Introducere in sisteme de gestiune a bazelor de date

Introducere in sisteme de gestiune a bazelor de date.

Stadiul curent al sistemelor de gestiune a bazelor de date

Calculatoarele au fost folosite inca din 1950 pentru stocarea si procesarea datelor. Un deziderat major al sistemelor informatice este de a realiza produse software care sa localizeze eficient datele pe suportul fizic si sa le incarce rapid in memoria interna pentru procesare. La baza unui sistem informatic se afla un set de fisiere memorate permanent pe unul sau mai multe suporturi fizice.

Gama larga de aplicatii ale informaticii necesita acces rapid la mari cantitati de date. Iata cateva exemple:

sistemele computerizate de marcare din supermarketuri trebuie sa traverseze intreaga linie de produse din magazin;

sistemele de rezervare a locurilor la liniile aeriene sunt folosite in mai multe locuri simultan pentru a plasa pasageri la numeroase zboruri la date diferite. Calculatoarele din biblioteci stocheaza milioane de intrari si acceseaza citatii din sute de publicatii;

sistemele de procesare a tranzactiilor in banci si casele de brokeraj pastreaza conturi care genereaza fluxul mondial de capital; motoarele de cautare World Wide Web scaneaza sute de pagini Web pentru a produce raspunsuri cantitative la interogari aproape instantaneu; sute de mici intreprinzatori si organizatii utilizeaza bazele de date pentru a stoca orice de la inventare si personal la secvente ADN si informatii despre obiecte provenite din sapaturi arheologice.

Un produs software care presupune managementul fisierelor suporta descompunerea logica a unui fisier in inregistrari. Fiecare inregistrare descrie o entitate si consta dintr-un numar de cimpuri, unde fiecare cimp da valori unei anumite proprietati (sau atribut) al entitatii.

Un fisier simplu cu inregistrari este adecvat pentru date comerciale cu complexitate redusa, cum ar fi inventarul dintr-un magazin sau o colectie de conturi curente pentru clienti.

Sistemele de gestionare a bazelor de date - S. G. B. D. sunt de fapt sisteme informatice Software (programe de firma ) specializate in stocarea si prelucrarea unui volum mare de date, supuse unui numar mic de prelucrari.

Termenul de baza de date (database file - dbf) in acceptiunea FoxPro se refera la:datele de prelucrat, modul de organizare a datelor pe suportul de memorare.

Termenul de gestiune a bazelor de date semnifica totalitatea operatiilor aplicate asupra datelor din baza de date.

Functiile elementare ale S. G. B. D. relativ la bazele de date sunt:

asigura definirea structurii (crearea dbf )

asigura introducerea datelor in dbf (adaugarea de noi inregistrari)

asigura stergerea datelor din dbf (stergerea inregistrarilor)

asigura consultarea datelor din dbf (interogarea, extragerea informatiilor).

Bazele de date pot fi impartite pe mai multe categorii, precum ar fi:

Baze de date multiutilizator - baza de date se afla pe un server central; poate fi accesata de utilizatorii cuplati la reteaua deservita de server.

Baze de date distribuite - baza de date este distribuita pe mai multe sisteme de calcul cuplate in retea, dar integrata logic, astfel incat pentru utlizator baza de date apare unica si compacta.

O data cu aparitia calculatoarelor electronice, programatorii s-au aplecat asupra algoritmilor ca baze ale conceperii programelor .

Aceste preocupari au devenit tot mai intense pe masura ce limbajele de programare s-au perfectionat :prima generatie (cod masina)-este etapa programarii 'artizanale' a calculatoarelor ; a doua generatie (limbaje de asamblare) - simuleaza structurile de control prin instructiuni de salt (jump) si apeluri de proceduri(call); a treia generatie (limbaje de nivel inalt) dispune de instructiuni puternice pentru codificarea structurilor de control, pentru atribuire si pentru calcul.

Totodata apare programarea structurata, conform careia o problema mare este descompusa in module mai mici, ce pot fi abordate separat, urmand a fi recombinate.Generatia a patra adauga la puterea limbajelor de generatia a treia instrumente de asistare a programului capabile sa genereze cod-sursa conform unor specificatii grafice si textuale intocmite de programator.

Obiectivele unui sistem de gestiune a bazelor de date

Dupa cum este cunoscut, obiectivul informaticii reprezinta culegerea , verificarea, transmiterea , stocarea si prelucrarea automata a datelor cu ajutorul mijloacelor electronice de calcul , in scopul satisfacerii diferitelor nivele de conducere cu informatii necesare luarii deciziilor in conditii de eficienta economica sporita.

