою до терміну «банк даних», але якщо виходити із самого терміну, то під системою баз даних розуміють лише дані, що зберігаються в базах даних, а термін «банк даних» ширший за змістом і вміщує всю інфраструктуру. Тому надалі будемо користуватися цим терміном. Його неможна ототожнювати з терміном «база даних», оскільки база даних є складовим елементом банку даних.
Згідно із «Загальногалузевими керівними матеріалами зі створення банків даних» (М.: ДКНТ, 1982): «Банк даних — це система спеціальним чином організованих даних (баз даних), програмних, технічних, мовних, організаційно-методичних засобів, які необхідні для забезпечення централізованого нагромадження та колективного багатоцільового використання даних».
Основними складовими компонентами АБД є база даних і система управління базою даних БД.
База даних — це пойменована, структурована сукупність взаємопов'язаних даних, які характеризують окрему предметну область і перебувають під управлінням СУБД.
Під предметною областюрозуміють один чи кілька об'єктів управління (або певні їх частини), інформація