Разработка базы данных. Ветеринарная клиника

Проектируемая БД должна обладать определенными свойствами. Назовем основные свойства БД.

1. Целостность. В каждый момент времени существования БД сведения, содержащиеся в ней, должны быть непротиворечивы. Целостность БД достигается вследствие введения ограничений целостности, в частности, к ним относятся ограничения, связанные с нормализацией БД.
2. Восстанавливаемость. Данное свойство предполагает возможность восстановления БД после сбоя системы или отдельных видов порчи системы. Сюда относится проверка наличия файлов, составляющих приложение. В основном свойство восстанавливаемости обеспечивается дублированием БД и использованием техники повышенной надежности.
3. Безопасность. Безопасность БД предполагает защиту данных от преднамеренного и непреднамеренного доступа модификации или разрушения. Применяется запрещение несанкционированного доступа, защита от копирования и криптографическая защита. Также необходимы и чисто административные меры, например ограничение доступа к носителям информации.
4. Эффективность. Свойство эффективности обычно понимается как:

- минимальное  время реакции на запрос пользователя;

- минимальные  потребности в памяти

- сочетание  этих параметров.

5. Предельные размеры и эксплуатационные ограничения. Предельные размеры, а также другие ограничения» накладываемые эксплуатацией данной БД, могут существенно повлиять на проектное решение.

Чем базы выгодно  отличаются от обычных файловых систем?

1.- повышение  надежности, целостности и сохранности  данных;

2.- сохранение затрат интеллектуального труда;

3.- простота и легкость  использования данных, сложный доступ  к данным осуществляет CУБД;

4.- независимость прикладных  программ от изменений описаний  данных и наоборот;

5.- простота внесения изменений  и обеспечение достоверности данных;

6.- обеспечение требуемой  скорости доступа;

7.- стандартизация данных  в пределах одной предметной  области;

8.- автоматизированная реорганизация  данных;

9.- защита от искажения  и уничтожения;

10.- сокращение дублирования  информации за счет структурирования данных;

11.- многократное использование  данных;

12.- обработка незапланированных  запросов;

Создание баз данных поддержка  их в целостном, непротиворечивом состоянии, обеспечение безопасности их использования  и сохранности информации вплоть до восстановления ее после различных сбоев, предоставление различных информационных услуг пользователям и многое другое обеспечивается СУБД.

Система управления базами данных (СУБД) – совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

Программы или комплекс программ, реализующие автоматизацию решения  прикладных задач обработки данных, называются приложениями.

Приложения созданные  средствами СУБД относят к Приложениям СУБД,

Приложения, созданные вне  среды СУБД с помощью систем программирования, использующих средства доступа к  БД (Delphi, C++Builder) называют внешними Приложениями.

С точки зрения общего управления система с БД состоит из пяти основных частей:

1. Оборудование. Сюда относятся все системные аппаратные средства. Сети компьютеров особенно важны для баз данных, хранящих информацию, доступ к которой необходимо обеспечивать с удаленных мест, например, в системах банкоматов и бронирования авиабилетов.

2. Программное обеспечение. Сюда входят комплекты компьютерных программ, используемых в системе базы данных. Хотя, как правило, под программным обеспечением понимают именно СУБД, тем не менее, для выполнения всех функций системы базы данных требуется программное обеспечение трех видов: системное программное обеспечение, программное обеспечение СУБД, а также прикладные программы и утилиты.

-Системное программное обеспечение управляет всеми компонентами оборудования и обеспечивает доступ к нему всем другим приложениям, работающим на компьютере. Примеры системного программного обеспечения: DOS, Windows, Unix, Linux.

-Программное обеспечение СУБД управляет базой данных. Примерами СУБД являются приложения Ассеss SQL Server (Microsoft), ORACLE (корпорации Огасlе).

-Прикладные программы и утилиты предназначены для получения доступа к данным и манипулирования ими в среде СУБД, а также в вычислительных средах, где необходимо выполнять такие действия. Прикладные программы (приложения) в большинстве случаев используются для получения доступа к данным, хранящимся в БД, для составления отчетов и таблиц, помогающих в принятии решений,

3. Люди. Сюда относятся все пользователи системы базы данных. Если взять за основу функциональные обязанности, то в системе базы данных можно выделить пять основных групп пользователей:

3.1. Системные администраторы  наблюдают за основными операциями  системы.

3.2. Администраторы базы  данных управляют работой СУБД  и обеспечивают функционирование  базы данных.

3.3. Проектировщики  базы данных проектируют структуру  БД. Они являются архитекторами  базы данных.

3.4. Системные  аналитики и программисты пишут  и реализуют прикладные программы.  Они проектируют и создают  формы ввода данных, отчеты и  процедуры, с помощью которых конечные пользователи получают доступ к данным и возможность манипулирования ими.

3.5. Конечные  пользователи это те, кто использует  прикладные программы для выполнения  ежедневных операций предприятия.

4. Процедуры. Процедуры это инструкции и правила, которые управляют проектированием и использованием системы БД. Процедуры — очень важный, хотя зачастую незаслуженно забытый компонент системы. Они играют важнейшую роль на предприятии, поскольку устанавливают стандарты ведения коммерческой деятельности в рамках предприятия и с клиентами. Процедуры также используются для организации наблюдения и аудита как за вводимой в БД информацией, так и за информацией, порождаемой на основе этих данных.

5. Данные. Под термином «данные», «информация» или «сведения» понимается весь фактический материал, хранящийся в базе данных. Принятие решения о том, какую информацию необходимо поместить в БД и каким образом ее упорядочить, является важнейшей частью работы проектировщиков базы данных.

                               

В некоторых  источниках вводится еще один компонент  ХОСТ-Система.

