Что такое база данных в информатике 8 класс кратко

Обновлено: 03.07.2024

База данных (далее - БД) – организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти ЭВМ и постоянного применения. Для хранения используется как один, так и множество взаимосвязанных компьютеров. [Уроки информатики]

Термин база данных (англ. database) появился в начале 1960-х годов, и был введён в употребление на симпозиумах, организованных фирмой SDC (System Development Corporation) в 1964 и 1965 годах, хотя понимался сначала в довольно узком смысле, в контексте систем искусственного интеллекта. В широкое употребление в современном понимании термин вошёл лишь в 1970-е годы

История баз данных в узком аспекте рассматривает базы данных в традиционном (современном) понимании. Эта история начинается с 1955 года, когда появилось программируемое оборудование обработки записей.Программное обеспечение этого времени поддерживало модель обработки записей на основе файлов. Для хранения данных использовались перфокарты. [материал Википедии]

Табличный процессор Excel позволяет обрабатывать табличные данные. Существуют специальные системы или приложения, которые решают иные классы задач. К ним относят программы, предназначенные для хранения информации и выдачи данных в соответствии с запросом пользователя.

Основным понятием для данного спектра задач является база данных в виде файла или группы файлов со стандартной структурой. С их помощью обеспечивается хранение данных.

База данных представляет собой комплекс массивов и файлов данных, организованный согласно определенным правилам, который предполагает применение стандартных принципов для описания, хранения и обработки данных любого типа.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

База данных является совокупностью организованной информации, имеющей отношение к конкретной предметной области. Информация хранится во внешней системной памяти компьютера и рассчитана на постоянное применение. Ключевое свойство базы данных заключается в независимости данных от программы, которая эту информацию использует. Стандартные задачи, требующие решения при работе с базой данных:

формирование базы;
запись информации в базу;
корректировка данных;
выборка данных из базы в соответствии с запросом пользователя.

Необходимость в применении баз данных возникла по причине накопления больших объемов информации одного типа, которую требовалось оперативно использовать. Главное требование к базам данных заключается в обеспечении удобного доступа к информации, возможности получать ответ по запросу в течение короткого времени, умения оперативно использовать данные. Принципы формирования информации в базах данных:

непротиворечивость;
не избыточность;
целостность.

Реляционную модель баз данных предложил Эдгар Кодд в конце 70-х годов. Она являлась набором таблиц, которые были связаны друг с другом отношениями. Такая модель отличалась простотой, гибкостью, обладала возможностями для описания сложно структурированных данных.

Основные понятия

Важным понятием, которое связано с базой данных, является программа для работы с ней. Программа для работы с базой данных должна быть способной обеспечить решение необходимого спектра задач из стандартного перечня.

Реляционные базы данных состоят из связанных таблиц.

Таблица является двумерным массивом, необходимым для хранения данных.

В таблице столбцы представляют собой поля, а строки – записи. Число полей строго определено, а количество записей может быть любым. Таблица является нефиксированным массивом записей, которые имеют одинаковую структуру полей в каждой записи. Добавление новой записи выполняется оперативно. Создание нового поля сопровождается реструктуризацией всех таблицы и сопровождается определенными трудностями.

Примеры значений полей:

Местом хранения таблиц является жесткий диск. Одной таблице соответствуют, как правило, несколько файлов, один из которых является основным, а другие – вспомогательными. Особенности организации таблиц определяются используемым форматом, например:

dBase;
Paradox;
InterBase;
Microsoft Access.

Ключом называют поле или комбинацию полей таблицы, значения которых однозначно определяют запись.

При наличии значений ключевых полей представляется возможным однозначно получить доступ к необходимой записи. Сохраняя значения ключа в выбранные поля подчиненной таблицы и создавая ссылку, пользователь обеспечивает связь двух записей:

запись в ключевой таблице;
запись в подчиненной таблице.

Одна запись подчиненной таблицы допускает наличие нескольких ссылок на записи ключевой таблицы. Помимо связывания, ключи обеспечивают прямой доступ к записям, ускоряют работу с таблицей.

Индекс представляет собой поле, специально определенное в таблице, с данными, которые могут повторяться.

С помощью индексов ускоряют доступ к данным. Кроме того, с их помощью сортируют выборки.

Нормальными называют формы, предназначенные для автоматизации процесса создания баз данных.

При разработке баз вручную, проектировщику необходимо составить структуру, спланировать необходимые таблицы. С помощью нормальных форм можно фактически формализовать интуитивно понятные требования к организации данных, что позволяет исключить избыточное дублирование информации.

Первая нормальная форма:

неделимая информация в полях;
отсутствие повторений групп полей в таблице.

Вторая нормальная форма:

выполнение первой формы;
однозначная идентификация любого неключевого поля с помощью ключевых полей.

Третья нормальная форма:

выполнение второй формы;
однозначная идентификация неключевых полей исключительно ключевыми полями.

