ELEMENTE DE TEORIA BAZELOR DE DATE

ELEMENTE DE TEORIA BAZELOR DE DATE

Organizarea datelor

Activitatea umana include o multime de activitati desfasurate pentru a satisface diverse necesitati, fie ele de natura materiala sau spirituala. Pentru desfasurarea acestor activitati s-au dezvoltat intreprinderi si organizatii speciale care, in vederea indeplinirii scopului propus, necesita manevrarea unui volum ridicat de informatii. Au aparut si s-au dezvoltat sisteme informationale care ocupa astazi un loc important in functionarea complexului mecanism reprezentat de societatea moderna. Sisteme informationale reprezinta un ansamblu de tehnici si metode de organizare si manevrare a informatiilor specifice unui anumit domeniu de activitate (ex. circuitul informatiilor intr-o intreprindere, evidenta populatiei, evidenta cartilor intr-o biblioteca etc.), de la generarea acestora si pana la stergerea sau stocarea lor. Aparitia calculatorului electronic a permis automatizarea acestor activitati conducand la aparitia sistemelor informatice.

Sistemele informatice sunt sisteme de organizare, manevrare si exploatare a informatiilor (respectiv a datelor), specifice unui anumit domeniu de activitate, cu ajutorul calculatorului. Pentru a rezolva problemele legate de manevrarea informatiilor, reprezentate prin intermediul datelor, apare ca o necesitate existenta unor modele si mecanisme de organizare a datelor deoarece, de modul in care sunt organizate datele depinde eficienta sistemului informatic. Bazele de date, ca principale componente ale sistemelor informatice, ofera tocmai aceste modele si mecanisme de organizare a datelor.

Pentru inceput trebuiesc clarificate notiunile de informatie si date.

Datele sunt reprezentari simbolice ale unor fenomene, procese, obiecte etc. susceptibile a fi stocate pe un suport de memorie externa, si care pot fi manevrate folosind diverse mijloace tehnice (exemple de date: cifre, siruri de caractere, imagini, culori etc.).

Informatia reprezinta sensul pe care oamenii il acorda datelor (astfel ca aceeasi data poate reprezenta diverse informatii, functie de cei care o folosesc).

Organizarea datelor presupune efectuarea urmatoarele activitati:

definirea, structurarea, ordonarea si gruparea datelor;

stabilirea legaturilor ( relatiilor ) intre date, intre elementele unei colectii de date si intre colectii de date;

stocarea datelor pe un suport informational, prelucrabil intr-un sistem de calcul.

Organizarea datelor se realizeaza pentru a permite regasirea lor automata dupa anumite criterii si forme.

Obiectivele urmarite la organizarea datelor sunt:

realizarea unui acces rapid la date stocate pe diferite suporturi de memorie;

spatiul de memorie interna si externa ocupat sa fie cat mai mic (economie de memorie);

datele sa apara o singura data in sistem (unicitatea datelor);

modul de organizare a datelor sa reflecte, pe cat posibil, toate legaturile dintre obiectele, fenomenele, procesele pe care acestea le reprezinta;

schimbarea structurii datelor si a relatiilor dintre ele sa se faca fara a modifica programele ce le gestioneaza (flexibilitatea datelor).

Conceptele de baza utilizate in activitatea de organizare a datelor sunt: entitate, atribut, valoare.

Entitatea reprezinta un obiect concret sau abstract, caracterizat de proprietatile sale.

O proprietate a unui obiect poate fi exprimata printr-o pereche (ATRIBUT, VALOARE). Spre exemplu: "studentul X este in anul de studii II", unde "anul de studii" reprezinta atributul, iar "II" reprezinta valoarea. Deoarece o entitate este caracterizata de proprietatile sale inseamna ca ea se poate reprezenta prin mai multe perechi (ATRIBUT, VALOARE).

De exemplu, o persoana X poate fi reprezentata prin multimea de perechi: (NUME, IONESCU), (VARSTA, 25), (SEX, MASCULIN), (PROFESIE, INGINER). Se observa insa ca multimea atributelor NUME, VARSTA, SEX, PROFESIE poate fi asociata cu mai multe persoane care se individualizeaza prin valorile acestor atribute. Rezulta ca un atribut nu caracterizeaza doar o entitate, ci poate caracteriza o clasa de entitati numita entitate grup.

Atributele mai sunt cunoscute si sub numele de campuri sau caracteristici.

