База данных

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Database-icon-rounded.svg
Проект базы данных
Пример базы данных

Бáза дáнных (сокр. БД, англ. database — база данных, банк данных[1], термин «база данных» используется как средство хранения данных с момента появления магнитных дисков (1950-е годы) — модель определённой предметной области (сведения о части реального или мнимого мира, необходимые пользователям), представленная совокупностью данных, позволяющих выявлять характеристики состояния конкретной модели. Выполняет функцию хранилища в памяти компьютера, организована и доступна пользователям для оперирования сведениями в соответствии с заданной моделью данных[2].

Происхождение термина[править]

Создание первых баз данных принято считать с 1950-х годов, с момента появления магнитных дисков в исследовательской лаборатории компании IBM (International Business Machines Corporation)[3]. Термин «база данных» связан с исследовательскими работами, проводимыми в начале 1960-х годов по заказу военных организаций Соединённых Штатов Америки (США). Эти исследования представлены на симпозиуме, организованном компанией System Development Corporation в 1963 году в Санта-Монике, Калифорния. На симпозиуме участники впервые обсуждали вопросы о базах данных. Термин «база данных» использовался в названии симпозиума и тематических секций. Несколько докладов участников симпозиума затрагивали понятие «база данных»[2].

Компания IBM совместно с компаниями Rockwell и Caterpillar в 1966 году выполнила проект иерархической системы управления базами данных (СУБД) IMS (Information Management System). В задачу данного проекта вошла спецификация изделий для шаттла «Аполлон» и ракетоносителя «Сатурн-5». Официальная дата выпуска — 14 августа 1968 года[3].

В Советском Союзе приступили к формированию базы данных в 1976 году в процессе разработки и практического применения автоматизированных информационно-поисковых систем (АИПС). Создан Вычислительный центр, оснащенный электронно-вычислительными машинами (ЭВМ) ЕС-1022 с накопительной системой на магнитных дисках и магнитной ленте. В начале 1980-х годов учёные СССР разработали и ввели в эксплуатацию информационно-поисковые системы (ИПС) по следующим направлениям: «История освоения космического пространства»; «История архитектуры и градостроительства Москвы, Петербурга и их пригородов»; «Документы Октябрьской революции»; «История освоения космического пространства» с описанием аудиовизуальных документальных фондов, фото-, кино- и видеодокументы. Проект по оцифровке документов из фонда «Вирт Йозеф — государственный канцлер Германии» реализован в период с 1992 по 1993 годы. Создание федерального сайта с фото- и кино-каталогом, описанием, цифровыми копиями фотографических документов, описанием кинодокументов выполнено в период с 2000 по 2001 годы. С 2024 года выделены направления по внедрению искусственного интеллекта в архивах[4].

Понятия базы данных[править]

Базу данных рассматривают как подобие электронной картотеки — хранилище или контейнер для определённого набора файлов данных, занесённых в компьютер[5]. Базы данных имеют ключевые характеристики: структурированность, сохранность сведений и представление сведений по информационным потребностям[6].

База данных — набор постоянно хранимых (перманентных) сведений, используемых прикладными программными системами определённого предприятия. Данное определение имеет обобщённый характер, ориентировано на узкие интересы конкретного предприятия[5]

База данных представляет собой систему хранения структурированных сведений о предметной области, удовлетворяющих информационным потребностям пользователей. Данное определение даёт понятие о задачах, решаемых базой данных, а также указывает на её характерные свойства: структурированный подход к сбору сведений; хранение и предоставление согласно информационным потребностям[6].

База данных представляет собой совокупность сведений об определённых объектах реального мира в конкретной предметной области, упорядоченных и структурированных по различным признакам. Пользователями базы данных могут быть программные комплексы, прикладные программы, специалисты данной предметной области[7].

База данных (от греческого —основание) — именованная совокупность данных, отображающая состояние объектов, их отношений в рассматриваемой предметной области. Организация базы данных направлена на сбор сведений об объектах, их централизованное хранение и при необходимости создание условий доступа к ним специалистам или системам программирования[8]

Гражданский кодекс Российской Федерации трактует понятие «база данных» в случае осуществления переводов, производных и составных произведений как совокупность самостоятельных материалов (нормативных актов, статей, судебных решений, расчетов и иных подобных материалов), представленных в объективной форме и систематизированных для организации поиска и обработки с помощью электронной вычислительной машины (ЭВМ)[9].