Способы доступа определяют, каким образом с технической точки зрения выполняются операции с записями.

Способы доступа определяет программист, разрабатывая приложения. В основе навигационного метода лежит обработка необходимых записей по одной. Как правило, такой способ применяют в случае работы с небольшими локальными таблицами. Реляционные метод базируется на одновременной обработке набора записей с помощью SQL-запросов. Такой способ целесообразно применять для больших удаленных баз данных.

Транзакции – определяют степень надежности реализации операций относительно сбоев.

Транзакция объединяет в себе последовательность действий, которая либо выполняется целиком, либо не выполняется вовсе. При возникновении сбоя результаты всех операций, включенных в транзакцию, будут отменены. Такой подход гарантирует корректность базы данных во время технических сбоев.

Бизнес-правила – такие правила, которыми определено проведение операций, являются механизмами управления базами данных.

Заданные определенные ограничения в значениях полей способствуют поддержанию корректности базы.

Признаки БД, чем отличаются от электронных таблиц

Любая база данных обладает набором стандартных признаков. Основными из них являются:

хранение и обработка в вычислительной системе;
логическая структура;
наличие схемы или метаданных, которые описывают логическую структуру базы в формальном виде.

Первый признак соблюдается строго, остальные могут трактоваться по-разному и иметь неодинаковые степени оценки. Согласно общепринятой практике, к базам данных не относят файловые архивы, интернет-порталы или электронные таблицы.

Рассмотреть базу данных целесообразно на примере Access. Это специальное приложение, в котором хранятся упорядоченные данные, что допускает применение и других приложений (к примеру, Excel). В обоих случаях информация представлена в табличном виде.

Excel включает особые средства, позволяющие работать с упорядоченными данными, позволяет формировать простые базы данных. При внешнем сходстве приложения обладают рядом отличий:

Вывод: Excel целесообразно использовать для создания компактных баз данных, которые могут поместиться на одном рабочем листе. Excel обладает рядом значительных ограничений для ведения полноценной базы данных, но может успешно использоваться для анализа данных благодаря достаточному математическому аппарату.

Виды баз данных и их структура, примеры

Выделяют несколько видов баз данных. Основными из них являются:

Фактографическая, с краткой информацией об объектах какой-то системы, формат которой строго фиксирован.
Документальная, включает документы разного вида, в том числе текстовые, графические, звуковые, мультимедийные.
Распределенная, является базой данных с разными частями, которые хранятся на различных компьютерах, объединенных в сеть.
Централизованная, представляет собой базу данных, местом хранения которой является один компьютер.
Реляционная, имеет табличную организацию данных.
Неструктурированная (NoSQL), является базой данных, в которой делается попытка решить проблемы масштабируемости и доступности с помощью атомарности и согласованности данных без четкой структуры.

Базы данных разных систем обладают неодинаковой структурой. Для ПЭВМ характерно использование реляционных баз данных с файлами в виде таблиц, в которых столбцы являются полями, а строки – записями. В базе данных находятся данные определенного множества объектов. Для каждой записи характерна информация по одному объекту. Такую базу определяют:

имя файла;
список полей;
ширина полей.

Запрос к базе данных – предписание с указанием на данные, которые необходимы пользователю.

В случае некоторых запросов требуется составление сложной программы. К примеру, для выполнения запроса к базе в виде автобусного расписания необходимо вычислить разницу в среднем интервале отправления транспорта из одного города во второй и из второго пункта в третий.

Существует три звена для создания приложения, с помощью которого можно просматривать и редактировать базы данных:

набор данных;
источник информации;
визуальные компоненты управления.

В случае Access роль таких звеньев выполняют:

Приложения базы данных является нитью, которая связывает базу и пользователя:

БД => набор данных –=> источник данных => визуальные компоненты => пользователь

Table, в виде таблицы, навигационного доступа;
Query, включая запрос, реляционный доступ.

Визуальными компонентами являются:

Сетки DBGrid, DBCtrlGrid.
Навигатор DBNavigator.
Разные аналоги Lable, Edit.
Компоненты подстановки.

Access характеризуется наличием следующих типов полей:

Благодаря связи с обеспечением целостности таблиц осуществляется контроль удаления и модификации данных. С помощью монопольного доступа к базам данных в них производят фундаментальные изменения.

Что такое СУБД и язык структурированных запросов SQL

Системы управления базами данных СУБД – специальные средства, включающие определенный язык программирования, предназначены для разработки программ или их систем, работающих с базами данных.

Oracle Database;
MS SQL Server;
MySQL (MariaDB);
ACCESS в составе профессионального пакета Microsoft Office.

Современные системы обладают большими возможностями, а также способствуют разработке сложных программных комплексов.

SQL (SQL, Structured Query Language) — язык программирования структурированных запросов, применяемый в качестве эффективного способа сохранения данных, поиска их частей, обновления, извлечения из базы и удаления.