Un atribut este caracterizat de multimea valorilor pe care le poate lua. Aceste valori pot fi numerice, alfanumerice (siruri de caractere) etc. In general atributele au valori elementare, dar pot exista si situatii de atribute compuse (formate prin inlantuirea mai multor atribute elementare).

Atributele care identifica in mod unic o anumita entitate se numesc atribute cheie, celelalte atribute numindu-se atribute non-cheie.

2. Relatii intre date

Datele folosite pentru a descrie diverse procese, fenomene sau obiecte se gasesc in legatura una cu alta. Intre datele care apartin unor tipuri de entitati pot exista doua categorii de legaturi:

o categorie de legaturi definita de insasi apartenenta datelor la o anumita entitate;

o a doua categorie constituita de legaturile dintre entitatile de acelasi tip sau de tipuri diferite.

Exemplu:

Fie A multimea datelor despre salariatii unei societati comerciale. Intre datele acestei multimi se pot stabili relatii de tipul:

- x are aceeasi profesie cu y;

- x este seful lui y;

- x este mai in varsta decat y;

- x are salariul mai mare sau egal cu al persoanei y etc.

Relatia binara

Daca luam exemplul anterior putem spune ca relatia "are aceeasi profesie cu" asociaza fiecarui salariat din multimea A pe toti cei care au aceeasi profesie, cu conditia sa faca parte tot din A. Astfel, se pune in evidenta o multime de perechi ordonate (x,y) cu proprietatea ca elementelor x li se asociaza elementele y prin relatia "are aceeasi profesie cu". Aceasta se poate reprezenta astfel:

Definitie. Fie A o colectie oarecare de date, nevida. Se numeste relatie binara pe A o submultime R a produsului cartezian A x A care indeplineste o proprietate (o legatura).

Numim elemente asociate prin relatia R acele elemente x, y pentru care

Daca spunem ca "x este asociat lui y prin relatia R" sau ca "x este in relatia R cu y", fapt care se mai simbolizeaza prin x R y.

Proprietatile relatiei binare dintre date sunt:

Reflexivitate. Spunem ca o relatie R, definita pe o multime de date A, este reflexiva daca pentru , avem x R x.

Exemplu:

2. Simetrie. O relatie R definita pe multimea de date A spunem ca este simetrica daca pentru

Exemplu: Fie A multimea judetelor tarii.

Daca x "este vecin cu" y rezulta ca y "este vecin cu" x.

3. Asimetrie. Spunem ca o relatie R definita pe o multime de date A este antisimetrica daca pentru cu proprietatea ca x R y si y R x, avem x=y.

Exemplu: si implica

4. Tranzitivitate. Fie A o multime de date. Spunem ca o relatie R pe multimea A este tranzitiva daca pentru cu proprietatea ca x R y si y R z, atunci x R z.

Exemplu: Daca produsul x "intra in componenta lui" y si y "intra in componenta lui" z, atunci x "intra in componenta lui" z.

Definitie. O relatie binara R, definita pe multimea de date A se numeste relatie de echivalenta daca este reflexiva, simetrica si tranzitiva.

Definitie. Fie A o colectie de date. Daca , exista relatia x R y sau y R x, spunem ca relatia dintre elementele colectiei este de ordine totala.

Definitie. O relatie binara R, definita pe o multime de date A, care este reflexiva, asimetrica si tranzitiva se numeste relatie de ordine.

Definitie. Relatia binara R, definita pe o multime de date A, care este reflexiva si tranzitiva se numeste relatie de preordine.

3. Structuri de date

Prelucrarea si manevrarea eficienta a datelor impune folosirea unor structuri de date complexe. Tipurile de structuri de date folosite in sistemele informatice depind de sistemul informational automatizat si de tehnologiile de prelucrare a datelor folosite.

Structura de date este definita ca o colectie de date intre care s-au stabilit o serie de relatii care conduc la un anumit mecanism de selectie si identificare a componentelor. Multimea de date asociata structurii poate fi alcatuita din datele unui tip sau mai multor tipuri de entitati. Componentele unei structuri de date pot fi individualizate si identificate prin nume (identificator) sau prin pozitia pe care o ocupa in structura (in raport cu ordinea specificata).

Dupa modul de localizare al unei componente, o structura de date poate avea acces direct sau secvential. Accesul secvential presupune parcurgerea tuturor componentelor structurii, aflate inaintea componentei cautate, in timp ce accesul direct permite localizarea unei componente fara a tine seama de celelalte componente.

