Databázový systém

Autor: Ivana Krištofová

Kľúčové slová: dáta, báza dát, schéma, systém riadenia bázy dát

Synonymá: databanka, banka údajov, banka dát

Súvisiace pojmy: 

Nadradené: informatika, programovanie

Podradené: systémy súborov, hierarchické a sieťové databázy, relačné databázy, objektovo-orientované databázy

Definícia a základné pojmy

Databázový systém je programový systém na efektívne ukladanie, modifikáciu a výber veľkého množstva perzistentných údajov (dát). Dáta, s ktorými pracujú aplikačné programy nie sú vzájomne izolované v samostatných súboroch, ale sú centralizované v jednom zdroji dát - v báze dát. Databázový systém  sa skladá z bázy dát a zo systému riadenia báze dát (skrátka - SRBD).

Báza dát (Database) predstavuje dáta, ktoré sú uložené na pamäťovom médiu a udržiavané a spracovávané prostredníctvom systému riadenia bázy dát. Ich štruktúra je definovaná schémou bázy dát.

Schéma (Schema) predstavuje opis štruktúry bázy dát uložený v adresári dát, vytvorený pomocou jazyka pre opis dát. Schéma definuje jednotlivé dátové položky, databázové vety a logické vzťahy medzi týmito vetami. Zároveň predstavuje opis logickej a fyzickej štruktúry dát.

Systém riadenia báze dát (Database Management System) programový systém, ktorý umožňuje vytvorenie, údržbu a používanie bázy dát, adresára dát a slovníka dát. SRBD poskytuje aplikačným programom služby, ako sú ukladanie dát do BD, výber dát z BD a aktualizáciu dát. 

Základné vlastnosti databázových systémov

• Perzistencia (travnie, stálosť) - životnosť dát nie je ohraničená časom vykonávania programu - t.j. dáta existujú aj po ukončení programu, ktorý s nimi manipuluje. Uchovávajú sa v externých pamätiach: disky, magnetické pásky,  a iné dátové nosiče.
• Správa externej pamäte - väčšina dát sa uchováva v externých pamätiach. Ak chce program aktualizovať niektoré údaje, musí ich najprv načítať z externej do operačnej pamäte, tam ich spracovať a potom opätovne zapísať do externej pamäte. Databázový systém musí preto poskytovať prostriedky na zefektívnenie práce s externou pamäťou. 

• Konkurentnosť - s uchovávanými dátami môže súčasne pracovať viac používateľov. Systém musí zabezpečiť riešenie potenciálnych konfliktov, ak sa pokúsi s rovnakými údajmi naraz manipulovať niekoľko používateľov. 
• Bezpečnosť - databázové systémy sa často používajú v „citlivých“ oblastiach, ako napríklad bankové systémy, registre obyvateľstva a pod. Systém musí byť preto chránený pred nepovoleným prístupom. 

• Spoľahlivosť - keďže uchovávané dáta bývajú často veľmi dôležité, nesmie dôjsť k ich strate alebo poškodeniu pri zlyhaní hardwaru alebo softwaru. Ochrana pred zlyhaním hardwaru (hard crah) sa zabezpečuje predovšetkým harwarovými prostriedkami. Databázový systém ju podporuje iba čiastočne - prostriedkami na zálohovanie dát do záložnej externej pamäte. Výraznejšiu ochranu poskytuje pred zlyhaním softwaru (soft crash). Zahŕňa predovšetkým transakčný mechanizmus, umožňujúci zachovanie konzistentnosti datbázy. 
• Dotazovanie - na bežnú prácu s uchovávanými dátami využívajú koneční používatelia aplikačné programy, vytvorené programátormi. Databázový systém preto má poskytovať jazyk veľmi vysokej úrovne, ktorý dovolí laickému používateľovi so znalosťou základnej štruktúry bázy dát vyhľadávanie dát podľa jednoduchých kritérií. 

Vývoj a druhy databázových systémov

Systémy súborov

V počiatočnej ére počítačov obsluhoval programátor externé pamäte na nízkej úrovni - v jazyku riadiacej jednotky externej pamäte. S výnimkou perzistencie si všetky ostatné požiadavky kladené na databázové systémy musel zabezpečovať sám. Vylepšenie priniesli operačné systémy so systémami súborov. Systém umožnil fyzickú nezávislosť od konkrétneho typu externej pamäte.

