КРАТКИЙ ТОЛКОВЫЙ СЛОВАРЬ
Автоматизированная информационная система (АИС) – информационная система, использующая ЭВМ на этапах ввода, обработки и выдачи информации по различным запросам потребителей. Представляя собой развитие информационно-поисковых систем, обеспечивающих выполнение лишь одной функции поиска информационного с помощью прикладных программ, АИС характеризуется преимуществами системного направления развития ЭВМ. многофункциональностью, т.е. способностью решать разнообразные задачи; одноразовостью подготовки и ввода данных; независимостью процесса сбора и обновления (актуализации) данных от процесса их использования прикладными программами; независимостью прикладных программ от физической организации базы данных; развитыми средствами лингвистического обеспечения. Для полного решения какой-либо информационной задачи в этих системах необходимо, чтобы ЭВМ понимала смысл текста, написанного на естественном языке, что тесно связано с проблемой искусственного интеллекта. АИС подразделяют на автоматизированные информационные системы документографические и автоматизированные информационные системы фактографическое.
Автоматизированные системы управления (АСУ) – человеко-машинные системы, основанные на комплексном использовании экономико-математических методов и технических средств обработки информации для решения задач управления. Внедрение АСУ обусловлено необходимостью совершенствования системы планирования и управления народным хозяйством и повышения эффективности производства. Основной предпосылкой создания АСУ является возможность автоматизации информационных процессов. АСУ характеризуется применением развитого комплекса технических средств, предназначенных для выполнения основных процессов сбора и обработки информации в ходе решения задач управления в соответствии с технологией планово-экономических работ. Используя технические средства, включая ЭВМ, выполняют определенные операции в общем информационном процессе и осуществляют следующие операции: фиксацию или сбор первичных данных в местах их возникновения, формирование первичной документации, передачу данных между пунктами их возникновения и использования, хранение данных обработку данных, предоставление сведений, формирование документов для специалистов аппарата управления.
Функционирование АСУ повышает эффективность управленческого труда, дает возможность в короткие сроки и с высокой степенью достоверности обрабатывать большие объемы информации, необходимой для управления. АСУ подразделяют на три основные группы: автоматизированные системы управления предприятием (АСУП), отраслевые автоматизированные системы управления (ОАСУ) и специализированные АСУ.
Администратор базы данных (АБД) – человек или группа лиц имеющий полное представление об одной или нескольких базах данных и контролирующий их проектирование и использование. Отвечает за состояние базы данных в организации (учреждении) на протяжении ее жизненного цикла. Функциями АБД являются: изучение потребностей пользователя, описание схемы базы данных и загрузка в нее первоначальных значений данных. АБД может иметь полномочия по контролю, защите, обеспечению целостности и высоких эксплуатационных характеристик базы данных.
Актуализация данных – обновление базы данных (добавление, удаление или изменение записей), связанное с развитием науки (появлением новых терминов, старением прежних, изменением в трактовке смысла термина) или с необходимостью решать новые задачи.
Алгоритм - совокупность правил, определяющих эффективную процедуру решения любой задачи из некоторого заданного класса задач. Понятие алгоритма использовалось в математике давно, но как математический объект исследуется в связи с решением ряда проблем оснований математики с 30-х гг. 20 века. Тогда же были разработаны основные понятия теории алгоритмов. В связи с развитием ЭВМ и их широким применением понятие алгоритма стало одним из центральных в прикладной математике. Уточнения понятия алгоритма, основанные, например, на понятиях частично-рекурсивной функции или машин Тьюринга, успешно использовались при решении принципиальных вопросов теории алгоритмов (таких, как существование алгоритмически неразрешимых проблем и др.), но оказались мало пригодными для практического применения в ЭВМ. Вместо них широкое распространение получили алгоритмические языки, которые можно рассматривать как современное уточнение понятия алгоритма.
В этом случае алгоритм трактуется как текст, записанный в алгоритмическом языке. Семантика такого языка определяет для каждого алгоритма (программы), записанного в языке, некоторую совокупность процессов вычислений, которые реализуются в зависимости от состояния информации, перерабатываемой алгоритмом. Если процесс вычислений оканчивается, то алгоритм дает их результат. Эффективность процессов вычислений, порождаемых алгоритмом, означает реализуемость этих процессов на вычислительной машине.
Атрибут – элементарное данное, описывающее свойство сущности. В записи данных представлен типом элемента данных и может использоваться в качестве первичного ключа (элемента данных, который однозначно идентифицирует запись), вторичного ключа (неоднозначно идентифицирует запись) или их составного элемента. Атрибут функционально зависит от группы других атрибутов, если его значение однозначно определяется совокупностью значений атрибутов этой группы. Существуют понятия первичного атрибута – атрибута, который входит в состав некоторого ключа, составляя весь первичный ключ или его часть, и вторичного атрибута – атрибута, используемого для индексирования записей в составе вторичного ключа.
База данных (БД) – именованная совокупность данных, отображающих состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области. Организуется так, что данные собираются однажды и централизованно хранятся (и модифицируются) в виде, доступном всем специалистам или системам программирования, которые могут их использовать. Особенности организации данных в БД обеспечивают использование одних и тех же данных в различных приложениях, позволяют решать различные задачи планирования, исследования и управления. БД сводят к минимуму дублирование данных, прибегая к дублированию только для ускорения доступа к данным или для обеспечения восстановления БД при ее разрушении. Одна из важных черт БД – независимость данных от особенностей прикладных программ, которые их используют, а также возможность создания этих программ в такой форме, что изменение особенностей хранения, логической структуры или значений данных не требует изменения программ их обработки.
Другой важной чертой БД является возможность изменения физических особенностей хранения данных без изменения их логической структуры. Функционирование БД обеспечивается совокупностью языковых и программных средств, называемых системой управления базами данных (СУБД). СУБД обеспечивают:
а) определение данных, подлежащих хранению в БД (определение логических свойств данных, соответствующих представлениям пользователя и называемых структурами данных в БД, а также физическая организация хранения данных, называемая структурами хранения БД);
б) первоначальную загрузку данных в БД – так называемое создание БД;
в) обновление данных;
г) доступ к данным по различным запросам пользователя, отбор и извлечение некоторой части БД, редактирование извлеченных данных и выдачу их пользователю.
Перечисленные действия принято называть процессом получения справок из БД. Специальные средства СУБД обеспечивают секретность данных, т.е. защиту данных от неправомочного воздействия, и целостность данных – защиту от непредсказуемого взаимодействия конкурирующих процессов, приводящих к случайному или преднамеренному разрушению данных, а также от отказов оборудования. Большинство современных БД работают под надзором администратора БД. Важным аспектом БД, обусловливающим спектр возможных использований, является допустимый в ней класс структур данных, задаваемый определением типов используемых структур и способами композиции структур. Для большинства современных СУБД можно выделить ряд базовых или порождающих типов структур, из которых по определенным правилам композиции могут конструироваться остальные используемые в БД структуры. Определение структуры данных называется схемой данных. Схема составляется на языке определения данных и обычно соотносит данным имена и свойства, устанавливает отношения между ними и др. обработка данных, извлекаемых по запросам пользователей, обычно производится с помощью языков программирования. Взаимодействие языка программирования с БД осуществляется с помощью специально включаемых в него средств, называемых языком манипулирования данными, позволяющих обращаться к БД в терминах используемого языка.
Многие БД допускают взаимодействие с прикладными программами, написанными на одном из множества допустимых языков программирования, причем каждая область использования БД устанавливает так называемую подсхему данных – определение используемой части БД с точки зрения использующего ее приложения. Современные идеи в построении БД сконцентрированы в трех наиболее известных моделях данных- иерархической, сетевой и реляционной.
Ведение базы данных – деятельность по обновлению и перестройке структуры базы данных с целью обеспечения ее целостности, сохранности и эффективности использования. Понятие «ведение» можно отнести и к отдельному файлу базы данных – это реорганизация файла для обеспечения лучшей обработки добавленных, изменяемых или удаляемых элементов данных.
Включающий язык (базовый язык) – язык программирования в СУБД, для которого строятся расширения, обеспечивающие взаимодействие программы на включающем языке с системой управления базой данных. Эти расширения получили название языка манипулирования данными.
Восстановление баз данных – процесс, приводящий в базах данных к восстановлению данных, поврежденных в результате ошибок персонала, неправильной работы оборудования или операционной системы.
Время доступа – промежуток времени между выдачей команды, содержащей обращение к некоторым данным, и фактическим получением данных для обработки.
Время отклика на запрос – промежуток времени между вводом запроса к базе данных в ЭВМ и завершением обработки запроса с предоставлением результатов.
Время поиска – промежуток времени между началом поиска записи с конкретным значением или некоторой комбинацией конкретных значений и его окончанием.
Данные – факты и идеи, представленные в формализованном виде, позволяющем передавать или обрабатывать их при помощи некоторого процесса (и соответствующих технических средств).
Данных структура в базе данных – представление пользователя о данных, не зависящее от способа их хранения в базе данных. Характеризует возможности системы по структурированию данных, определяя их типы и правила композиции, с которыми может работать пользователь базы данных.
Тип данных определяет множество значений, которые могут принимать соответствующие ему данные. Примерами свойств типа могут быть имя данного, категория значения (число, строка литер, дата или географическая координата), замок защиты для управления доступом к данному и др. База данных составляется из структур или элементов различного типа, причем структуры одного типа могут состоять или конструироваться из структур других типов. Класс структур данных, допустимых в конкретной базе данных, можно задать определением типов допустимых в нем структур и способов их композиции. Описание каждой структуры в терминах свойств, присущих всем данным, принадлежащим к структуре данного типа, составляет схему данных. Допустимые структуры можно представить как композиции пяти порождающих типов структур: элемента, группы, группового отношения, записи (или статьи) и файла. Для каждого из этих типов можно рассматривать свойства, присущие его схеме, и свойства отдельных экземпляров. Элемент представляет собой логически неделимую структуру данных, из которых в конечном итоге составляются структуры всех остальных типов. Схема элемента может определять его имя, категорию его значения, особенности представления значения (с плавающей запятой, в закодированном виде и т.д.), синтаксис его значения (задаваемый, например, шаблоном, длиной, диапазоном и т.д.) и др. правила проверки достоверности значения, способы редактирования значения при выдаче и т.д. В экземплярах элемента указываются: степень достоверности значения дата или источник его поступления и др. Группа есть именованная совокупность элементов и/или других групп. Соответственно схема группы состоит из схем ее составляющих - схем элементов и/или схем групп. Схема группы может быть повторяющейся - в каждом экземпляре объемлющей ее структуры может появляться несколько экземпляров повторяющейся группы. В схеме группы может указываться ее имя, число повторений или упорядоченность экземпляров повторяющейся группы, замки защиты для управления доступом к содержащимся в группе значениям элементов и др.