Elementele care formeaza o structura de date pot fi date elementare sau pot fi ele insele structuri de date.

Operatiile care se pot efectua asupra structurilor de date se refera la valori si/sau la structura. Dintre acestea, cele mai frecvente sunt:

crearea datelor (memorarea datelor in forma initiala pe suportul de memorie);

consultarea datelor (accesul la componentele structurii in vederea prelucrarii valorilor);

actualizarea datelor (schimbarea starii structurii prin adaugarea, stergerea unor elemente componente, modificarea valorii unor elemente, modificarea relatiilor dintre elemente);

sortarea datelor (aranjarea elementelor unei structuri dupa anumite criterii);

ventilarea structurii (spargerea structurii in doua sau mai multe structuri);

fuzionarea (formarea unei noi structuri din doua sau mai multe structuri);

copierea;

interclasarea etc.

Structurile de date care au aceeasi organizare si sunt supuse acelorasi operatii formeaza un tip de structura de date.

Un tip de structura de date este o multime ordonata de date intre care s-au stabilit anumite relatii si pentru realizarea operatiilor se foloseste un grup de operatori de baza cu o anumita semantica.

Clasificarea structurilor de date

Clasificarea structurilor de date se poate realiza dupa mai multe criterii. Dupa tipul componentelor, structurile de date se clasifica in:

structuri omogene, in care componentele sunt toate de acelasi tip;

structuri eterogene, in care componentele sunt de tipuri diferite.

Daca o structura se poate descompune in structuri de acelasi tip atunci avem o structura recursiva.

Dupa posibilitatea de modificare a structurii, avem:

structuri statice, care pe tot parcursul existentei lor au acelasi numar de componente in aceeasi ordine;

structuri dinamice, care permit modificarea numarului de componente sau a pozitiei acestora in structura, prin aplicarea operatorilor specifici strucutrii. Aceste structuri pot avea, teoretic, un numar nelimitat de componente si de aceea se mai numesc structuri cu cardinalitate infinita.

Asemanator, structurile statice se considera ca sunt structuri cu cardinalitate finita.

Din punct de vedere al nivelului de structurare al datelor avem:

structura logica, care se refera la modul de ordonare al datelor si la operatorii folositi pentru tratarea datelor;

structura fizica, ce se refera la modul de implementare, de reprezentare efectiva pe un suport de memorie;

Principalele tipuri de structuri logice de date sunt:

structura punctuala;

structura liniara;

structura arborescenta;

structura retea;

structura relationala.

Structura punctuala este reprezentata de o entitate grup izolata, care nu are legaturi (relatii) cu alte entitati.

Structura liniara (lista) este o structura care defineste o relatie de ordine totala intre elementele unei colectii de date. Dupa cum am vazut mai inainte, o relatie de ordine totala este o relatie care exista intre oricare doua elemente ale unei colectii de date. Structura liniara presupune ca fiecare element al structurii contine, pe langa informatiile care trebuiesc manevrate, informatiile necesare pentru a realiza o legatura (relatie) cu alt element al aceleiasi structuri.

Fig. Structuri de date liniare

Acest tip de structura are urmatoarele caracteristici:

are un singur element initial si un singur element terminal;

orice element care nu este initial si nici terminal are un singur succesor imediat;

primul element nu are predecesori;

ultimul element nu are succesori;

daca exista o relatie intre ultimul si primul element atunci structura este inelara sau circulara;

relatiile stabilite intre date sunt de tipul 1 la

O structura este arborescenta sau ierarhica (descendenta) daca intre elementele sale exista o relatie de ordine. Aceasta inseamna ca fiecare element (cu o singura exceptie) provine din alt element aflat pe un nivel ierarhic superior.

Fig. 2. Structura de date arborescenta

Structura de date arborescenta are urmatoarele caracterisitci:

elementele structurii se numesc noduri;

exista un element unic, numit radacina arborelui, care nu are un predecesor;

orice nod diferit de radacina are un predecesor imediat unic;

orice nod netermical are un numar finit de succesori imediati;

relatiile stabilita intre noduri sunt de tipul 1 la m.

Se numeste drum de lungime n-1 de la nodul a_i1 la nodul a_in succesiunea de noduri (a_i1, a_i2, , a_in) in care pentru este un succesor imediat al lui a_ik. Drumul de lungime maxima constituie inaltimea arborelui.