Hierarchické a sieťové databázy

Koncom šesťdesiatych a začiatkom sedemdesiatych rokov vznikli prvé systémy, ponúkajúce úplnejšie riešenie databázových požiadaviek. Dostali názov systémy riadenia bázy dát, ktoré umožnili konkurentnú prácu na úrovni záznamov, transakčný mechanizmus, prostriedky na zálohovanie a autorizáciu, nastavovanie parametrov pre správu externej pamäte.

Relačné databázy

Tretiu generáciu databázobvých systémov, ktorá oproti predchádzajúcej priniesla kvalitatívny posun, tvoria relačné databázy. Ich teoretický základ položil už v roku 1970 Codd. Vznik priemyselne použiteľných systémov však vyžadoval ďalšie rozpracovanie teoretického základu spolu s pokrokom v hardwari. Komerčné systémy sa objavili až v osemdesiatych rokoch. Medzi najvýznamnejšie patrili Oracle, DB2, Informix, Ingres, Progress a iné.

Objektovo-orientované databázy

Objektovo orientované DBMS priniesli oproti relačným bohatšie dátové aj procedurálne modelovanie. Prejavuje sa naledujúcimi charakteristikami:

o    spájanie príbuzných dát

o    Spájanie dát s funkciami

o    spájanie databázového programovacieho jazyka 

Prínosy databázových systémov

Databázové systémy prinášajú nový faktor, ktorý by sme mohli charakterizovať ako systémový prístup k problematike spracovania dát v organizácii. Tá analyzuje ako celok, špecifikujú sa dáta, ich logická organizácia, ako aj tok dát v celej organizácii. Až na základe celkovej analýzy sa špecifikuje spôsob zabezpečenia a usporiadania potrieb jednotlivých agend.

Okrem už spomenutého systémového prístupu k problematike spracovania dát, to nové, čo databázové systémy prinášajú, je :

• Nezávislosť dát. Spočíva v tom, že dáta sú oddelené od aplikačných programov.
• Zdieľanie dát. Centrálne organizované dáta, prístupné všetkým používateľom neobsahujú redundantné údaje ,t.j. celkový počet dát sa znižuje. Dôsledkom je skutočnosť, že nedochádza k náhodným rozdielom v hodnotách.
• Utajenie. Pretože dáta sú uchovávané spoločne, narastá nebezpečenstvo ich úmyselného, či neúmyselného zneužitia. Databázové systémy preto riešia aj problematiku utajenia a ochrany dát pred neoprávneným prístupom.
• Ochrana celistvosti (integrity) dát. Integrita dát je taký jej stav, v ktorom sú dáta v plnom rozsahu prístupné a využiteľné aplikačnými programami.K jej narušeniu môže dôjsť v dôsledku chýb technického vybavenia, chybami v aplikačných programoch, úmyselným poškodením dát a pod. Na ochranu integrity dát poskytujú databázové systémy rôzne prostriedky, založené na pribežnom zálohovaní, ako aj kontroly správnosti dát a uskutočnených zmien v dátach.
• Náhodný prístup. Skutočnost, že dáta nie sú bezprostredne viazané na aplikacné programy a zároveň odrážajú stav a potreby organizácie ako celku, umožňuje ich využiť na zabezpečenie okamžitých potrieb používateľov. 

Použitá literatúra a zdroje

[1] MATIAŠKO, Karol; VAJSOVÁ, Monika; ZÁBOVSKÝ, Michal: Databázové systémy a technológie. 1.vyd. Bratislava: STU 2009. ISBN 9788022730358

[2] MATIAŠKO, Karol; VAJSOVÁ, Monika; ZÁBOVSKÝ, Michal: Základy databázových systémov. 1.vyd. Bratislava: EDIS 2008. ISBN 9788080708207    

[3] MATIAŠKO, Karol; VAJSOVÁ, Monika; ZÁBOVSKÝ, Michal: Databázové systémy - Databázové technológie a aplikácie. 1.vyd. Bratislava: EDIS 2008. ISBN 9788080708214

[4] GOMBÁR, Miroslav; HRICOVÁ, Andrea: Databázový systém. [online] [cit. 2013-05-18]. Dostupné z http://unipo.sk/udk/pdf/databazove_systemy.pdf

[5] DELIKÁT, Tomáš: Základy databázových systémov. 1.vyd. Bratislava: Delint 2006. ISBN 809694844X