Baze de date în managementul informațional

1. Baze de date relaţionale

Calculatoarele au fost folosite încă din ani ’50 pentru stocarea şi prelucrarea cantităţilor mari de date. Pentru gestionarea informaţiilor specifice unei activităţi se face de regulă apel la sisteme informatice. Produsele software din componenţa acestora localizează şi prelucrează datele conţinute într-un ansamblu de fişiere aflate pe diferite suporturi fizice.

O bază de date este constituită dintr-un ansamblu structurat de date evolutive, organizate pentru a fi exploatate de diferite programe (aplicaţii).

Deşi orice întreprindere face apel la baze de date pentru păstrarea şi gestionarea informaţiilor, câteva dintre aplicaţiile acestora sunt deosebit de spectaculoase:

• bazele de date ale liniilor aeriene care sunt accesate simultan din sute de agenţii pentru a realiza rezervări şi vânzări de locuri pentru date şi zboruri diferite;

• bazele de date ale băncilor care permit realizarea a mii de tranzacţii zilnic;

• bazele de date ale supermagazinelor care sunt accesate atât de la casele de marcaj cât şi de la echipamentele de inventariere;

• bazele de date ale bibliotecilor care păstrează milioane de titluri şi permit localizarea unei lucrări folosind diferite criterii (cuvinte cheie, titlu, autori, domeniu).

Pentru realizarea unei aplicaţii care foloseşte baze de date se poate proceda în două moduri:

a. Se creează baza de date cu ajutorul unei aplicaţii de tip server de baze de date şi se scriu apoi aplicaţiile care accesează baza de date într-un limbaj care posedă funcţiile necesare accesării serverului (frecvent se folosesc limbajele C++, Java, C# sau Visual Basic);

b. Se foloseşte o aplicaţie de tip sistem de gestiune de baze de date (S.G.B.D. sau D.B.M.S. – database management system). Un astfel de sistem oferă un ansamblu de instrumente software cu ajutorul cărora se creează atât baza de date cât şi aplicaţiile prin care aceasta este exploatată. Pentru utilizatorii sistemului de operare Windows cele mai cunoscute sisteme de acest fel sunt Access şi Visual FoxPro.

1.1. Relaţii (tabele), atribute, domenii

La modul simplist, o bază de date relaţională (BDR) poate fi definită ca un ansamblu de relaţii (tabele); fiecare tabelă, alcătuită din linii, are un nume unic şi este stocată pe suport extern (de obicei disc). La intersecţia unei linii cu o coloană se găseşte valoare atomică. Un tabel conţine informaţii omogene legate de anumite entităţi, procese, fenomene: CARTI, AUTORI, CITITORI, IMPRUMUT etc. Spre exemplu, în fig. 1 este reprezentată tabela AUTORI ce stochează informaţii privitoare la autorii cărţilor unei biblioteci.

fig. 1

În teoria relaţională se foloseşte termenul relaţie. Practica însă a consacrat termenul tabelă (engl. table). Un tuplu (instanţă) sau o linie este o succesiune de valori de diferite tipuri. În general, o linie grupează informaţii referitoare la un obiect, eveniment etc., altfel spus informaţii referitoare la o entitate: o carte (un titlu sau un exemplar din depozitul unei biblioteci), un cititor, o localitate, un angajat al unei firme, o factură emisă etc. În tabela AUTORI (fig. 1) al patrulea tuplu este un tuplu referitor la autorul STEFAN ANDREI. Linia respectivă este formată din trei valori ce desemnează: identificatorul, numele şi prenumele autorului.

Teoretic, orice tuplu reprezintă o relaţie între clase de valori (în cazul nostru, între trei clase de valori); de aici provine sintagma baze de date relaţionale, în sensul matematic al relaţiei, de asociere a două sau mai multe elemente. Fireşte, toate tuplurile relaţiei au acelaşi format (structură). Ordinea tuplurilor nu prezintă importanţă din punct de vedere al conţinutului informaţional al tabelei.

Fiecare atribut este caracterizat printr-un nume şi un domeniu de valori pe care le poate lua. Domeniul poate fi definit ca ansamblul valorilor acceptate (autorizate) pentru un element component al relaţiei: (ex. într-o tabelă destinată datelor generale ale angajaţilor, pentru atributul SEX, domeniul este alcătuit din două valori: femeiesc şi bărbătesc).

Reţinem corespondenţa noţiunilor relaţie – tabelă, tuplu- linie, atribut – coloană. Numărul de tabele pe care le conţine o bază de date, atributele „adunate” în fiecare tabelă, domeniul fiecăruia dintre atribute prezintă diferenţe majore de la o bază de date la alta, chiar dacă uneori reflectă acelaşi tip de procese. Intrăm astfel în sfera proiectării bazelor de date, a dependenţelor şi normalizării.

În încheiere, principalele caracteristici ale unei tabele (relaţii) sunt sistematizate după cum urmează:

• în cadrul bazei de date, o tabelă (relaţie) prezintă un nume distinct de al celorlalte tabele;

• valoarea unui atribut într-un tuplu oarecare conţine o singură valoare (o valoare atomică);

• fiecare atribut are nume distinct;

• orice valoare a unui atribut face parte din domeniul pe care a fost definit acesta;

• ordinea dispunerii atributelor în tabelă nu prezintă importanţă;

• fiecare tuplu este distinct, adică nu pot exista două tupluri identice;

• ordinea tuplurilor nu influenţează conţinutul informaţional al tabelei.

1.2. Restricţii ale bazei de date

Principalele restricţii definibile în modelul relaţional sunt: de domeniu, de atomicitate, de unicitate, referenţială şi cele definite de utilizator, de nenulitate.

Restricţia de domeniu

După cum am văzut în paragraful anterior, un atribut este definit printr-un nume şi un domeniu. Orice valoare a atributului trebuie se încadreze în domeniul definit. Există mai multe moduri de percepţie a acestei restricţii. O parte din informaticieni substituie domeniul tipului atributului: numeric, şir de caractere, dată calendaristică, logic etc., şi, eventual, lungimii (numărul maxim de poziţii pe care se poate „întinde” un atribut). După cum se observă, este luat în calcul numai aspectul sintactic al domeniului. Faptul ca anul de studiu al unei clase poate lua una dintre valorile 9, 10, 11, 12 reprezintă o restricţie de comportament sau, mai simplu, o restricţie definită de utilizator.

Cea de-a doua categorie priveşte deopotrivă domeniile sintactic şi semantic. Astfel, domeniul sintactic al atributului LitClasa (literă) dintr-o tabelă precum ELEVI este un caracter, obligatoriu literă, şi chiar mai restrictiv majusculă. Din punct de vedere semantic LitClasa poate lua una din valorile: A, B, C, …. , în funcţie de numărul de clase dintr-un an de studiu (5 clase de a IX-a, 4 de a X-a etc.)

Majoritatea SGBD-urilor permit definirea tuturor elementelor ce caracterizează domeniul (sintactic şi semantic) atributelor prin declararea tipului şi lungimii atributului şi prin aşa-numitele reguli de validare la nivel de câmp (field validation rules).