Un arbore in care fiecare nod are strict numai doi succesori se numeste arbore binar.

Structura    de tip retea este o structura in care intre elementele componente exista o relatie de preordine. In acest caz elementele sunt legate unele de altele prin legaturi multiple.

Caracteristicile acestui tip de structura de date sunt:

o retea este un graf in care, intre doua noduri, exista legaturi bidirectionale;

un nod are mai multi predecesori si el insusi poate fi predecesor pentru propriul sau predecesor, caz in care apar cicluri in retea. Un ciclu este un drum in care nodul initial este acelasi cu nodul final.

intre elementele retelei se stabilesc legaturi de tipul "m la n".

O retea in care exista doar legaturi univoce intre elemente se numeste retea "simpla". In caz contrar reteaua spunem ca este o retea complexa. Intr-o retea simpla nu exista cicluri. Exemple de retele simpla si complexa sunt date in figura urmatoare.

Fig. 3. Exemple de retele de date

Structura relationala a datelor considera ca acestea sunt organizate la nivel logic sub forma de tabele (relatii, tablouri) de date elementare, intre care nu sunt legaturi explicite. Fiecare linie dintr-un asemenea tabel se numeste inregistrare si fiecare element al unei inregistrari ce corespunde unei anumte coloane se numeste camp.

Legaturile intre date sunt introduse indirect prin intermediul coloanelor comune la mai multe tabele de date (vezi figura).

Fig. 4. Structura relationala a datelor

4. Modele de date

Prelucrarea datelor cu ajutorul calculatorului presupune folosirea unor modele de date, care modeleaza diferite obiecte si/sau procese reale sau abstracte.

Pentru a putea defini un model de date trebuiesc precizate urmatoarele elemente:

structura modelului;

operatorii care actioneaza asupra structurilor de date folosite;

restrictiile care se impun pentru mentinerea corectitudinii datelor, restrictii numite si reguli de integritate.

Precizarea structurii modelului presupune descrierea tuturor obiectelor (entitatilor) si a caracteristicilor asociate acestora. Acest lucru se realizeaza folosind urmatoarele elemente generice:

campul; este cel mai mic element al structurii care poate fi accesat pentru prelucrare;

grupul simplu sau compus; este un set format din mai multe campuri si/sau grupuri;

inregistrarea, care este un ansamblu de grupuri si campuri, constituind totodata si elementul generic al structurii.

Stabilirea relatiilor intre obiecte se face prin stabilirea relatiilor care exista intre inregistrarile structurilor folosite la definirea modelului de date respectiv.

Structura unui model de date fara valori reprezinta un obiect generic. O colectie de date cu valori bine precizate si care respecta un model definit reprezinta o realizare sau o instanta a tipului de obiect precizat.

Legaturile dintre obiecte (entitati) poarta denumirea de asociere. Legaturile dintre doua entitati pot fi de trei tipuri:

legaturi "unu la unu" . Aceasta inseamna ca fiecare obiect are o legatura cu un alt obiect si numai cu unul. De exemplu, relatia dintre locurile existente intr-un camin studentesc si studenti. Un loc poate fi ocupat de un singur student, iar un student are dreptul la un singur loc in camin.

legaturi "unu la multi". In acest caz un obiect poate avea legaturi (relatii) cu mai multe obiecte. De exemplu, un student poate face parte dintr-o singura grupa dar o grupa poate avea mai multi studenti.

legaturi de tipul "multi la multi". Acest tip de legatura presupune ca fiecare obiect poate avea multiple legaturi (relatii) cu alte obiecte. Spre exemplu, un produs este cumparat de mai multi clienti si un client poate achizitiona mai multe produse.

Operatorii care actioneaza asupra structurilor de date constituie cel de-al doilea element al unui model de date. Acesti operatori pot fi de citire, memorare, modificare, jonctiune etc.

Regulile de integritate sunt restrictii menite sa asigure mentinerea corectitudinii datelor. Ca exemple de astfel de restrictii putem mentiona:

sa nu se permita stergerea valorilor atributelor unui client daca acesta nu a achitat integral factura pentru cumpararea unui produs anume;

sa nu se permita memorarea valorilor asociate unui produs daca nu se cunoaste valoarea unui anumit atribut caracteristic, numit atribut cheie etc.

Modelele de date se impart, in functie de modul in care se definesc elementele amintite mai sus, in: modele ierarhice sau arborescente, modele retea, modele relationale, modele orientate obiect etc.

