База даних – це сховище організованої сукупності даних різного типу, які відображують стан об’єктів певної предметної галузі та зв’язки між ними. Приклади: Довідкова система Windows; Відомості про наявність товарів та їх ціни.
Електронна БД – файл (сукупність файлів) спеціального формату, які містять структуровані дані, призначені для зберігання, накопичення, опрацювання та використання за допомогою комп’ютера.
Основним призначенням бази даних є систематизоване збереження даних і надання доступу до них користувачеві або комп’ютерній програмі для забезпечення швидкого пошуку потрібних даних. Електронні бази даних активно використовуються в банківській сфері (облік клієнтів, їх рахунків, проведених виплат і руху коштів), бібліотеках пошукових системах Інтернету, системах обліку та здійснення оплати за користування електроенергією, газом, холодною та гарячою водою, під час проведення зовнішнього незалежного оцінювання учнів і в інших сферах діяльності людини.
Предметною галуззю називають сферу застосування конкретної БД, наприклад школа, будівельна організація, аеропорт, банк, поліклініка, супермаркет тощо.
Об’єктом предметної галузі є те, про кого або про що зберігаються дані в БД. Якщо предметною галуззю є, наприклад, школа, то її об’єктами можуть бути учні, вчителі, директор школи, кабінети. Кожен об’єкт характеризується сукупністю атрибутів або властивостей. Далі об’єкти БД будемо позначати так: великими літерами — назва об’єкта, у круглих дужках — перелік його атрибутів, які відокремлюються один від одного комою. Наприклад, об’єкт ПОТЯГ можна позначити так: ПОТЯГ (номер потягу, станція відправлення, час відправлення, кінцева станція, час прибуття на кінцеву станцію).
За структурою даних БД поділяють на дві основні групи: документальні й фактографічні.
У фактографічних БД кожен атрибут об’єкта має певну сукупність значень, тобто елементів даних, які є найменшими неподільними одиницями даних. Наприклад, атрибут Центр має значення Полтава і Хмельницький, атрибут Площа — значення 28 748 і 20 600, а атрибут Районів — значення 25 і 13. БД є однією з найважливіших складових сучасної інформаційної системи, побудованих на основі комп’ютерних систем і мереж. Робота з БД у таких системах здійснюється за допомогою спеціальної мови БД або програмного забезпечення — системи управління базами даних (СУБД).
Системи управління базами даних — це інструмент, призначений насамперед для створення структури БД, уведення й оновлення даних, пошуку необхідних даних та їх опрацювання за певним алгоритмом. До розповсюджених СУБД належать MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL Server, Oracle, Sybase, Interbase та ін.
Призначення СУБД полягає у:
Створенні структури БД.
Уведенні й оновленні даних.
Пошуку необхідних даних та їх опрацюванні за певним алгоритмом.
Забезпеченні цілісності та безпечності зберігання даних.
Залежно від структури даних, яка використовується в СУБД, їх поділяють на ієрархічні, мережеві, реляційні, об’єктно-реляційні тощо.
СУБД класифікують за багатьма ознаками. До найголовніших можна віднести призначення, модель даних, спосіб доступу. Спрощену схему класифікації СУБД подано на рисунку:
Сучасні БД мають величезні обсяги даних і зберігаються в комп’ютерних системах на жорстких магнітних дисках. Користувач позбавлений необхідності знати тонкощі фізичного розміщення даних на них. Ця функція повністю реалізується СУБД разом з операційною системою.
Важливою функцією СУБД є також керування транзакціями. Транзакція — це послідовність операцій над даними, яка сприймається СУБД як єдине ціле. Якщо всі операції з послідовності виконано успішно, то вважається, що й транзакцію завершено успішно. Усі зміни даних, виконані за цією транзакцією, вносяться в зовнішню пам’ять. Та якщо хоча б одну операцію послідовності завершено невдало, транзакція вважається невиконаною і здійснюється відкат — скасування змін у всіх даних, виконаних у процесі транзакції, та повернення БД до початкового стану виконання транзакції.
Ще однією важливою функцією СУБД є так звана журналізація, під якою розуміють облік уведених у БД змін. Перед виконанням потрібних змін їх вносять до спеціального журналу. У разі апаратного або програмного збою БД можна повністю відновити за допомогою архівної копії БД і журналу.
Одним із засобів моделювання предметної галузі на етапі проектування БД є модель сутність — зв’язок. Основними поняттями такої моделі є сутність, атрибут і зв’язок. Сутність — це деякий об’єкт реального світу. Вона має екземпляри, які відрізняються один від одного значеннями атрибутів. Атрибут — це властивість сутності. Зв’язок фактично встановлює взаємодію між сутностями.
Приклад. Сутність ХОЛОДИЛЬНИК характеризується такими атрибутами, як назва, маса, ціна, потужність. Конкретний холодильник є екземпляром сутності ХОЛОДИЛЬНИК. Атрибут, що є унікальним, тобто однозначно визначає екземпляр сутності, називають ключем.
Увага! Під час роботи з комп'ютером дотримуйтеся вимог безпеки життєдіяльності та санітарно-гігієнічних норм.
Створіть структурну діаграму, у якій запишіть три різних об'єкти та по 5 атрибутів до них.
Для моделі "сутність-зв'язок" Кінотеатр запишіть властивості сутностей Квиток та Глядач за допомогою фігур (прямокутників та овалів).
Виконайте вправу "Об'єкти предметної області".