Групповое отношение есть соответствие или бинарное отношение между двумя множествами групп - множеством так называемых родительских групп и множеством так называемых зависимых групп. Групповое отношение позволяет установить связи между группами и, следовательно, отразить связи между объектами в конкретных приложениях. Схема группового отношения может указывать его имя, упорядоченность зависимых групп, замки защиты, критерии размещения и др. Статья или запись логическая есть именованная совокупность групп и групповых отношений, в которых имеется единственная группа, не содержащаяся в другой группе и не являющаяся зависимой по отношению к ней, - так называемая группа, определяющая статью. Статья обычно представляет некоторый информационный объект, свойства которого представляются элементами, образующими статью. Совокупность статей, имеющих общую область использования, образует файл. Совокупность файлов, представляющая модель некоторой предметной области, составляет базу данных.
Домен (от франц. domaine – владение) 1) область значений некоторого данного; 2) область значений атрибута в модели данных реляционной.
Доступ к базе данных санкционированный – доступ с установлением процедуры полномочий пользователя. Накладывает ограничения на использование операций, производимых над базой данных, в целях ее защиты от непреднамеренных или умышленных действий по раскрытию, изменению или разрушению. Установление санкционированного доступа к базе данных для различных категорий пользователей является одной из функций администратора базы данных.
Доступ к базе данных удаленный – доступ к базе данных одного или более пользователей, работающих за удаленным терминалом или на удаленной ЭВМ. Терминалы или ЭВМ считаются удаленными по отношению к БД, если требуется применение средств дистанционной связи. Удаленный доступ использует способность БД обслуживать более одного пользователя одновременно (коллективный доступ к БД).
Доступ к данным – предоставление данных пользователю в процессе его работы или принятие от него порции данных посредством последовательности операций поиска, чтения или записи.
Вызывается обращением пользователя с запросом к базе данных на языке манипулирования данными. Доступ к данным реализуется либо с помощью выборки или размещения данных непосредственно по их адресу на запоминающем устройстве (прямой доступ к данным), либо с помощью последовательной обработки записей файла (последовательный доступ к данным).
Замок защиты – механизм проверки паролей при обращении к базе данных. Обычно замок защиты бывает реализован в виде значения некоторой переменной или специальной системной процедуры. Замок защиты может учреждаться не уровне отдельных компонент структур данных (для файлов, для отдельных записей файла, для отдельных компонент записей и др.) и ограничивать отдельные действия с данными (чтение, изменение, передачу из схемы в подсхему и т.д.).
Записи поле – наименьшая единица поименованных данных. Может служить для формирования условий поиска записи, а также для указания ее элементов при чтении или модификации.
Запрос информационный – обращение к базе данных, содержащее задание на поиск, чтение в базе данных согласно некоторому условию и выдачу информации пользователю в требуемом виде, возможно, после некоторой обработки. Составляется на языке запросов.
Защита данных – возможность системы управления базой данных контролировать правомочность доступа пользователей к определенным порциям хранимых данных и способы использования этих данных. Механизм защиты данных обычно устраняет также возможность одновременного обновления одной и той же порции данных несколькими пользователями, параллельно обратившимися в базу данных. Для проверки прав программ пользователей на доступ к данным и (или) их обработку обычно вводятся так называемые замки защиты. Замки защиты данных учреждаются администратором базы данных, который сообщает введенные пароли пользователям, имеющим право обращаться к соответствующим данным. При обращении в базу данных пользователь сообщает соответствующие пароли – так называемые ключи защиты – в форме, определенной конкретной СУБД.
Инкапсуляция данных – способ работы с данными в языках программирования, не требующий знания структуры данных при их использовании; определены лишь процедуры, в которых они участвуют.
Интеграция баз данных – представление нескольких баз данных как логически единой базы данных. Позволяет пользователю или прикладной программе применять глобальные операции, которые транслируются в последовательность эквивалентных операций над локальными базами данных.
Информационное обеспечение – поддержка процессов управления, технологии, обучения, научных исследований и др. средствами систем баз данных и знаний. Качество информационного обеспечения обеспечивается за счет концентрации информации в базах данных, повышения интеллектуального информационных систем за счет средств баз знаний. Информационное обеспечение повышает производительность труда в десятки раз, изменяет характер многих видов информационной и трудовой деятельности. Информационное обеспечение является основой создания систем социально-культурно-бытового назначения для общественного использования.
Информационные системы – системы обработки данных о какой-либо предметной области со средствами накопления, хранения, обновления, поиска и выдачи данных. По средствам выполнения информационной задачи различают информационные системы ручные, механизированные и автоматизированные; по выполняемой функции - информационно - поисковые, управляющие, моделирующие, обучающие, экзаменующие и др.; по области применения - медицинские, финансовые, лингвистические и др.
Информация – (лат. informatio – разъяснение, осведомление) – одно из основных понятий кибернетики. Первоначально означало сообщение данных, сведений, осведомление и т.п. Кибернетика вывела понятие информации за пределы человеческой речи и других форм коммуникации между людьми, связала его с целенаправленными системами любой природы – биологическими, техническими, социальными. Информация выступает в трех формах: биологической (биотоки в организмах, связи в генетических механизмах), машинной (сигналы в электронных цепях) и социальной (движение человеческих знаний в общественных системах).