Modelul ierarhic

Foloseste tipuri de inregistrari care grupeaza toate atributele unei entitati. Pentru a realiza asocierile dintre tipuri de inregistrari acest model foloseste o structura de date arborescenta (o ierarhie).

Fig. 5. Ierarhie de date

O ierarhie are un tip de inregistrare definit ca radacina si mai multe tipuri de inregistrari subordonate, legate sub forma de arbore.

Fiecare nod din arbore care nu este radacina sau nod final are un singur nod superior si unul sau mai multe noduri inferioare. Legatura de la un nod superior la unul inferior este de tipul "unu la multi", iar legatura de la un nod inferior la unul superior este de tipul "unu la unu".

Modelul retea

In acest model, datele sunt reprezentate asemanator cu modelul ierarhic, cu deosebirea ca fiecare inferior poate avea mai multi superiori. Toate structurile de date, inclusiv legaturile de tipul "m la n" sunt definite natural, fara a recurge la artificii. In cadrul acestui model intalnim doua tipuri de structuri:

-tipul de inregistrare ( care asigura atributele unei entitati);

-tipul de set (care asigura legaturile intre tipurile de inregistrari).

Modelul relational

Modelul relational are la baza teoria matematica a relatiilor. El foloseste o singura structura de date: relatia (tabelul) care este o submultime a produsului cartezian al unor domenii (un domeniu este reprezentat de o multime de valori ale entitatilor).

Modelul relational poate fi privit ca o multime de tabele obtinute prin metoda normalizarii. Normalizarea pleaca de la o multime de atribute (campuri de date) si o multime de dependente functionale dintre atribute si conduce la o schema conceptuala a modelului relational intr-o forma normalizata in care se vor elimina anomaliile de actualizari.

La cele trei modele de date prezentate mai sus se adauga modelul orientat obiect, modelul distribuit si modelul functional. Ordinea in care au fost prezentate modelele de date este cea istorica, in ultimii ani utilizandu-se practic numai modelul relational sau cel distribuit, datorita avantajelor fata de celelalte modele.

5. Baze de date

Conceptul de baza de date a aparut in 1969 cu ocazia prezentarii primului raport CODASYL in cadrul unei conferinte pe probleme de limbaje de gestiune a datelor.

Evolutia metodelor si tehnicilor de organizare a datelor a fost determinata de necesitatea de a avea un acces cat mai rapid si usor la un volum din ce in ce mai mare de informatii precum si de perfectionarea echipamentelor de culegere, memorare, transmitere si prelucrare a datelor.

Ideea principala a organizarii datelor in baze de date se sprijina pe existenta unui fisier de descriere globala a datelor prin care se realizeaza independenta programelor fata de date si a datelor fata de programe.

Accesul oricarui utilizator la baza de date se realiza prin intermediul fisierului de descriere globala a datelor. Fisierul de date continea colectiile de date si legaturile dintre ele.

In esenta, conceptul de baza de date poate fi definit ca fiind una sau mai multe colectii de date (K_i), aflate in interdependenta, impreuna cu descrierea datelor si a relatiilor dintre ele, (B=)

O baza de date astfel definita trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

sa asigure o independenta sporita a datelor fata de programe si invers;

structura bazei de date trebuie astfel conceputa incat sa asigure informatiile necesare si suficiente pentru a satisface cerintele informationale si de decizie ale utilizatorului;

sa asigure o redundanta minima si controlata a datelor;

sa permita accesul rapid la informatiile stocate in baza.

Arhitectura generala a bazelor de date a fost standardizata international si cuprinde urmatoarele elemente componente:

baza de date propriu-zisa in care se memoreaza colectia de date;

sistemul de gestiune al bazei de date, care este un ansamblu de programe ce realizeaza gestiunea si prelucrarea complexa a datelor;

un set de proceduri manuale si automate, precum si reglementarile administrative, destinate bunei functionari a intregului sistem;

un dictionar al bazei de date (metabaza de date)), ce contine informatii despre date, structura acestora, elemente de descriere a semanticii, statistici, documentatie etc.

echipamentele de calcul (hardware) utilizate (comune sau specializate);

personalul implicat (categorii de utilizatori: finali sau de specialitate, analisti-programatori, gestionari, operatori).

