Sisteme de Baze de Date - Introducere

Raport de Expertiza

1. SISTEME DE BAZE DE DATE - INTRODUCERE

Sistemele de baze de date au devenit o componenta esentiala a vietii de fiecare zi în societatea moderna. În cursul oricarei zile, fiecare dintre noi desfasuram activitati care implica interactiunea cu o baza de date, ca de exemplu, depunerea sau extragerea unor sume de bani din banca, rezervarea biletelor la tren sau avion, rezervarea locurilor la hotel, cautarea unei referinte bibiografice într-o biblioteca computerizata (digital library), etc.

În sensul cel mai larg, o baza de date (database) este o colectie de date corelate din punct de vedere logic, care reflecta un anumit aspect al lumii reale si este destinata unui anumit grup de utilizatori. O baza de date poate fi creata si mentinuta manual (de exemplu, fisele de evidenta a cartilor dintr-o biblioteca, asa cum erau folosite cu ani în urma) sau computerizat, ceea ce reprezinta obiectul cursului de fata.

Un sistem de baze de date (database system) este un sistem computerizat de mentinere a evidentei unei anumite activitati.

Sistemele de baze de date pot avea dimensiuni (numar de înregistrari) extrem de variate, de la câteva zeci de înregistrari (de exemplu, o agenda cu numere de telefon) sau poate ajunge la sute de milioane de înregistrari (de exemplu, într-un sistem de plata a taxelor si impozitelor).

Utilizatorul unei baze de date are posibilitatea de a efectua mai multe categorii de operatii asupra datelor stocate:

- Introducerea de noi date (insert);

- Stergerea unora din datele existente (delete);

- Modificarea datelor memorate (update);

- Interogarea bazei de date (query), pentru a regasi anumite informatii, selectate dupa un criteriu ales.

Definitia unei colectii de date ca fiind o baza de date se aplica, în sens mai restrâns, acelor colectii de date care permit toate operatiile de mai sus, inclusiv operatia de interogare. Simple colectii de fise (documente) dau fisiere de date, care contin înregistrari cu o organizare simpla si care nu admit operatii de interogare (selectarea unor informatii dupa un criteriu ales), nu sunt considerate baze de date. De exempu, un editor de text (ca Microsoft Word) permite memorarea unor informatii (texte), care pot fi create, modificate si consultate, dar nu se pot efectua operatii de interogare. La fel, un instrument de calcul tabelar (cum este Microsoft Excel) ofera reprezentarea în diferite forme a unor date (tabele, grafice), dar nu permite operatii de interogare.

1.1. Componentele unui Sistem de Baze de Date

Componenele unui sistem de baze de date sunt: hardware, software, utilizatori, date (Figura 1.1).

Figura 1.1. Componentele unui Sistem de Baze de Date

Hardware. Sistemele de baze de date sunt, de regula, instalate pe calculatoare de uz general, de la calculatoare PC standard, pâna la statii multiprocesor puternice. Bineînteles, performantele generale de operare ale calculatorului (numarul si viteza procesoarelor, dimensiunea si viteza de operare a memoriei principale) influenteaza în mod corespunzator performantele sistemului de baze de date. Dar, ceea ce intereseaza în mod deosebit în utilizarea unui calculator pentru un sistem de baze de date este volumul (capacitatea) memoriei secundare, utilizata pentru memorarea colectiei de date persistente ale bazei de date. Dat fiind ca într-un sistem de baze de date este necesar accesul rapid la oricare din înregistrarile de date, pentru memorarea acestora se folosesc discurile magnetice (hard-discuri); benzile magnetice sunt utilizate numai pentru duplicarea (backup) datelor.

Software. Între baza de date (colectia de date memorate fizic în fisiere pe hard-discuri) si utilizatorii sistemului exista un nivel software, numit Sistem de Gestiune a Bazei de Date (SGBD) (Database Management System - DBMS). Toate cererile utilizatorilor de a accesa baza de date (pentru introducere, stergere, modificare sau interogare) sunt gestionate (administrate) de catre SGBD, care elibereaza utilizatorii de necesitatea de a cunoaste organizarea particulara ale sistemului (driverele de disk, fisieree memorate, structura înregistrarilor de date). Cu alte cuvinte, SGBD permite utilizatorilor sa aiba o viziune (vedere - view) la un nivel înalt a bazei de date, precum si acces la aceasta prin operatii de nivel înalt, independent de detaliile de organizare hardware ale sistemului. Mai mult, SGBD-ul permite protectia datelor împotriva acceselor neautorizate, asigurând integritatea bazei de date.

SGBD-ul este cea mai importanta componenta software a unui sistem de baze de date, dar nu este singura componenta utilizata. Astfel, orice SGBD este dezvoltat si executat sub controlul sistemului de operare al calcuatorului respectiv. De asemenea, sunt folosite numeroase alte componente software pentru proiectarea, dezvoltarea sau exploatarea aplicatiilor de baze de date.

Utilizatori. Utilizatorii unui sistem de baze de date se pot împarti în trei categorii: programatorii de aplicatii, utilizatorii finali si administratorul bazei de date.Programatorii de aplicatii sunt cei care scriu (dezvolta) aplicatiile de baze de date, folosind limbaje de programare de nivel înalt (Cobol, PL/1, Fortran, C, C++, Java, Basic) cu extensii care permit încorporarea unor operatii specifice de acces la baza de date. Aplicatiile rezultate pot fi aplicatii cu executie independenta (batch-processing) sau pot fi aplicatii conversationale (on-line) utilizate de utilizatorii finali ai sistemului pentru a accesa (într-un mod mai eficient si mai sigur) baza de date.

Utilizatorii finali sunt acei utilizatori care acceseaza baza de date prin intermediul unui program de aplicatie care le confera numai anumite posibilitati de executie si drepturi limitate de acces la date. Utilizatorii finali sunt persoane cu pregatire tehnica minimala, care efectueaza un volum mare de operatii asupra bazei de date, dar nu trebuie sa cunoasca mai mult decât posibilitatile oferite de programul pe care îl utilizeaza. De exemplu, utilizatorii finali ai unui sistem de rezervare a bietelor de avion sunt agenti de vânzari, care folosesc programul adevcat (scris de programatorii de aplicatii), fara sa fie necesar sa cunoasca întreaga structura a bazei de date.

Administratorul bazei de date este o persoana cu înalta calificare tehnica care are ca sarcina mentinerea functionalitatii bazei de date prin stabilirea drepturilor de acces a diferitelor categorii de utilizatori, prin efectuarea operatiilor periodice de salvare a datelor (backup), prin monitorizarea performantelor sistemului.

Date. Datele memorate într-o baza de date sunt date persisente, adica date care ramân memorate pe suport magnetic, independent de executia programelor de aplicatii. Datele persistente ale unei baze de date se introduc, se sterg sau se actualizeaza folosind date de intrare (provenind de a tastatura, sau receptionte prin transfer de mesaje). Datele de intrare sunt date nepersistente; ele sunt generate de utilizatori si sunt memorate (devenind date persistente) numai dupa ce au fost validate (acceptate) de catre SGBD. Datele de iesire ale unui sistem de baze de date sunt, de asemenea, date nepersistente; ele provin din operatii de interogare a bazei de date si sunt puse a dispozitia utilizatorului (sub forma de afisari, rapoarte tiparite, etc).