С общей стороны информация – связь в любых целенаправленных системах, определяющая их целостность, устойчивость, уровень функционирования. Информацию можно выразить математически и измерять с помощью информационной единицы – бита. Как отражение явлений реального мира, понятие информации раскрывается указанием действий, в которых она участвует: передачи, преобразования и хранения. Хранение информации предполагает наличие носителя информации. Передача информации предполагает наличие передатчика, приемника и канала связи, способного отображать состояние передатчика в состояние приемника. Обработка информации – выполнение любого алгоритма, исходные данные для которого отождествляются с состоянием того или другого носителя. Различают дискретную и непрерывную форму информации. Как в естественных, так и в искусственных процессах, в которых участвует информация, одни ее формы переходят в другие. Изучение общих свойств информации независимо от ее смыслового содержания является предметом теории информации.
Кардинальное число – (от лат. cardinalis - главный, основной) – обобщение понятия числа элементов на случай произвольных множеств. Пусть существует взаимно однозначное соответствие между двумя множествами. Тогда говорят, что они эквивалентны, равномощны, имеют одинаковую мощность, имеют одно и то же кардинальное число. Кардинальное число множества А определяют часто как класс Card А всех множеств, эквивалентных множеству А, иногда же в качестве кардинального числа эквивалентных между собой множеств берут некоторое одно из них. Пусть
Ключ базы данных – элемент данных, значение которого используется для поиска отдельных совокупностей данных (чаще всего записей или сегментов) в базе данных.
Ключ защиты – пароль, позволяющий пользователям обращаться к базе данных.
Ключ поиска – информация в записи, являющаяся признаком, по которому данная запись может разыскиваться программами поиска, в частности программами, реализующими индексно-последовательный метод доступа. Для эффективного поиска множество записей упорядочивается по значениям ключа поиска.
Ключ сортировки – элемент данного, определяющий упорядоченность данных (например, записей в файлах или наборах).
Кодда модель базы данных – модель данных реляционная.
Кортеж – элемент прямого (декартова) произведения множеств. В отличие от вектора компоненты кортежа на обязательно числа. Ими могут быть также ранги, символы, имена и т.п. В модели данных реляционной кортеж представляет собой строку таблицы (отношения).
QBE (англ. Query by Example – запрос на примере) – язык запросов к базам данных в модели данных реляционной и модели данных иерархической. Разработан в 1975 году М. Злуфом (США). Основан на исчислении предикатов, где в запросах требуемое множество кортежей определяется путем спецификации предиката, которому должны удовлетворять эти кортежи, запрос формулируется посредством экрана видеотерминала, на котором пользователю показывается так называемый макет отношения – заголовки столбцов таблицы, под которыми можно задать параметры своего запроса. Если в столбец помещается какое-либо значение атрибута, это означает, что требуется найти кортеж с заданным значением атрибута. Если значение атрибута отмечается подчеркиванием (или другим способом), это значит, что приведен только пример значения атрибута, который нас интересует. Специальные буквы, указанные в столбце перед значением атрибута, определяют требуемые манипуляции для атрибута: выдачу на печать, замену, исключение или добавление. QBE позволяет строить сложные запросы, является реляционно полным языком, удобен для любых пользователей.
Манипулирование данными – действия по извлечению или изменению данных в базе данных. Описываются не языке манипулирования данными модели базы данных.
Манипулирование данными может приводить к изменению состояния базы данных и нарушению ее целостности; поэтому оно ограничено рамками санкционированного доступа к базе данных.
Машина баз данных – специализированная вычислительная система для параллельной или аппаратно-программной реализации функций системы управления базами данных. По сфере применения различают машины для управления формализованными базами данных и машины для поиска и просмотра текстовых баз данных. В настоящее время проекты машин баз данных характерны многочисленностью используемых архитектурных решений и многообразием действующих образцов.
Меню – способ взаимодействия с пользователем в диалоговых системах программирования, при котором пользователю предлагается (обычно на экране видеотерминала) перечень возможных действий, из которых он может выбрать и отметить (напри мер, посредством клавиши или курсора) одно, подлежащее выполнению. Использование меню позволяет определять требуемые действия программы на удобном для пользователя языке его профессиональной деятельности, экономить его усилия по формулировке задачи; меню широко применяется в массовых системах взаимодействия с ЭВМ (например, автоматизированных обучающих системах).
Метаданные – вспомогательные данные, представляющие характеристики, размещение, режимы использования, семантику и т.п. сведения об основных данных, относящихся непосредственно к объектам и связям предметной области процесса. Фиксируются в описании схем баз данных, а также в форме поддерживающих их словарей-справочников. Примерами метаданных могут быть описания логических структур данных, типы и длины значений данных и др.
Модель – физическая система либо математическое описание, отображающие существенные свойства или характеристики изучаемого объекта, процесса или явления.
Модель данных – фиксированная система понятий и правил для представления структуры данных, состояния и динамики проблемной области в базах данных. Как правило, задается языком определения данных и языком манипулирования данными.
Примерами модели данных, получившими широкое распространение, являются модели данных сетевая, бинарная, иерархическая, реляционная и др.
Модель данных бинарная – представление о проблемной области в виде бинарных отношений, характеризуемых триадой (объект, атрибут, значение). Используется в области искусственного интеллекта.
Модель данных иерархическая – представление о проблемной области в виде иерархий или деревьев объектов, когда каждый объект может иметь несколько «подчиненных» объектов, но только один «старший». Соответственно, язык манипулирования данными иерархической модели обладает средствами манипулирования объектами в терминах их иерархических связей. Иерархическая модель реализована в ряде широко распространенных СУБД.
Модель данных инфологическая – формализованное описание информационного содержания проблемной области независимо от структур баз данных, используемых СУБД. Обычно такое описание производится в терминах информационный объектов, их свойств (атрибутов) и взаимных связей.
