1 Основные понятия База данных БД

1. Основные понятия База данных (БД) - это поименованная совокупность структурированных сведений об объектах какой-либо предметной области. Структурирование – введение соглашений о способах представления данных.

Пример неструктурированной записи информации о студентах 1). Номер личного дела: 14693; Фамилия, Имя: Алексеев Максим; Дата рождения: 01. 88; Специальность: 2201. 2). Шифр: 65788; Сергеева Ольга; д. р. 23 февраля 1987 г. ; спец. 0604

Пример структурированной записи Таблица 1

Системы управления базами данных (СУБД) Это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных и работы с ними. Наиболее популярны СУБД: Fox. Pro, Paradox, Microsoft Access.

2. Модели данных Общая логическая структура БД называется моделью данных. Различают три классические модели данных: Иерархическая ; Сетевая; Реляционная.

2. 1. Иерархическая модель Основные понятия: Уровень, Узел, Связь. Каждый узел (запись) описывает какой-то объект. К каждой записи есть только один путь от верхней (корневой) записи.

Фрагмент иерархической БД «Университет» Ректор Уровень 1 Уровень 2 Уровень 3 Институт Уровень 4 Кафедра … Проректор … … Институт Кафедра Проректор

2. 2. Сетевая модель Возможна связь каждого узла с любым другим Сетевые модели позволяют реализовать БД для любых объектов. Из-за сложности полученных моделей используются в основном в банковских БД.

2. 3. Реляционная модель Использует табличное представление данных. (табл. 1 – реляционная модель) Fox. Pro, Paradox, Microsoft Access – реляционные СУБД.

2. 3. 1. Структурные элементы реляционных БД: q q q Поле Запись Отношение Файл Ключ

Поле - элементарная единица логической организации данных (один столбец таблицы); Запись – совокупность логически связанных полей (одна строка таблицы); Отношение – совокупность экземпляров записей одной структуры (одна таблица БД); Файл – совокупность объектов БД:

Ключ – такое поле, по которому можно однозначно найти любую запись в БД. Если записи можно однозначно определить только значениями нескольких полей, ключ называется составным. Чтобы связать две таблицы БД, нужно, чтобы они имели одинаковый ключ.

Таблица (основной объект хранения информации); Форма (ввод, просмотр и обновление информации); Запрос (отбор информации и формирование новых таблиц, вычисление над данными); Отчет (подготовка данных к печати, вычисление итоговых значений)…

3. Информационно-логическая модель БД (ИЛМ) Схема БД называется ее информационнологической моделью. Пример. Рассмотрим БД «Факультет» из трех отношений: СТУДЕНТ (Номер, Фамилия И. О. , Группа) СЕССИЯ (Номер, Оценка 1, Оценка 2, Оценка 3, Средний балл) СТИПЕНДИЯ (Средний балл, процент стипендии)

ИЛМ БД р СТУДЕНТ Номер Фамилия И. О. Группа СТИПЕНДИЯ Средний балл Процент стипендии СЕССИЯ Номер Оценка 1 Оценка 2 Оценка 3 Средний балл

4. Нормализация отношений в БД Нормализация отношений – формальный аппарат, который используется для рациональной организации хранения данных в БД. Е. Кодд выделил пять основных нормальных форм отношений и предложил механизм нормализации. 4. 1. Первая нормальная форма Отношение называется приведенным к первой нормальной форме, если все его атрибуты простые (неделимы).

Например, отношение СОТРУДНИК(Номер дела, Фамилия И. О. , Цех) находится в первой нормальной форме. Отношение СОТРУДНИК 1(Номер дела, Фамилия И. О. , Цех, Дети) не находится в первой нормальной форме. При наличии нескольких детей записи об одном сотруднике повторяются:

Для приведения к первой нормальной форме отношение СОТРУДНИК 1 следует разбить на два отношения: СОТРУДНИК 1 Номер дела Фамилия И. О. Цех Дети СОТРУДНИК Номер дела = Фамилия И. О. Цех ДЕТИ Номер дела Имя ребенка Возраст

4. 2. Вторая нормальная форма Отношение находится во второй нормальной форме, если оно приведено к первой нормальной форме и каждый неключевой атрибут функционально зависит от ключа. Например, отношение СОТРУДНИК(Номер дела, Фамилия И. О. , Цех) находится в первой и второй нормальной форме. Отношение СОТРУДНИК 2(Номер дела, Фамилия И. О. , Цех, Число работников цеха) приведено к первой нормальной форме, но не находится во второй нормальной форме.

Приведем это отношение ко второй нормальной форме СОТРУДНИК 2(Номер дела, Фамилия И. О. , Цех, Число работников цеха) = СОТРУДНИК(Номер дела, Фамилия И. О. , Цех) + ЦЕХ(Цех, Число работников цеха)

4. 3. Третья нормальная форма Отношение находится в третьей нормальной форме, если оно приведено к первой и второй нормальной форме и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от ключа (нет промежуточной зависимости). Например, отношение СОТРУДНИК(Номер дела, Фамилия И. О. , Цех) приведено к первой, второй и третьей нормальной форме.

Отношение СОТРУДНИК 3(Номер дела, Фамилия И. О. , Цех, Начальник цеха) не находится в третьей нормальной форме, т. к. атрибут Начальник цеха связан с ключом Номер дела через атрибут Цех. Нормализация: СОТРУДНИК 3 СОТРУДНИК ЦЕХ Номер дела Фамилия И. О. Цех Начальник цеха =

5. Типы связей в БД Различают три типа связей информационных объектов: - Один к одному (1: 1); - Один ко многим (1: М); - Многие ко многим (М: М). Связь один к одному означает, что каждой записи в таблице 1 соответствует одна запись в таблице 2 и наоборот. (например, таблицы СТУДЕНТ и СЕССИЯ) А 1 В 1 А 2 В 2 А 3 В 3

При связи один ко многим одному экземпляру записи таблицы 1 соответствуют несколько экземпляров записей таблицы 2, но каждая запись таблицы 2 связана только с одной записью таблицы 1. (например, таблицы СЕССИЯ и СТИПЕНДИЯ). А 1 А 2 А 3 В 1 В 2 В 3

Связь многие ко многим предполагает, что одному экземпляру объекта А соответствует несколько экземпляров объекта В и наоборот (например, таблицы СТУДЕНТ и ПРЕПОДАВАТЕЛЬ). А 1 В 1 А 2 В 2 А 3 В 3

6. Пример проектирования БД Требуется создать БД для хранения следующих сведений о студентах:

Этапы проектирования 1. Разработка ИЛМ. 2. Проектирование логической структуры БД. 3. Заполнение таблиц записями.

6. 1. Проектирование ИЛМ БД

6. 2. Разработка логической структуры БД Каждая таблица БД описывается по шаблону

Вводим команды Таблица –Создать – Конструктор - Ок Задание типа данных и размер (формат) полей

Задание ключевого поля

Логическая структура таблицы СТУДЕНТ

Сохранение логической структуры

6. 3. Заполнение таблиц записями Команды Таблица Студент –Открыть)

Таблица Студент после заполнения Заполнение таблицы в режиме ТАБЛИЦА производится по строкам!

БД после создания трех таблиц

Этап 4. Создание схемы БД в Access (Команды Сервис-Схема Данных)

Схема БД в Access

Объекты БД

1 Основные понятия База данных БД — это