Основные понятия.

Основы информационных систем. Базы данных.

В истории развития вычислительной техники наблюдалось два основных направления ее применения.

Первое связано с выполнением больших численных расчетов, которые трудно или просто невозможно произвести вручную. Развитие этой области способствовало ускорению развития методов математического моделирования, численных методов, языков программирования высокого уровня, рассчитанных на удобное представление вычисленных алгоритмов.

Для задач данного типа характерны большие объемы вычислительной работы при относительно небольших потребностях в памяти.

Второе направление связано с использованием вычислительной техники для создания, хранения и обработки больших массивов данных.

Задачи данного типа, по сравнению с первым типом, наоборот, требуют больших объемов внешней памяти при относительно небольших расчетах. Данная область применения возникла позже первой; это объясняется тем, что на ранних этапах развития компьютерной техники внешняя память вычислительных систем была несовершенной, другими словами попросту отсутствовала возможность надежного хранения больших объемов данных.

Данные задачи решают информационные системы (ИС). К ним относятся поисковые, справочные, различные автоматизированные системы управления и многое другое.

Информационная система представляет собой аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий выполнение следующих функций:

- ввод данных об объектах некоторой предметной области;

- надежное хранение и защита данных во внешней памяти вычислительной системы;

- дополнение, удаление, изменение данных;

- сортировка, выборка данных по запросам пользователей;

- выполнение специфических для данной предметной области преобразований информации;

- предоставление пользователям удобного интерфейса;

- обобщение данных и составление отчетов.

Объем данных в информационных системах может исчисляться миллиардами байт. Отсюда возникает необходимость в устройствах, способных хранить большие объемы данных во внешней памяти. Число пользователей данных систем может достигать десятков тысяч, что создает немало проблем в реализации эффективных алгоритмов функционирования информационных систем. Для успешного решения данных задач необходимо чтобы данные в системе были структурированы.

При структурировании данных первоначально из всего многообразия данных выбираются только некоторые, другими словами создается информационная модель объекта. Затем данные упорядочиваются по порядку следования, по применяемым типам или форматам данных, после чего уже обрабатываются компьютером.

Совокупность взаимосвязанных данных называется структурой данных. Совокупность структурированных данных, относящихся к одной предметной области, называется базой данных (БД). Совокупность программ, реализующих в базе данных функции информационных систем в удобной для пользователя форме, называется системой управления базой данных (СУБД). Программы, производящие специфическую обработку данных в базе данных, составляют пакет прикладных программ (ППП).

Из сказанного ранее можно дать следующее определение понятию «Информационные системы». Информационные системы – это организационное объединение аппаратного обеспечения (АО), одной или нескольких баз данных (БД), системы управления базами данных (СУБД) и пакетов прикладных программ (ППП).

Классификация баз данных.

По технологии обработки данных базы данных подразделяются на централизованные и распределенные.

Централизованная база данных хранится целиком в памяти одной вычислительной системы. Если система входит в состав сети, то возможен доступ к этой базе данных других систем.

Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или дублирующих друг друга баз данных, хранимых в памяти разных вычислительных систем, объединенных в сеть.

По способу доступа к данным, базы данных подразделяются на локальный и удаленный (сетевой) доступ.

Локальный доступ предполагает, что система управления базой данных обрабатывает базу данных, которая хранится на том же компьютере.

Удаленный доступ – это обращение к базе данных, которая хранится на одном из компьютеров, входящих в компьютерную сеть. Удаленный доступ может быть выполнен по принципу файл-сервер или клиент-сервер.

Архитектура файл-сервер предполагает выделение одного из компьютеров сети (сервер) для хранения централизованной базы данных. Все остальные компьютеры сети (клиенты) исполняют роль рабочих станций, которые копируют требуемую часть централизованной базы данных в свою память, где и происходит обработка. Однако при большой интенсивности запросов к централизованной базе данных увеличивается нагрузка на каналы сети, что приводит к снижению производительности информационной системы в целом.

Архитектура клиент-сервер предполагает, что сервер, выделенный для хранения централизованной базы данных, дополнительно производит обработку клиентских запросов. Клиенты получают по сети уже обработанные данные. Учитывая широкое распространение баз данных в самых различных областях, в последнее время архитектура клиент-сервер применяется и на одиночных вычислительных системах. В этом случае клиент – программа, которой понадобились данные из базы данных, посылает запрос серверу – программе, управляющей ведением базы данных, на специальном универсальном языке запросов. Сервер пересылает программе данные, являющиеся результатом поиска в базе данных по ее запросу. Этот способ удобен тем, что программа-клиент не обязана содержать все функции поддержания и ведения базы данных, этим занимается сервер. В результате упрощается написание программ-клиентов. Кроме того, к серверу может обращаться любое количество клиентов.