Модель данных кодасиловская – модель данных сетевая, разработанная рабочей группой по базам данных при комитете CODASYL (США). Цель модели – создание интегральной многоцелевой базы данных, доступной для многих приложений, использующих различные языки программирования. Данные, централизованно хранящиеся в базе данных, логически описываются схемой данных, для записи которой предлагается язык определения данных высокого уровня, обеспечивающий независимость данных от способов их использования и языка манипулирования данными. Функции составления и поддержания схемы выполняются администратором базы данных. Для отдельных областей применения базы данных конструируются подсхемы данных. Язык описания подсхемы позволяет задавать подмножество базы данных, используемое в соответствующей области, в терминах языка программирования, ориентированного на эту область. Язык манипулирования данными, включаемый в этот язык программирования, используется для организации передач данных между базой данных и рабочей областью задачи.
Подсхемы могут составляться и транслироваться независимо друг от друга, определяемые ими данные могут частично совпадать. Понятия схемы и подсхемы, их разделение, а также разделение языков определения данных и манипулирования данными являются фундаментальными концепциями модели. Язык определения описывает базу данных в терминах имен и характеристик следующих элементов структуры данных: элементов данных, называемых агрегатами, записей данных, иерархических групповых отношений, организованных в виде наборов записей, именованных областей памяти базы данных и базы данных, состоящей из всех экземпляров (конкретных значений) записей, наборов и областей, описанных и управляемых конкретной схемой. Посредством наборов можно строить универсальные структуры данных, в том числе и сетевые. Набор представляет собой именованную упорядоченную совокупность записей, из которых единственная запись объявляется владельцем набора, а остальные – его членами. Записи в наборах связаны в структуры, аналогичные списковым структурам, причем указателями следующего элемента служат ключи базы данных. Каждый тип записей может быть объявлен владельцем произвольного числа типов наборов и/или членом произвольного числа типов наборов, отличных от первых. Схема определяет особенности связи записей в наборе и логическую упорядоченность записей-членов, а также правила включения записей в наборы, идентификацию и методы размещения записей внутри набора; последние определяют механизмы доступа к записям набора при выполнении операторов языка манипулирования данными. При включении в подсхему допускается переименование и перегруппировка данных базы данных внутри записей, изменение характеристик элементов данных, исключение некоторых типов данных или исключение записей, принадлежащих определенным областям, изменение способа выбора экземпляра набора. Язык манипулирования данными позволяет указать режим использования областей: открыть (подготовить к работе) или закрыть область, занести в базу данных новый экземпляр записи и связать ее с теми наборами, членом которых она объявлена; модифицировать значение записи; определить некоторую запись, заданную поисковым выражением, как текущую запись задачи, набора или области; передать текущую запись в рабочую область задачи; исключить ее из набора или вставить в набор; изменить логический порядок членов набора.
Кодасиловская модель предусматривает средства защиты данных. Кодасиловская модель является существенным вкладом в развитие программного обеспечения банков данных. Она реализована во многих широко используемых СУБД.
Модель данных реляционная – модель данных, предложенная в 1970 году американским ученым Е.Ф.Коддом. Основана на представлении данных в виде отношений между ними, при этом представление этих отношений подвергается нормализации – пошаговому процессу приведения их к двумерной табличной форме с полным сохранением информации о них. К двумерной табличной форме могут быть приведены и отношения, имеющие структуру дерева, и наиболее общий вид отношений – сетевые, которые могут быть сведены к нескольким деревьям. Представление данных в виде двумерных таблиц является естественным и легкодоступным для пользователей. Под таблицами понимают прямоугольные массивы, обладающие следующими свойствами: элементу данных соответствует единственный вход в таблицу; в каждой из колонок таблицы располагаются элементы некоторого вида, каждой колонке присваивается имя; не допускаются строки таблиц с совпадающими значениями всех колонок; колонки и строки таблиц могут просматриваться в любой последовательности. Отношения в реляционной модели представлены таблицами, в которых каждая из строк содержит значения свойств (или атрибутов), которыми обладает некоторый объект данного типа; каждый из столбцов соответствует множеству значений, которые принимает некоторый атрибут этого типа, т.е. отношение есть множество векторов из n элементов – кортежей (
...
Возможны три уровня сопряжения пользователя с базой данных: на высшем уровне пользователь формулирует свои запросы в терминах реляционного исчисления, определяя, какие новые отношения он желает образовать из существующих; на среднем уровне запрос формулируется как последовательность операций реляционной алгебры, выполняемых над отношениями; на самом низком уровне пользователь определяет шаги получения некоторого кортежа отношения, т.е. полностью управляет поиском данных в базе данных. Реляционная модель основана на представлениях пользователя о данных и не касается физического представления структур хранения. Таким образом, пользователь освобождается от знания деталей физического представления данных и особенностей программирования, что существенно облегчает процесс обучения. Отношения базы данных трактуются как множества, чьи упорядоченность, организация и физическое представление не известны большинству пользователей и изменяются без предупреждения. Однако пользователь может определить упорядоченность получения элементов, передаваемых из его рабочего поля в базу данных. Гибкий аппарат получения файлов для различных областей использования данных с помощью просто реализуемых операций над отношениями единой базы данных позволяет обеспечить независимость данных. Язык манипулирования данными реляционной модели послужил основой ряда популярных языков запросов (SQL, QBE и др.).