Bazele de date sunt extrem de variate in functie de criteriile de apreciere considerate. In continuare sunt prezentate cateva criterii de clasificare:

dupa orientare: generalizate, specializate;

dupa modelul de date folosit: ierarhice, in retea, relationale, orientate obiect;

dupa amploarea geografica: locale, distribuite;

dupa limbajele utilizate: autonome (cu limbaje proprii), cu limbaj gazda, mixte.

Componentele bazei de date pot fi structurate pe trei nivele, in functie de clasa utilizatorilor implicati:

nivelul logic. Este dat de viziunea programatorului de aplicatii, care realizeaza programele de aplicatii pentru manipularea datelor si structura logica (subschema) corespunzaroare descrierii datelor aplicatiei;

nivelul conceptual (global). Este dat de viziunea administratorului bazei de date, care realizeaza structura conceptuala (schema) corespunzatoare descrierii bazei de date si administreaza componentele bazei de date pentru manipularea datelor;

nivelul fizic. Este date de viziunea inginerului de sistem care realizeaza structura fizica corespunzaroare descrierii datelor pe suportul fizic.

6. Sisteme de gestiune a bazelor de date

O baza de date poate fi privita ca o colectie de date stocate pe suporti de memorie externa, adresabile de catre mai multi utilizatori si care satisface cerintele de informare ale acestora.

Sistemul de gestiune al bazei de date reprezinta ansamblul de programe (software) care permite indeplinirea scopului pentru care a fost creata baza de date.

El trebuie sa asigure realizarea urmatoarelor activitati:

definirea structurii bazei de date;

incarcarea bazei de date;

accesul la date (interogare, actualizare);

intretinerea bazei de date (colectarea si refolosirea spatiilor goale, refacerea bazei de date in cazul unui incident);

reorganizarea bazei de date ( restructurarea si modificarea strategiei de acces);

protejarea datelor.

Intr-un alt sens, sistemul de gestiune al bazei de date se constituie intr-o interfata intre utilizator si baza de date, reprezentand mecanismul prin intermediul caruia acesta are acces la date.

Pentru a-si putea indeplini functiunile prevazute, unui sistem de gestiune al bazei de date modern ii revin o serie de obiective de indeplinit, cum sunt:

Asigurarea independentei datelor. Aceasta presupune ca modificarea strategiei de memorare a datelor sau a strategiei de acces la date nu trebuie sa afecteze aplicatia care prelucreaza aceste date. Independenta datelor fata de aplicatie este necesara deoarece: diferite aplicatii au nevoie de viziuni diferite ale acelorasi date; administratorul bazei de date trebuie sa aiba libertatea de a schimba structura de memorare sau strategia de acces, ca raspuns la cerinte (schimbari de standarde, prioritatile aplicatiilor, schimbarea unitatilor fizice de memorare etc.), fara a modifica aplicatiile existente; baza de date existenta, precum si programele de exploatare a ei reprezinta o investitie importanta la care nu trebuie sa se renunte prea usor.

Independenta datelor trebuie privita din doua puncte de vedere: independenta fizica si independenta logica a datelor.

Independenta fizica a datelor implica modificarea tehnicilor fizice de memorare a datelor fara a necesita rescrierea programelor de aplicatie.

Independenta logica a datelor se refera la posibilitatea adaugarii de noi articole de date sau extinderea structurii conceptuale (globale), fara ca aceasta sa impuna rescrierea programelor existente.

2. Asigurarea unei redundante minime si controlate a datelor din baza de date. Redundanta se refera la numarul de aparitii in baza de date a unei date. }n general, stocarea datelor in baze de date ar trebui sa se faca astfel incat fiecare data sa apara o singura data. Totusi, exista cazuri in care, pentru a reduce timpul de cautare al unei date si implicit timpul de raspuns la solicitarile utilizatorilor, se accepta o anumita redundanta a datelor. Aceasta redundanta trebuie controlata automat, prin program, pentru a se asigura coerenta datelor din baza.

3. Asigurarea unor facilitati sporite de utilizare a datelor. Aceasta presupune:

folosirea datelor de catre mai multi utilizatori in diferite aplicatii;

accesul cat mai simplu al utilizatorilor la date, fara ca acestia sa fie nevoiti sa cunoasca structura intregii baze de date, acest lucru ramanand in sarcina administratorului bazei de date;

existenta unor limbaje performante de regasire a datelor, care permit exprimarea sub forma unei conversatii, a unor criterii de selectie a datelor si indicarea unor reguli cat mai generale pentru editarea informatiilor solicitate;

utilizarea unui limbaj cat mai apropiat de limbajul natural, cu posibilitatea exploatarii bazei de date in regim conversational, lucru care ar oferi posibilitatea exploatarii bazei de date     si de catre utilizatori neinformaticieni.