In aceste conditii ,necesitatea acuta de informare trebuie satisfacuta tinand seama de o serie de cerinte prin care sa se asigure cresterea vitezei de raspuns la intrebarile solicitate de utilizatori , adaptarea facila a sistemului informatic la evolutia in timp a sistemului informational din care face parte , dar in mod special integritatea si securitatea datelor .

In acest context sistemului de gestiune a bazelor de date ii revin o serie de obiective , cum ar fi :

Asigurarea independentei datelor.O aplicatie este dependenta de date in sensul ca modificarea structurii de memorare a datelor sau a strategiei de acces la date poate afecta si aplicatia.Astfel se impune ca atunci cand apar noi cerinte in cadrul sistemului informational , sistemele informatice sa poata functiona cu programele si procedurile existente , iar datele existente sa poata fi convertite.

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

Independenta fizica a datelor face ca memorarea datelor si tehnicile fizice de memorare sa poata fi modificate fara a determina rescrierea programelor de aplicatie.

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

Asigurarea unei redundante minime si controlarea datelor in baza de date.Stocarea datelor in baze de date se face astfel incat fiecare data sa apara o singura data. Totusi nu sunt excluse cazurile in care, pentru a realiza performante sporite , referitoare la timpul de acces la date si timpul de raspuns la solicitarile utilizatorilor , sa se accepte o anumita redundanta a datelor.

Asigurarea unor facilitati sporite de utilizare a datelor. Aceasta presupune : folosirea datelor de catre mai multi utilizatori in diferite scopuri(aplicatii), accesul cat mai simplu al utilizatorilor la date, fara ca acestia sa fie nevoiti sa cunoasca structura intregii baze de date ; utilizarea unui limbaj cat mai apropiat de cel natural ,cu posibilitatea exploatarii bazei de date in regim conversational. Sporirea gradului de securitate a datelor impotriva accesului neautorizat la ele. Administratorul bazei de date poate prevedea ca accesul la baza de date sa se faca numai pe canale corespunzatoare.

Asigurarea integritatii datelor impotriva stergerii prin intermediul unor proceduri de validare a unor protocoale de control concurent si a unor proceduri de refacere a bazei de date dupa incident.

Asigurarea partajabilitatii datelor.Partajabilitatea datelor trebuie inteleasa nu doar sub aspectul asigurarii accesului mai multor utilizatori la aceleasi date, ci si cel al posibilitatii dezvoltarii unor aplicatii fara a se modifica structura bazei de date.

Functiile unui sistem de gestiune a bazelor de date

Sistemele de gestiune a bazelor de date dispune de o serie de componente ce permit efectuarea numeroaselor operatii.

In functie de natura lor si scopul urmarit, operatiile pot fi grupate pe activitati. Activitatile accepta si ele o grupare pe functii (una sau mai multe activitati, relativ omogene vor realiza o anumita functie).

Tinand seama de multitudinea de sarcini ce ii revine unui sistem de gestiune a bazelor de date si grupand aceste sarcini pe activitati si apoi pe functii se deduc in final functiile sistemelor de gestiune a bazelor de date.

In cazul sistemelor de gestiune a bazelor de date ce utilizeaza limbaje gazda de nivel inalt se deduc cateva functii cu caracter de generalitate pentru toate sistemele de gestiune a bazelor de date :

Functia de descriere a datelor.Aceasta permite definirea structurii bazei de date cu ajutorul limbajului 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.

Functia de manipulare a datelor Este cea mai complexa functie si realizeaza urmatoarele activitati :

o       crearea(incarcarea) bazei de date ;

o       adaugarea de noi inregistrari(tupluri) ;

o       suprimarea unor inregistrari ;

o       modificarea valorilor corespunzatoare unor campuri ;

o       cautarea, sortarea si editarea partiala sau totala a unei inregistrari virtuale ;

Functia de manipulare a datelor se realizeaza prin intermediul limbajului de manipulare a datelor.

Functia de utilizare . Asigura multimea interfetelor necesare pentru comunicarea tuturor utilizatorilor cu baza de date. Exista mai multe categorii de utilizatori:

o       Utilizatori 'liberi' sau conversationali. Ei reprezinta categoria beneficiarilor de informatii(utilizatori finali) care utilizeaza limbajele de interogare a bazelor de date intr-o forma simplists. Ei apar ca utilizatori neinformaticieni.

o       Utilizatorii programatori , care utilizeaza limbajele de manipulare, realizand proceduri complexe de exploatare a bazei de date.

o       Aministratorul bazei de date, care are rol hotarator in ceea ce priveste optimizarea aplicatiei.

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