Модель данных сетевая – представление о проблемной области в виде объектов, связанных бинарными отношениями «многие-ко-многим», т.е. каждый объект может иметь несколько «подчиненных» и несколько «старших», благодаря чему сетевая модель может быть представлена ориентированным графом. Наиболее известной сетевой моделью является модель данных кодасиловская.
Модель данных «сущность-связь» - представление о проблемной области в виде объектов (называемых сущностями), между которыми фиксируются связи. Для каждой связи устанавливается число связываемых ею объектов. Модель «сущность-связь» имеет наглядное графическое представление: сущности изображаются прямоугольниками, связи – ромбами, число связываемых объектов указывается на линии соединения объекта связью.
Модель информационная - система данных об объекте, которую формируют в задачах при системном направлении развития ЭВМ. Вводится в ЭВМ один раз, и это позволяет любым прикладным программам использовать необходимые для них данные из этой базы данных.
Набор данных - представление группового отношения в кодасиловской модели данных.
Независимость данных в базах данных - возможность осуществлять реорганизацию баз данных (физическая независимость) или их реструктурирование (логическая независимость), не меняя при этом программ их обработки.
Неизбыточность базы данных - состояние базы данных, при котором в ней не содержатся дубликаты значений данных и их отношений, или данные, значения которых могут быть получены как производные значений других данных, также хранимых в базе данных.
Ограничения целостности – совокупность правил и зависимостей в базах данных, соблюдение которых защищает от занесения в них искаженных данных.
Организация данных - представление данных и управление ими в соответствии с определенными соглашениями. Логическая организация данных учитывает конструкции данных и операции над теми данными, которые находятся в распоряжении программы, физическая - размещение и связь данных в среде хранения.
Откат в системах управления транзакциями – возврат базы данных и взаимодействующего с ней процесса к состоянию, которое они имели до начала выполнения транзакции. Необходим в нерегулярных ситуациях, например, при возникновении тупика или при отказе одного из узлов вычислительной сети, на котором также выполнялась одна из ветвей данной транзакции. Благодаря откату аннулируется начавшая выполняться транзакция, но база данных остается в целостном состоянии. В отличие от этого, если прекратить выполнение некоторой транзакции до ее окончания и не делать откат, то целостность БД может быть нарушена. Откат производится путем выполнения над базой данных действий, обратных тем, которые были произведены транзакцией. Возможность отката характеризуется тем, что вся информация, необходимая для выполнения, хранится в стабильной памяти до завершения транзакции.
Откат может быть реализован также на основе периодического запоминания контрольной точки. Наиболее сложным для реализации отката является случай, когда БД считывалась и изменялась несколькими транзакциями. В этом случае один отказ компонента системы может вызвать необходимость отката нескольких баз данных и процессов (эффект домино). Этот случай характерен для транзакций, функционирующих в вычислительной сети.
Подсхема данных – определение структуры некоторой части базы данных, используемой в соответствующей прикладной области. Язык определения данных для подсхемы данных обычно отличается от языка задания схемы и оперирует с данными в терминах языка программирования, используемого в соответствующем приложении; вместе с тем, множество данных определяемых подсхемой, должно быть согласующимся логическим подмножеством данных, определяемых схемой данных. На уровне подсхемы данных может обеспечиваться переименование элементов данных, изменение их свойств, исключение неиспользуемых данных, переупорядочение и изменение средств защиты данных от неправомочного использования и др. Использование подсхемы данных повышает удобство программирования и степень защиты данных в базе данных в базе данных, полностью исключая обращение к данным, не включенным в подсхему.
Предметная область – часть реального мира, представляющая собой среду определения и реализации конкретного автоматизируемого процесса или группы процессов. На концептуальном уровне представляется выделяемыми в ней типами объектов, атрибутами этих типов объектов и связями между ними.
Представление данных – обобщенная характеристика, выражающая правила кодирования элементов и образование конструкций данных на конкретном уровне рассмотрения в вычислительной системе или базе данных. Представление данных в среде хранения и пути доступа к данным определяются внутренней схемой базы данных. Для представления данных различной структуры предназначены модели данных иерархическая, сетевая и реляционная.
Проектирование баз данных – разработка схемы данных для некоторой проблемной области.
Цель проектирования – получение баз данных, позволяющих эффективно решать соответствующие задачи. На основе анализа проблемной области выявляются информационные объекты и связи между ними (иногда в терминах некоторой инфологической модели данных), выбирается адекватная им модель данных, в терминах которой представляется логическая или концептуальная данных структура, затем выбирается подходящая СУБД и физическая структура хранения баз данных. Основными критериями, которым должна удовлетворять спроектированная структура баз данных, являются обеспечение функциональных требований приложений и высокая производительность системы. Плохо спроектированная база данных может привести к структурному конфликту, что существенно затруднит программирование прикладных задач. Проектирование должно обеспечить целостность (исключение случайных потерь или искажения данных) и согласованность обновления данных, защиту данных от несанкционированного доступа. База данных должна обладать способностью адаптации к изменяющимся условиям ее использования. Разработаны методы автоматической поддержки процесса проектирования баз данных.
Разрушение данных – процесс, приводящий базу данных в состояние, при котором невозможен доступ к порциям данных, хранимых в ней. Разрушение данных в базе данных может произойти в результате некорректных операций над данными и сбоев технических средств, а также в результате преднамеренных действий при отсутствии средств защиты данных от несанкционированного доступа.