База данных предполагает технологический подход к структурированному представлению постоянно хранимых (перманентных) сведений о предметной области, направленных на использование в прикладных системах с целью удовлетворения пользователя в информационных запросах. Это определение одно из наиболее точных и полных, позволяет демонстрацию всех аспектов работы с данными. Оно содержит одну из центральных составляющих — структурированное представление данных, которое определяется термином «схема данных»[6].

Основные характеристики базы данных[править]

База данных считается ядром некоторой информационной системы, представленной совокупностью данных определённых свойств. К основным характеристикам базы данных относятся интегрированность, модельность, независимость описания данных от прикладных программ[10][11].

База данных — интегрированная совокупность сведений, где каждый факт представлен однократно. Предполагается минимизация избыточности сведений в базе данных. Исключением являются частные случаи в базах данных, предназначенных для проведения контроля полноты и непротиворечивости (логической целостности) данных. Интегрированность предполагает решение общих задач одной предметной области. Интегрированность направлена на решение общих задач базы данных[11][2].

Модельность позволяет определить структурированное отражение некоторой части реального мира. База данных предназначена отражать реальную структуру объекта управления. Модель предполагает предоставление данных в формате, понятном пользователю и применимо к базам данных на этапе проектирования[11].

Независимость данных от прикладных программ означает преемственность данных в случае внесения изменений в структуру данных и не требуют изменений в прикладных программах, взаимодействующих с базой данных. Это достигается в случае использования систем управления базами данных. Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования баз данных многими пользователями[12].

Базы данных в зависимости от технологии обработки хранящихся в них данных могут быть централизованными и распределёнными. Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы, в качестве которой могут выступить компьютер или компьютерная сеть. Распределённая база данных хранится на нескольких компьютерах, работа с которой осуществляется с помощью системы управления распределённой базы данных[13].

Модели баз данных[править]

Пользователь базы данных на этапе создания системы информационной системы, предназначенной для обработки данных об объектах реального мира, стремится к максимальному упорядочиванию сведений. На этапе сбора информации определяется список признаков упорядочивания по которым определяется модель оперативного доступа к информации с произвольным сочетанием признаков объекта. Такой подход возможен при структурированном подходе сбора данных, то есть если введены соглашения о способах представления данных пользователям. База данных представляет собой совокупность структурированных данных определённой предметной области. По модельному признаку база данных и система управления базами данных делятся на три модели — иерархическая, сетевая и реляционная[14].

Иерархическая модель[править]

Иерархическая модель — совокупность связанных между собой по определённым правилам элементов. Имеет древовидную структуру. Связанные иерархическими отношениями объекты образуют граф[14][2].

Примеры иерархической модели. Модель системы торгового предприятия основана на регистрации продажи товаров. Необходимы следующие данные: код товара, наименование товара, количество, цена, покупатель, дата. Модель данных организации состоит из отделов, в которых работают сотрудники, и филиалов. В отделах работают несколько сотрудников в разных должностях, но сотрудник может работать только в одном из отделов предприятия[15].

Сетевая модель[править]

Сетевая модель — логическая модель данных, в которой каждый элемент может быть связан с другим элементом. Имеет трёхуровневое представление: 1) уровень представления данных; 2) уровень схемы; 3) уровень подсхемы. Каждый из уровней определяется схемой хранения, схемой базы данных и подсхемами базы данных, которые описываются соответственно на языке хранения данных, языке определения данных и на языках программирования, предназначенных для приложений системы базы данных[14][2].

Примером сетевой модели может служить предприятие со сборочным характером производства. На предприятии производят детале-сборочные единицы по двум направлениям: уникальные (для одного изделия или для одной сборочной единицы) и общего применения (входят в несколько изделий — винты, шайбы, гайки и прочее)[15].

Реляционная модель[править]

Реляционная модель — представление структуры данных в табличной форме с возможностью создания логических запросов для обработки информации. База данных допускает оперирование данными, которые в ней содержатся, в соответствии с реляционной моделью. Управление такими базами организовано как правило системами управления базами данных (язык программирования SQL) создаётся чаще всего для аппаратно-программных платформ[14].

Примером реляционной модели могут служить две таблицы, моделирующие сдачу студентами экзаменационных экзаменов. Таблица «Студент» (Фамилия, Имя, Отчество; номер зачётной книжки; группа) и таблица «Экзамен» (номер зачётной книжки; дисциплина; оценка)[15].

Реляционная модель базы данных характеризуется следующими свойствами:

  • каждый элемент таблицы представлен как отдельный элемент данных;
  • все элементы в столбце имеют одинаковый тип данных;
  • каждый столбец обладает уникальным именем;
  • отсутствие одинаковых строк в таблице;
  • порядок следования строк и столбцов в таблице может быть произвольным[14].

Объектно-ориентированная модель[править]

Объектно-ориентированная модель поддерживает объектную модель данных. Создание и эксплуатация проходит в среде СУБД на идеях объектно-ориентированного подхода. Данные представлены в виде объектов, их атрибутов, методов и классов. Объектно-ориентированная база данных способна хранить объекты в том же виде, в котором они будут доступны для языка программирования[2][16].

Объектно-ориентированная модель представляет собой синтез сетевой и реляционной моделей. Модель основана на использовании методов объектно-ориентрованного программирования. Существенными становятся такие понятия как инкапсуляция (способ представления данных), наследование (принцип объектно-ориентированного программирования, способный создавать иерархии классов) и полиморфизм (ключевое понятие объектно-ориентированного программирования)[7].

Создание конкурентоспособных коммерческих программных продуктов для управления объектно-ориентированными моделями базы данных основано на стандарте объектных данных консорциума ODMG (object database management group — рабочая группа по выработке и согласованию стандартов объектных баз данных)[17]. Действующая версия стандарта ODMG 3.0 опубликована в январе 2000 года[2].

Примечания[править]

  1. ↑ Перевод database с английского на русский. Проверено 15 июня 2025.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 Когаловский М. Р., Серебряков В. А. База данных. Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия» (2022-10-24). Проверено 15 июня 2025.
  3. ↑ 3,0 3,1 «История возникновения баз данных».
  4. ↑ «Информационные системы и автоматизированные архивные технологии: становление и эволюция (к 50-летию НИЦТД СССР – РГАНТД)».
  5. ↑ 5,0 5,1 Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных, 8-е издание.: Пер. с англ.. — Москва: Издательский дом «Вильямс», 2005. — ISBN 5-8459-0788-8 (рус.).
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 Стружкин Н. П., Годин В. В. Базы данных: проектирование : учебник для академического бакалавриата. — Москва: Юрайт, 2016. — С. 12, 14—15. — ISBN 978-5-9916-6272-7.
  7. ↑ 7,0 7,1 Халимон В. И. Базы данных: учебное пособие. — СПб: СПбГТИ(ТУ), 2017. — С. 6, 15—16.
  8. ↑ Соснина Т. Н., Гончуков П. Н. Словарь трактовок понятия «информация» (обучающего типа). — Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет, 1997. — С. 22. — ISBN 5-7883-0025-8.
  9. ↑ ГК РФ Статья 1260. Переводы, иные производные произведения. Составные произведения. КонсультантПлюс (2024-07-22). Проверено 15 июня 2025.
  10. ↑ Жданов С. А., Соболева М. Л., Алфимова А. С. Информационные системы: учебник. — Москва: Прометей, 2015. — ISBN 978-5-9906-2644-7.
  11. ↑ 11,0 11,1 11,2 Махмутова М. В. Введение в технологию баз данных: учебное пособие. — Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2015. — С. 24—25.
  12. ↑ Хомоненко А.Д., Цыганков В.М., Мальцев М.Г. Базы данных. Учебник для высших учебных заведений (6-е изд.). — Санкт-Петербург: КОРОНА-Век, 2009. — ISBN 978-5-7931-0527-9.
  13. ↑ Гаврилов М. В., Климов В. А. Информатика и информационные технологии : учебник для вузов. — Москва: Юрайт, 2015. — С. 210. — ISBN 978-5-9916-4534-8.
  14. ↑ 14,0 14,1 14,2 14,3 14,4 Калугян К. Х. Информатика. Информационные технологии и системы: учебное пособие. — Ростов-на-Дону: Издательско-полиграфический комплекс РГЭУ (РИНХ), 2018. — С. 44—45. — ISBN 978-5-7972-2466-2.
  15. ↑ 15,0 15,1 15,2 Градусов А. Б. Базы данных : Введение в технологию баз данных : учеб.-практ. пособие. — Владимир: ВлГУ, 2021. — С. 8, 32, 40. — ISBN 978-5-9984-1226-4.
  16. ↑ «Преимущества и недостатки объектно-ориентированных баз данных».
  17. ↑ Стандарты объектных запросов. Открытые системы. Проверено 16 июня 2025.


Знание.Вики

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Знание.Вики» («znanierussia.ru») под названием «База данных», расположенная по следующим адресам:

—«https://baza.znanierussia.ru/mediawiki/index.php/База_данных»
—«https://znanierussia.ru/articles/База_данных»

Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий.

Всем участникам Знание.Вики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».

Источник — http://cyclowiki.org/w/index.php?title=База_данных&oldid=2434006