Компьютерные системы были созданы, прежде всего, для решения вычислительных задач, однако, по мере своего развития, все чаще стали использоваться для построения систем обработки документов и содержащейся в них информации. Подобные компьютерные системы обработки информации получили название “информационные системы”. В качестве примера можно привести систему учета отработанного времени, систему расчета заработной платы, систему учета продукции на складе, систему учета книг в библиотеке, систему управления учебным процессом и учета успеваемости, систему управления документооборотом и т.д.
Информационная система - организационно упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы.
Для своего функционирования информационная система требует создания в памяти компьютера динамически обновляемой модели внешнего мира с использованием единого хранилища - базы данных.
База данных (database) - любая совокупность данных; файл, состоящий из некоторого числа записей (records) или таблиц, каждая из которых формируется из полей (fields) или столбцов определенного типа, вместе с набором операций поиска, сортировки, рекомбинаций и других.
Процессу построения базы данных предшествует определение предметной области.
Предметная область – это часть реального мира, подлежащая изучению с целью организации управления и последующей автоматизации. Предметная область представляется множеством фрагментов, например, учебное заведение – кафедрами, деканатами, ректоратом, библиотекой, читальными залами и компьютерными классами. Каждый фрагмент предметной области характеризуется множеством объектов и процессов, использующих объекты, а также множеством пользователей, характеризуемых различными взглядами на предметную область.
Термин "динамически обновляемая" означает, что соответствие базы данных текущему состоянию предметной области обеспечивается не периодически, а в режиме реального времени. При этом одни и те же данные могут быть по-разному представлены в соответствии с потребностями различных групп пользователей.
Отличительной чертой баз данных следует считать то, что данные хранятся совместно с их описанием, а в прикладных программах описание данных не содержится. Независимые от программ пользователя данные обычно называются метаданными. В ряде современных систем метаданные, содержащие также информацию о пользователях, форматы отображения, статистику обращения к данным и другие сведения, хранятся в словаре базы данных.
Важнейшим компонентом информационной системы является система управления базами данных - СУБД.
Database management system (DBMS) – система управления базой данных (СУБД) – программная оболочка, находящаяся между собственно базой данных и пользователем. СУБД управляет всеми запросами пользователя на те или иные действия, которые необходимо выполнить (например, поиск или обновление данных). Кроме того, СУБД делает возможным централизованный контроль защиты и целостности данных.
Тип, к которому можно отнести создаваемые базы данных, определяется выбранной моделью данных.
Data model - модель данных – система взаимосвязанных типов объектов, операторов и правил обеспечения целостности, которые образуют абстрактную структуру, поддерживаемую системой управления базой данных.
Создание первых баз данных и СУБД стало возможно лишь с появлением достаточно дешевых и производительных устройств внешней памяти, какими стали жесткие диски (винчестеры), появившиеся во второй половине 60-х годов. В 70-е годы шла интенсивная разработка теоретических вопросов построения баз данных. В результате в начале 80-х годов на рынке появились мощные инструментальные средства проектирования и построения информационных систем. Однако, развитие информационных технологий в 90-х годах привело к появлению новых, более широких требований к обработке и представлению данных. Таким образом, теория баз данных, хотя и располагает впечатляющими достижениями, еще далека от завершения.