SQL представляет собой ключевой инструмент оптимизации и обслуживания базы данных. Возможности обработки охватывают:

команды определения представлений;
указания прав доступа, схем отношений;
взаимодействие с другими языками программирования;
проверку целостности;
задание начала и завершения транзакций.

SQL отличается простотой и легкостью в изучении. Его применяют:

разработчики баз данных, для обеспечения функциональности приложений;
тестировщики, в ручном и автоматическом режиме;
администраторы, с целью поддержки рабочих параметров среды.

Язык отличается универсальностью. Его структура четко определена благодаря устоявшимся стандартам. Даже в случае больших объемов данных (Big Data) обеспечивается оперативное взаимодействие с базами.

Базы данных прочно вошли в нашу жизнь ещё полвека назад. Любая информационная система в своей основе содержит базу данных.

Информационная система — это совокупность данных, которая предназначена для принятия управленческих решений.

База данных (БД) — это совокупность данных, которая включает в себя определённые правила, принципы хранения, описания и управления данными. Эти данные относятся к какой-то предметной области и позволяют решать множество конкретных задач.

Например, базы данных, которые используются в медицинских учреждениях, могут содержать в себе следующую информацию: код доктора, ФИО доктора, дату приёма, ФИО пациента, специальность врача, время приёма и т. д. Организовывается такая база данных под требования конкретной организации, соответственно, ключевые поля могут меняться.

централизованные (основная БД на центральном ПК, к которой пользователи обращаются со своих компьютеров);
распределённые (элементы БД хранятся на разных ПК и связаны между собой).

Система управления базами данных — это программная среда для создания баз данных с целью хранения и поиска необходимой информации.

СУБД создаются для конечного пользователя или для программистов. СУБД для на программистов, по факту являются системами программирования, где создаются программы для работы с базами данных. Конечный пользователь получает в результате программный продукт с удобным интерфейсом.

База данных — это информационная модель, позволяющая упорядоченно хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств.

Базами данных являются, например, различные справочники, энциклопедии и т. п.

Информация в базах данных хранится в упорядоченном виде. Так, в записной книжке все записи упорядочены по алфавиту, а в библиотечном каталоге либо по алфавиту (алфавитный каталог), либо в соответствии с областью знания (предметный каталог).

Существует несколько различных типов баз данных: табличные, иерархические и сетевые.

Табличные базы данных. Табличная база данных содержит перечень объектов одного типа, т. е. объектов с одинаковым набором свойств. Такую базу данных удобно представлять в виде двумерной таблицы.

Столбцы такой таблицы называют полями; каждое поле характеризуется своим именем (названием соответствующего свойства) и типом данных, отражающих значения данного свойства. Поля Название и Тип процессора — текстовые, а Оперативная память — числовое. При этом каждое поле обладает определенным набором свойств (размер, формат и др.). Так, для поля Оперативная память задан формат данных целое число.

Поле базы данных — это столбец таблицы, включающий в себя значения определенного свойства.

Строки таблицы являются записями об объекте; эти записи разбиты на поля столбцами таблицы. Запись базы данных — это строка таблицы, которая содержит набор значений различных свойств объекта.

В каждой таблице должно быть, по крайней мере, одно ключевое поле, содержимое которого уникально для любой записи в этой таблице. Значения ключевого поля однозначно определяют каждую запись в таблице.

Иерархические базы данных. Иерархические базы данных графически могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй — объекты второго уровня и т. д.

Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможно, чтобы объект-предок не имел потомков или имел их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами.

Иерархической базой данных является Каталог папок Windows, с которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол (см. рис. 10 на с. 47). На втором уровне находятся папки Мой компьютер, Мои документы, Сетевое окружение и Корзина, которые представляют собой потомков папки Рабочий стол, будучи между собой близнецами. В свою очередь, папка Мой компьютер — предок по отношению к папкам третьего уровня, папкам дисков (Диск 3,5(А:), С:, D:, E:, F:) и системным папкам (Принтеры, Панель управления и др.).

Сетевые базы данных. Сетевая база данных образуется обобщением иерархической за счет допущения объектов, имеющих более одного предка, т.е. каждый элемент вышестоящего уровня может быть связан одновременно с любыми элементами следующего уровня. Вообще, на связи между объектами в сетевых моделях не накладывается никаких ограничений.

Сетевой базой данных фактически является Всемирная паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую базу данных.

Системы управления базами данных (СУБД). Для создания баз данных, а также выполнения операции поиска и сортировки данных предназначены специальные программы — системы управления базами данных (СУБД).

Таким образом, необходимо различать собственно базы данных (БД) — упорядоченные наборы данных, и системы управления базами данных (СУБД) — программы, управляющие хранением и обработкой данных. Например, приложение Access, входящее в офисный пакет программ Microsoft Office, является СУБД, позволяющей пользователю создавать и обрабатывать табличные базы данных.

Читайте также: