Noțiuni introductive în baze de date

1. INTRODUCERE

1.1. Definiţii

Datele reprezintă informaţii fixate pe un anumit suport fizic în vederea utilizării şi prelucrării într-un anumit scop.

Baza de date (data base) este o colecţie de date organizate care serveşte unui anumit scop (nu conţine date care nu sunt relevante). Faptul că sunt organizate înseamnă că sunt stocate, reprezentate şi accesate într-o manieră consistentă.

Dezvoltarea bazelor de date s-a bazat pe 2 cerinţe:

- persistenţa datelor (datele trebuie să fie valide pentru mai multe rulări),

- simplitatea stocării şi manipulării datelor.

1.2. Arhitectura unui sistem de baze de date

Sistemul bazelor de date are 4 nivele:

1.2.1. Nivelul conceptual

Este nivelul fundamental ce descrie într-un mod natural şi fără ambiguităţi sistemul ce urmează a fi modelat. La acest nivel se realizează schema conceptuală care reprezintă design-ul general al sistemului.

1.2.2. Nivelul extern

La acest nivel se realizează schema externă care este astfel realizată încât grupuri diferite de utilizatori să acceseze numai anumite subscheme ale schemei conceptuale globale (din motive de relevanţă şi securitate). Aceeaşi informaţie poate fi reprezentată în mod diferit (grafice, tabele) din motive de experienţă sau interes ale utilizatorilor.

1.2.3. Nivelul logic

Pentru o anumită aplicaţie dată schema conceptuală se converteşte într-o structură de nivel inferior (schemă logică) unde se alege un model logic adecvat de organizare a datelor (model relaţional, ierarhic, reţea etc.). Schema logică este reprezentată cu ajutorul unor structuri abstracte specifice modelului respectiv (ex.: tabele).

1.2.4. Nivelul intern

După ce a fost realizată schema logică aceasta se concretizează într-o schemă internă care este specifică sistemului de gestiune a bazelor de date ales (Oracle, Acces, DB2 etc.). Schema internă include toate detaliile despre stocarea fizică şi structurile de acces în sistemul respectiv (ex.: indecşi, clustere etc.). Chiar şi în cadrul aceluiaşi sistem de gestiune a bazelor de date utilizatori diferiţi pot construi scheme interne diferite.

1.3. Sisteme de gestiune a bazelor de date (SGBD)

1.3.1. Noţiuni despre SGBD

Un SGBD (Sistem de Gestiune a Bazelor de Date) sau DBMS (DataBase Management System) este un sistem software care gestionează toate procesele dintr-o bază de date şi care permite utilizatorului să interacţioneze cu aceasta.

Principalele funcţiuni ale unui SGBD sunt:

- stocarea datelor,

- definirea structurilor de date,

- manipularea datelor,

- interogarea (extragerea şi prelucrarea) datelor,

- asigurarea securităţii datelor,

- asigurarea integrităţii datelor,

- accesul concurent la date cu păstrarea consistenţei acestora,

- asigurarea unui mecanism de recuperare a datelor,

- asigurarea unui mecanism de indexare care să permită accesul rapid la date.

1.3.2. Modele de date (moduri de organizare a datelor)

Modelul de date reprezintă un tipar după care este organizată din punct de vedere logic baza de date. După modelul folosit există mai multe tipuri de SGBD.

a) SGBD ierarhic

Modelul ierarhic stochează datele în structuri de tip arbore. Se consideră că între date există o relaţie de tip părinte-copil. Nivelul superior al arborelui (rădăcina) poate avea orice număr de descendenţi care şi ei, la rândul lor, au alţi descendenţi etc. În prezent, modelul ierarhic este depăşit şi nu se mai foloseşte aproape deloc.

b) SGBD reţea

Datele sunt stocate sub formă de înregistrări cu legături multiple şi complexe între ele. Este o extindere a celui ierarhic. Aici un copil poate avea mai mulţi părinţi sau chiar niciunul. Caracteristicile principale ale SGBD reţea sunt:

- reprezentare date complexe

- extrem de puţin flexibil

- design extrem de complicat

În prezent este puţin folosit.

c) SGBD relaţional

Reprezintă cea mai simplă structură pe care o poate avea o bază de date. Datele sunt organizate în tabele formate din înregistrări şi câmpuri. În acest caz bazele de date relaţionale sunt foarte flexibile şi uşor de mânuit. Cele mai populare baze de date relaţionale: Oracle, Acces, Informix şi Sybase. Altele : SQL server şi DB2.

d) SGBD orientat pe obiect

Este tipul cel mai nou de SGBD fiind introdus conceptul de obiect. Integrează principiile programării orientate pe obiect (C++, Actor etc.) cu cele ale bazelor de date. Gestionează obiecte complexe (date neconvenţionale) (texte, grafice, hărţi imagini sunete); obiecte dinamice (programe, simulări). Tehnologia este la început (Oracle 8 şi 9)