Банк данных. Модели банка данных

Контрольный вопрос по дисциплине Информационные Технологии в управлении персоналом

«Банк данных. Модели банка данных»

Банк данных  — это система специальным образом организованных данных (баз данных), программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.

Основные требования к  банку данных включают: интегрированность  баз данных и целостность каждой из них; независимость, минимальную  избыточность хранимых  данных и  способность к расширению. Важным условием эффективного функционирования банка данных является обеспечение  защиты данных от несанкционированного доступа или случайного уничтожения  хранимых данных.

Банк данных содержит две  основные компоненты: базу данных (БД) – датологическое представление информационной модели программного обеспечения, и систему управления базой данных (СУБД), с помощью которой и реализуется централизованное управление данными, хранимыми в базе, доступ к ним и поддержание их в состоянии, соответствующем состоянию предметной области.

Центральную роль в функционировании банка данных выполняет система  управления базой данных — это пакет программ, обеспечивающий поиск, хранение, корректировку данных, формирование ответов на запросы. Система обеспечивает сохранность данных, их конфиденциальность, перемещение и связь с другими программными средствами. Основные функции СУБД: непосредственное управление данными во внешней памяти; управление буферами оперативной памяти; управление транзакциями; журнализация; языки базы данных.

     Преимущества  работы с банком данных для  пользователей заключаются в  следующем: повышается производительность  работы пользователей, достигается  эффективное удовлетворение информационных  потребностей; централизованное управление  данными освобождает прикладных  программистов от организации  данных, обеспечивает независимость  прикладных программ от данных; организация банка (базы) данных  позволяет реализовать другие  нерегламентированные запросы, приложения; снижаются затраты не только  на создание и хранение данных, но и на поддержание их в  актуальном динамичном состоянии;  уменьшаются потоки данных, циркулирующих  в системе, сокращается избыточность  и дублирование.

Концепция банка данных —  это не только идея интегрированного хранения данных, но и идея отделения  описания данных от программ их обработки, интерфейс между которыми обеспечивается системой управления базами данных. В основу ее разработки закладывают следующие принципы: единство структурно-информационной организации массивов; централизацию процессов накопления, хранения и обработки различных видов информации; однократный ввод первичных массивов информации с последующим многоразовым и многоцелевым их использованием; интегрированное использование массивов в различных режимах обработки; оперативность доступа различным элементам информационных массивов; минимизацию стоимости создания и функционирования.

     В банках  данных обычно применяется одна  из следующих моделей данных: иерархическая, сетевая или реляционная.

Иерархическую модель банка данных изображают в виде дерева (рис.3.6). Элементы дерева вершины представляют совокупность данных, например логические записи. Каждой вершине соответствует множество экземпляров записей, составляющих логический файл. Вершины расположены по уровням и связаны между собой отношениями подчиненности. Одна-единственная вершина верхнего уровня является корневой. Иерархическая модель данных обеспечивает так называемые одно-многозначные отношения между данными. Примером таких отношений могут служить следующие: одному изделию соответствует несколько материалов, используемых на различных операциях обработки, сборки.

Сетевые модели банка  данных соответствуют более широкому классу объектов управления, хотя требуют для своей организации и дополнительных затрат. Сетевая модель позволяет любому объекту быть связанным с любым другим объектом. Сетевые модели сложны, что создает определенные трудности при необходимости модернизации или развития СУБД. Пример сетевой модели банка данных представлен на рис. 3.7. На рисунке видно, что одно изделие изготавливается в результате выполнения нескольких операций, а одна операция может использоваться для изготовления различных изделий.  

Реляционная модель банка данных представляет объекты и взаимосвязи между ними в виде таблиц, а все операции над данными сводятся к операциям над этими таблицами. На этой модели базируются практически все современные СУБД. Эта модель более понятна, «прозрачна» для конечного пользователя организации данных. К преимуществам реляционной модели можно отнести также более высокую гибкость при расширении базы данных, состава запросов к ней. Реляционная организация банка данных в виде таблицы содержит программу выпуска изделий (табл. 3.5). Эта база данных включает в себя три атрибута: код технологической группы оборудования, код изделия, программу выпуска.

Одно из основных различий между тремя типами моделей банка данных состоит в том, что для иерархических и сетевых моделей их структура не может быть изменена после ввода данных, тогда как для реляционных структура может изменяться в любое время. Для больших баз данных, структура которых остается длительное время неизменной, именно иерархические и сетевые модели могут оказаться наиболее эффективными, т.к. они могут обеспечивать более быстрый доступ к информации.

В современном мире существует огромное число банков данных. В  них содержатся сведения коммерческого   характера,  данные   по   библиотечным фондам, системам здравоохранения, транспорта и т.д. Быстро развиваются банки, содержащие сведения о системах образования - национальных, региональных (в России они называются «банки педагогической информации»).