4. Sporirea gradului de securitate a datelor impotriva accesului neautorizat la ele. In conditiile bazelor de date, administratorul bazei de date poate prevedea ca acesul la baza de date sa se faca numai prin canalele corespunzatoare, si poate, totodata, defini verificari de autorizare, realizate oricand se incearca accesul neautorizat la anumite date.

5. Asigurarea integritatii datelor impotriva unor stergeri intentionate sau neintentionate, prin intermediul unor proceduri de validare, a unor protocoale de control concurent si a unor proceduri de refacere a bazei de date dupa incidente.

6. Asigurarea partajabilitatii datelor. Partajabilitatea datelor trebuie inteleasa nu numai sub aspectul asigurarii accesului mai multor utilizatori la aceleasi date, cisi acela al posibilitatii dezvoltarii unor aplicatii fara a se modifica structura bazei de date.

7. Functiile unui sistem de gestiune a bazelor de date

Sistemele de gestiune a bazelor de date au o multitudine de sarcini de indeplinit. Grupand aceste sarcini se obtin activitatile si apoi functiile sistemului de gestiune al bazei de date. Tinand seama de complexitatea sistemului de gestiune, de facilitatile oferite, de limbajele utilizate si tipul bazei de date ce urmeaza a fi gestionata gruparea activitatilor pe functii poate avea un caracter relativ.

In continuare sunt prezentate cateva functii mai importante ale sistemelor de gestiune a bazelor de date, functii cu caracter de generalitate, valabile pentru toate tipurile de sisteme de gestiune a bazelor de date.

Functia de descriere a datelor, care permite definirea structurii bazei de date cu ajutorul unui limbaj de definire. Definirea datelor poate fi realizata la nivel logic, conceptual si fizic. La nivelul acestei functii se descriu multitudinea atributelor (campurilor) din cadrul structurii bazei de date, legaturile dintre entitatile bazei de date sau dintre atributele aceleiasi entitati, se definesc eventualele criterii de validare a datelor, metodele de acces la date, aspectele referitoare la asigurarea integritatii si confidentialitatii datelor etc.

2. Functia de manipulare a datelor este cea mai complexa functie si realizeaza urmatoarele activitati:

- crearea bazei de date;

- incarcarea bazei de date;

- adaugarea de noi inregistrari (tupluri);

- stergerea unor inregistrari;

- modificarea valorilor corespunzatoare unor campuri;

- cautarea, sortarea si editarea partiala sau totala a unei inregistrari virtuale etc.

3. Functia de utilizare asigura multimea interfetelor necesare pentru comunicarea tuturor utilizatorilor cu baza de date. In cadrul realizarii acestei functii apar mai multe categorii de utilizatori:

utilizatori "liberi" sau conversationali. Acestia reprezinta categoriea beneficiarilor de informatii (utilizatori finali) care utilizeaza limbajele de interogare a bazei de date intr-o forma simplista. Ei apar ca utilizatori neinformaticieni.

utilizatori programatori, care utilizeaza limbaje de manipulare, realizand proceduri complexe de exploatare a bazei de date;

administratorul bazei de date, care este un utilizator special avand un rol hotarator in ceea ce priveste functionarea optima a intregului ansamblu.

4. Functia de administrare a bazei de date. Aceasta apare ca o functie complexa si este de competenta administratorului bazei de date.

Intrebari de verificare a cunostintelor

Care este diferenta intre date si informatii ?

Care sunt obiectivele activitatii de organizare a datelor ?

Ce activitati presupune organizarea datelor ?

Definiti conceptele de entitate, atribut, valoare ?

Ce se intelege prin structura de date ?

De cate feluri pot fi structurile de date ?

Ce fel de operatii se pot efectua asupra unei structuri de date ?

Caracterizati structura de date arborescenta ?

Caracterizati structura de date relationala ?

Care sunt componentele unui model de date ?

De cate tipuri pot fi legaturile intre entitati ?

Care este structura unei baze de date ?

Care sunt nivelele de structurare ale unei baze de date ?

Care sunt obiectivele pe care trebuie sa le indeplineasca un SGBD ?

Care sunt functiile unui SGBD ?