База даних - це впорядкована сукупність спеціально організованих і логічно зв’язаних інформаційних елементів, яка відображає стан об’єктів та їх характерні параметри у розглядуваній предметній ділянці [37]. На відміну від простих наборів даних бази даних володіють характерними перевагами відносно організованої іншим чином інформації:

- для баз даних характерним є однократний ввід та багатократне використання інформації, введена інформація застосовується для вирішення багатьох проблем, забезпечується її багатоцільове і сумісне використання;

- бази даних існують незалежно від конкретних прикладних програм, що забезпечує уніфікацію засобів організації даних і незалежність прикладних програм від організації даних;

- бази даних володіють модельністю (структурованістю, що відображає певну предметну ділянку);

- бази даних дозволяють встановити мінімально необхідний рівень надлишковості даних (тобто дані не дублюються при їх використанні різними користувачами);

- в базі даних забезпечується дотримання стандартів представлення даних, що спрощує їх створення та обслуговування;

- в базах даних забезпечується централізоване управління інформаційними ресурсами, синхронна підтримка даних для всіх прикладень, включаючи мови запитів і засоби захисту.

В банку даних здійснюється збереження та пошук інформації, завантаження та обновлення даних, їх реорганізацію та відновлення. Основні вимоги до банку даних: інтеграція баз даних і цілісність кожної з них, незалежність, мінімальна надлишковість даних, що зберігаються, і здатність до їх розширення. Важливою умовою ефективного функціонування банку даних є забезпечення захисту даних від несанкціонованого доступу або випадкового знищення даних, що зберігаються. Будь-яка база даних складається з деякого набору даних, які використовуються прикладними програмами.

Система баз даних (database system) — це комп'ютеризо-вана система зберігання даних, основна мета якої - збері-гати інформацію і видавати її за вимогою [43]. Саму базу даних можна розглядати як зразок електронної картотеки, тобто сховище для деякого набору занесених в комп'ютер даних. Користувачу такої системи надається можливість виконува-ти багато різних операцій над даними, наприклад:

- додавати нові дані;

- вести пошук даних;

- змінювати дані;

- вилучати дані.

Переваги систем баз даних порівняно з традиційним паперовим методом зберігання записів досить очевидні [20]. Зупинимось на деяких з них:*

Компактність. Немає необхідності в багатотомних па-перових картотеках.*

Швидкість. Комп'ютер може вести пошук і змінювати дані значно швидше від людини.*

Низькі затрати праці. Непотрібна кропітка ручна праця над картотекою, оскільки механічну роботу маши-ни завжди виконують краще.*

Зручність у застосуванні. Точну, свіжу інформацію можна отримати в будь-який момент часу, а також вико-ристовувати дані різними способами, залежно від потреб користувачів. Системи баз даних поділяються на однокористувацькі та багатокористувацькі. Однокористувацька систе-ма (single-user system) – це система, в якій в один і той же час до бази даних може отримати доступ не більше одного ко-ристувача. Багатокористувацька система (multi-user system) – це система, в якій до бази даних можуть отримати доступ одразу декілька користувачів. По суті між ними немає різ-ниці, проте багатокористувацька система має забезпечити кожному користувачу роботу із даними як однокористу-вацька. Переваги використання систем баз даних набува-ють ще більшого значення в багатокористувацькому середовищі, де база даних, ймовірно, більша і складніша від однокористувацької.*

Доступність. Під час використання електронних таб-лиць чи текстових документів вводити, поновлювати та аналізувати дані може лише одна людина, тоді як з базою даних можуть працювати багато користувачів одночасно, змінюючи інформацію в одній і тій же таблиці.*

Захищеність. Забезпечення захисту даних від несанк-ціонованого доступу, контроль їх значень і підтримка ці-лісності БД.*

Централізоване управління даними. Система баз даних надає підприємству можливість централізованого управління його даними (а таке управління є найцінні-шою властивістю бази даних).

Кожна система баз даних містить чотири основні компо-ненти:

¦ дані,

¦ апаратне забезпечення,

¦ програмне забезпечення,

¦ користувачі.

Однією із характеристик бази даних є наявність зв'яз-ків між певними даними в ній. За способом встановлення таких зв'язків структури баз даних поділяють на: ієрархіч-ні, сіткові та реляційні.

Ієрархічна структура (модель) будується за принципом ієрархії типів об'єктів, тобто один об'єкт є головним, а решта, які перебувають на нижчих рівнях ієрархії, - підлеглими.

Між головним і підлеглими об'єктами встановлюється взаємозв'язок "один-до-багатьох". Інакше кажучи, для да-ного головного об'єкта існує декілька підлеглих. Таким чином, взаємозв'язки між об'єктами нагадують генеалогіч-не дерево за єдиним винятком: для кожного породженого (підлеглого) елемента може бути тільки один вихідний (го-ловний).

Вузли і гілки утворюють іє-рархічну деревовидну структуру. Найвищий в ієрархії вузол називається кореневим, перебуває на першому рівні, залежні вузли (підлеглі елементи) - на другому, третьому і т. д. рівнях. Прикладом ієрархічної структури даних може бути організація каталогів на диску, різного роду класи-фікації, структура державної влади тощо(Додаток Г).

У сітковій моделі поняття головного і підлеглих об'єктів дещо розширені. Один і той самий об'єкт може одночасно виступати як в ролі головного, так і підлеглого елемента. Це означає, що кожен об’єкт може брати участь в довільній кількості зв'язків. Теоретично повинен існувати зв'язок кожного елемента даних з усіма іншими (зв'язок "багато-до-багатьох"), але оскільки практично реалізувати це неможливо, то доводиться встановлювати деякі обме-ження [34]. Прикладом сіткової структури БД може бути струк-тура автобусних маршрутів (з будь-якого населеного пунк-ту існують маршрути у інші) (Додаток Ґ).

Ієрархічна і сіткова моделі даних стали застосо-вуватися в системах управління базами даних на початку 60-х років.

У реляційній моделі даних об'єкти і взаємо-зв'язки між ними (всі дані) представляються за допомогою прямокутних таблиць. У теорії множин вигляд таблиці ви-значається відношеннями між елементами (назву типу структури дав термін relation (з англ. відношення).