Редактирование данных – преобразование формы представления данных к виду, удобному для использования. Обычно редактирование данных осуществляется при выдаче данных на печать. Типичными действиями редактирования являются устранение ведущих (незначащих) нулей в числе, вставка обозначений денежных единиц или специальных разделителей (например, пробелов или знаков препинания), изменение формата числа и т.д. Редактирование данных обычно осуществляется с помощью специальных средств, имеющихся во многих языках программирования.
Реляционная алгебра (от лат. relatio – отнесение, перенесение) – алгебра отношений, принятая в реляционной модели данных как один из уровней языка манипулирования данными. Операции реляционной алгебры позволяют вырезать отдельные домены из отношения, уменьшая его степень, объединять отношения, получая отношения более высокой степени, причем в результирующем отношении исключаются совпадающие строки, и др. Эти операции применяются к отношению в целом, а не к отдельным его записям и аналогичны характерным операторам обработки файлов в автоматизированной обработке данных.
Реляционно полный язык – язык манипулирования данными, средства которого позволяют выразить любую операцию реляционной алгебры.
Реляционное исчисление – исчисление предикатов, используемое как один из уровней языка манипулирования данными в реляционной модели данных. С помощью реляционного исчисления пользователь определяет отношение, которое он желает получить из существующих в базе данных отношений, не определяя процедурных шагов достижения поставленной цели. Реляционное исчисление позволяет формулировать запросы пользователей в терминах свойств, которыми должны обладать данные, подлежащие извлечению из базы данных или занесению в нее.
Реорганизация данных – процесс изменения концептуальной, логической или физической структуры данных. Логическую реорганизацию данных принять называть реструктуризацией, физическую - реформатированием данных.
Связь данных – свойство данных, отражающее функциональную, статистическую, логическую и т.п. зависимость между ними. Наряду с сущностью является основным понятием в модели предметной области (модель данных «сущность-связь»). Может рассматриваться как одна из форм сущности, однако чаще этого не делают для большей наглядности модели.
Сегмент данных – единица данных, участвующая в обмене между прикладными программами и базами данных. В большинстве современных СУБД такой единицей обмена является запись.
Система баз данных – совокупность общесистемного и прикладного программного обеспечения, баз данных, операционной системы и технических средств вычислительной техники.
Используется с целью информационного обеспечения пользователей. Системное программное обеспечение, как правило, включает СУБД и средства ее окружения, средства администратора баз данных или средства ведения файловых систем. Прикладное программное обеспечение обычно включает проблемно-ориентированные пакеты программ анализа информации и решения прикладных задач.
Система управления базами данных (СУБД) – совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и конкурентного использования базы данных многими пользователями. Структура СУБД определяется используемой моделью данных. Основными функциями СУБД являются:
а) трансляция схемы, определяющей структуру хранимых данных, в некоторое внутреннее представление, используемое СУБД при дальнейшей работе с данными (схема обычно составляется администратором базы данных на основании требований предполагаемых пользователей и записывается на языке определения данных, принятом в СУБД);
б) загрузка данных в базу данных (создание БД), сопровождаемая максимально возможной проверкой их правильности;
в) реализация запросов пользователей (формулируемых на специальном языке, принятом в данной СУБД) на отбор и извлечение некоторой части базы данных по задаваемым ими критериям отбора; этот процесс может сопровождаться некоторыми процедурами редактирования и обработки отобранной информации;
г) обновление некоторых частей базы данных без изменения структуры данных; критерии определения обновляемой части обычно аналогичны критериям отбора данных и задаются пользователем.
Важным аспектом, характеризующим СУБД, является обеспечиваемые ими структуры данных, их базовые компоненты и способы композиции. Современные СУБД различают логические структуры, отражающие представление пользователя о данных безотносительно к деталям методов их хранения, и структуры хранения, определяющие способы запоминания данных в физических блоках базы данных. В функции СУБД входит также обеспечение защиты данных от неправомочного доступа и разрушений.
В зависимости от ориентации пользователей СУБД можно условно разделить на системы с включающим языком, обслуживающие программистов, которые обращаются к БД в терминах языка программирования высокого уровня – включающего языка, расширенного средствами сопряжения с СУБД, называемыми языком манипулирования данными, и системы с замкнутыми возможностями, обслуживающие непрограммирующих пользователей, решающий узкий круг профессиональных проблем, для которых можно предложить язык запросов, близкий по терминологии к характеру решаемых задач и нацеленный на осуществление определенного замкнутого набора функций над базой данных без использования традиционного процедурного программирования. Этот набор составляется из функций высокого уровня, которые приходится многократно программировать. Многолетний опыт использования таких функций показывает, что они могут быть обобщены, т.е. один раз запрограммированы с возможностью настройки по задаваемым пользователем параметрам. К таким функциям чаще всего относятся функции создания и обновления базы данных и так называемая функция получения справок – извлечение данных из базы данных на основе задаваемых пользователем критериев выборки и некоторая типизированная их обработка (сортировка, усреднение, суммирование и др.).
Система управления транзакциями – программных комплекс, управляющий последовательностью выполнения в информационно-вычислительной системе элементарных работ (транзакций) над базой данных. Для повышения производительности система управления транзакциями должна обеспечивать параллельное протекание процессов выполнения транзакций. Параллелизм может быть кажущимся (в однопроцессорной системе) и истинным (в многопроцессорной системе или вычислительной сети). Свойство плана параллельного выполнения транзакций, гарантирующее то, что по окончании выполнения плана база данных остается целостной, называется сериализуемостью. Система управления транзакциями должна обеспечить достаточную отказоустойчивость информационно-вычислительной системы.
Это достигается механизмом отката, гарантирующим атомарность каждой транзакции в случае отказа компонентов системы.