Хост-система  – компьют. система, в которой  хранятся файлы. Доступ к строкам  данных осуществляется Хост-системой . РольСУБД состоит в том, чтобы генерировать запррсы, позволяющие использовать функциональные возможности системы управления файлами хост-системы для обслуживания различных приложений. СУБД представляет собой дополнительный уровень программного обеспечения, надстроенной над ПО хост-системы.

Графически  систему с БД можно представить  в виде логической последовательности уровней:

 

2.3 Характеристика  базы данных

 

Классификация:

По способу доступа к данным БД разделяются на БД с локальным доступом и БД с удаленным (сетевым) доступом.

По технологии обработки данных БД подразделяются на централизованные и распределенные.

По режиму работы (количеству пользователей) – одно пользовательские, многопользовательские (несколько пользователей подключаются к одному компьютеру через разные порты)

Централизованная  база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе. Такой способ часто применяется в ЛС (локальных сетях).

Распределенная  БД состоит из нескольких пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ компьютерной сети.

По способу  применения и сфере использования  – транзакционные (рабочая или операционная – для транзакции(программный блок исполнение которого не нарушает непротиворечивости БД) отводится мало времени и результат запроса отображается в наикратчайшие сроки) и БД поддержки решения (хранилище данных информационные БД).

Существует  два подхода к построению БД, базирующихся на двух подходах к созданию автоматизированной системы управления (АСУ).

Первый из них, широко использовавшийся в 80-е годы и потому получивший название классического (традиционного), связан с автоматизацией документооборота (совокупность документов, движущихся в процессе работы предприятия). Исходными и выходными координатами являлись документы.

Использовался следующий тезис. Данные менее подвижны, чем алгоритмы, поэтому следует  создать универсальную БД, которую  затем можно использовать для  любого алгоритма. Однако вскоре выяснилось, что создание универсальной БД проблематично. Господствовавшая до недавнего времени концепция интеграции данных при резком увеличении их объема оказалась несостоятельной. Более того, стали появляться приложения (например, текстовые, графические редакторы), базирующиеся на широко используемых стандартных алгоритмах. Выявились стандартные алгоритмы и в управлении (бизнесе), как это следует из примера 2.2.

К 90-м годам  сформировался второй, современный  подход, связанный с автоматизацией управления. Он предполагает первоначальное выявление стандартных алгоритмов приложений (алгоритмов бизнеса в зарубежной терминологии), под которые определяются данные, а стало быть, и база данных. Объектно-ориентированное программирование только усилило значимость этого подхода.

Используют восходящее и нисходящее проектирование БД. Первое применяют в распределенных БД при интеграции спроектированных локальных баз данных, которые могут быть выполнены с использованием различных моделей данных. Более характерным для централизованных БД является нисходящее проектирование. Методология БД определяется в процедуре проектирования, но проявляется и в процедуре использования.

Современные СУБД являются объектно-ориентированными и  реляционными. Основной единицей является объект, имеющий свойства, и связи между объектами. СУБД используют несколько моделей данных: иерархическую и сетевую (с 60-х годов) и реляционную (с 70-х). Основное различие данных моделей в представлении взаимосвязей между объектами.

Иерархическая модель данных строится по принципу иерархии объектов, то есть один тип объекта является главным, все нижележащие – подчиненными. Устанавливается связь «один ко многим», то есть для некоторого главного типа существует несколько подчиненных типов объектов. Иначе, главный тип именуется исходным типом, а подчиненные – порожденными. У подчиненных типов могут быть в свою очередь подчиненные типы. Наивысший в иерархии узел (совокупность атрибутов) называют корневым.

Сетевая модель данных строится по принципу «главный и подчиненный тип одновременно», то есть любой тип данных одновременно может одновременно порождать несколько подчиненных типов (быть владельцем набора) и быть подчиненным для нескольких главных (быть членом набора).

Реляционная модель данных объекты и связи между ними представляются в виде таблиц, при этом связи тоже рассматриваются как объекты. Все строки, составляющие таблицу в реляционной базе данных должны иметь первичный ключ. Все современные средства СУБД поддерживают реляционную модель данных.

Объект (Сущность) – элемент какой-либо системы, информация о котором сохраняется. Объект может  быть как реальным (например, человек), так и абстрактным (например, событие  – поступление человека в стационар).

Атрибут – информационное отображение свойств объекта. Каждый объект характеризуется набором атрибутов.

Таблица – упорядоченная  структура, состоящая из конечного  набора однотипных записей.

Первичный ключ – атрибут (или группа атрибутов), позволяющий однозначным образом  определить каждую строку в таблице.

Напротив, альтернативный ключ – атрибут (или группа атрибутов), не совпадающая с позволяющий  первичным ключом и однозначным  образом определяющий каждую строку в таблице.

Современные технологии, используемые в работе с данными.

Технология  «Клиент-сервер» – технология, разделяющая приложение- СУБД на две части: клиентскую (интерактивный графический интерфейс, расположенный на компьютере пользователя) и сервер, собственно осуществляющий управление данными, разделение информации, администрирование и безопасность, находящийся на выделенном компьютере. Взаимодействие «клиент-сервер» осуществляется следующим образом: клиентская часть приложения формирует запрос к серверу баз данных, на котором выполняются все команды, а результат исполнения запроса отправляется клиенту для просмотра и использования. Данная технология применяется, когда размеры баз данных велики, когда велики размеры вычислительной сети, и производительность при обработке данных, хранящихся не на компьютере пользователя (в крупном учреждении обычно имеет место именно такая ситуация). Если технология «клиент-сервер» на применяется, то для обработки даже нескольких записей весь файл копируется на компьютер пользователя, а только затем обрабатывается. При этом резко возрастает загрузка сети, и снижается производительность труда многих сотрудников.