SQL, SEQUEL (от англ. Structured English Query Language – структурный английский язык запросов) – язык запросов, базирующийся на реляционной алгебре. Разработан в начале 70-х гг. в США. Центральным оператором языка является так называемое отображение исходных отношений на некое производное отношение, образованное из отдельных атрибутов исходных отношений при соблюдении для них заданных условий. Имеются средства композиции отображений, в том числе отображения могут быть вложенными, к ним можно применять теоретико-множественные операции, можно именовать кортежи производных отношений, к совокупности значений некоторого атрибута в отношении можно применять функции вычисления числа таких значений, их суммы, среднего, минимального и максимального значения. SQL является реляционно полным языком. Широко распространен, ведутся работы по его стандартизации.
Совместимость базы данных – свойство, характеризующее способность базы данных к интеграции баз данных. Является необходимым, но недостаточным условием для интегрированного представления базы данных. Выделяют совместимость по моделям данных и соответствие типу СУБД, по физическому представлению базы данных (текстовая и графическая) и др.
Сортировка данных – переупорядочение элементов информации, в результате которого они располагаются в последовательности, определяемой значениями некоторых признаков (элементов), называемых ключевыми признаками, или ключами сортировки.
Справочник данных – совокупность программных и организационных средств СУБД, обеспечивающая возможность получения справок по определению и смыслу данных. Иногда функциями справочника данных являются также сбор статистики использования данных, генерация процедур проверки их правильности и пр.
Структура хранения базы данных – представление структур данных на физических носителях информации. Определяется обычно администратором базы данных, пользователи базы данных избавлены от необходимости определять ее.
В современных базах данных допускается изменение структуры хранения без изменения логической структуры данных – так называемый принцип физической независимости данных. Определение структуры хранения состоит в определении правил соотнесения с экземплярами компонентов структуры данных (элементов, групп, записей, файлов, наборов) физических единиц памяти и методов доступа к хранимой информации.
Сущность – элемент модели предметной области, означающий объект, предмет, понятие и т.п.
Схема данных – определение структуры данных, хранящихся и используемых в базе данных. В схеме данных обычно устанавливаются соответствие имен и значений данных, свойства, присущие всем представителям определенных типов данных (так называемые схемные свойства), правила композиции структур данных, отношения между данными, правила, ограничивающие доступ к данным и др. Для задания схемы данных используются специальные формальные языки, называемые языками определения данных (ЯОД). Описание схемы данных на ЯОД в большинстве БД является функцией администратора баз данных. Схема данных характеризует хранимые в базе данные с точки зрения администратора базы данных, т.е. в форме, независимой от прикладных программ и лиц, которые могут использовать данные. Наряду со схемой данных, некоторая часть БД может определяться как подсхема данных, указывающая характеристики данных в терминах использующего их приложения.
Транзакция – единица работы в СУБД. Формируется так, чтобы, начав работать с целостной БД, оставить ее после своего завершения также целостной. Указанное свойство обеспечивается правильным программированием транзакций программистом, а также системой управления транзакциями, обеспечивающей атомарность транзакции, т.е. либо доведение транзакции до завершения, либо аннулирование всех действий начавшейся транзакции. Последнее необходимо для повышения отказоустойчивости информационной вычислительной системы.
Указатель в программировании – элемент данных, указывающий расположение некоторого данного.
Файл (англ. file – досье, картотека) в языках программирования – рассматриваемая как единое целое совокупность однотипных по структуре и способу использования записей, относящихся к определенному этапу управленческих работ. Как правило, файл содержит большие объемы информации и размещается на внешних носителях памяти ЭВМ. При обработке файла его записи поочередно вызываются в оперативную память. Кроме записей, файл обычно содержит некоторые сведения, позволяющие отличить один файл от другого, определить последнюю запись файла и т.д.
Целостность данных в базах данных – автоматически обеспечиваемая защита данных от отказов оборудования или воздействия отдельных процессов взаимодействия пользователей с базой данных, приводящих к случайному или преднамеренному разрушению данных.
Язык запросов – совокупность языковых средств, позволяющих удовлетворить информационные потребности пользователей баз данных без дополнительного программирования. Одним из примеров языка запросов является язык QBE.
Язык манипулирования данными (ЯМД) – совокупность языковых средств для организации доступа к данным в некоторой модели данных и в соответствующих ей СУБД. Может выступать в роли языка запросов, прямо обеспечивающего информационное обслуживание пользователей баз данных, или быть расширением некоторого языка программирования, называемого включающим языком, с конструкциями и понятиями которого ЯМД должен быть согласован. Операторы ЯМД позволяют извлекать данные из баз данных, создавать или модифицировать последние.
Язык определения данных (ЯОД) – формальный закон, используемый в некоторой модели данных для определения структуры баз данных. Посредством ЯОД обычно определяются подразделения данных, типовые структуры и правила их композиции, присваиваются имена данным, определяются типы элементов данных посредством задания присущих им свойств, учреждаются ключи базы данных, а также определяются отношения между данными, упорядоченность данных внутри их совокупностей, правила проверки достоверности данных и замки защиты от неправомочного использования их.Обычно в ЯОД не определяются техника запоминания или поиска данных на физических носителях и др. особенности физической их организации, что обусловлено одной из основных концепций базы данных – независимостью логической структуры данных от физических особенностей их хранения. ЯОД обычно полностью независим от языка манипулирования данными. Следовательно, определение данных в базах данных независимо от программ обработки, что является второй важной концепцией использования баз данных.
