АВТОМАТИЗИРОВАНН ЫЕ БАНКИ И БАЗЫ ДАННЫХ ОГЛАВЛЕНИЕ

АВТОМАТИЗИРОВАНН ЫЕ БАНКИ И БАЗЫ ДАННЫХ

ОГЛАВЛЕНИЕ Понятийный аппарат 2. Виды баз данных 1.

Понятийный аппарат

База данных (БД) это совокупность данных, организованная по определенным правилам, которые предусматривают общие принципы описания, хранения и манипулирования данными. База данных хранится незавимо от прикладных программ. Она является информационной моделью предметной области. Обращение к БД осуществляется с помощью системы управления базами данных (СУБД).

Система управления базами данных (СУБД) — комплекс программ и языковых средств, предназначенных для создания, обслуживания и использования баз данных. К ее основным функциям следует отнести определение данных, обра ботку данных и управление данными. Прикладные программы (приложения) служат для обработки данных пользователем, выполнения вычислений и генерации документов по заданной пользователем форме. Приложение представляет собой программу или пакет программ, которые используют БД и обеспечивают автоматизацию обработки информации.

Так как база данных – это модель некой предметной области, то при построении БД необходимо: 1) Построить модель предметной области 2) Реализовать информационную модель с учетом возможностей, предоставляемых конструктором БД – СУБД.

Автоматизированный банк данных – организационно техническая система, представляющая собой совокупность баз данных пользователей, технических и программных средств формирования и ведения этих баз и коллектива специалистов, обеспечивающих функционирование системы.

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ БАНКОВ ДАННЫХ: хранение данных; защита данных; редактирование данных; поиск и отбор данных по запросам пользователей; обработка данных и вывод результатов.

СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ БАНКОВ ДАННЫХ: вычислительная система, базы данных, система управления базами данных, прикладные программы, администрация банка данных.

Виды баз данных

ПО ИСПОЛЬЗУЕМОЙ МОДЕЛИ ДАННЫХ, ИЛИ ПО СТРУКТУРЕ ОРГАНИЗАЦИИ ДАННЫХ иерархические, сетевые, реляционные объектно-ориентрованные

ПО ВИДАМ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ МЕЖДУ ДАННЫМИ один к одному одна запись может быть связана только с одной записью; один ко многим когда одна запись взаимосвязана со многими другими; многие ко многим одна и та же запись может вхо дить в отношения со многими другими записями в различных вариантах.

МОДЕЛИ БАЗ ДАННЫХ Иерархическая модель В иерархической модели используется вид связи между элементами данных «один ко многим» . В этой модели данные имеют древовидную (иерархическую) структуру. Она удобна для использования, если информация иерархически упорядочена, и редко используется при наличии сложных логических связей.

В данной модели должно соблюдаться правило: каждый узел может иметь только одну входящую связь; в структуре может быть только один узел без входящей связи.

МОДЕЛИ БАЗ ДАННЫХ Сетевая модель В сетевой модели используется вид связи между элементами данных «многие ко многим» . В сетевой модели отсутствует ограничение на число обратных связей. Но должно соблюдаться одно правило: связь включает основную и зависимую записи.

МОДЕЛИ БАЗ ДАННЫХ Реляционная модель

Основная идея реляционной модели заключается в следующем. База данных состоит из ряда неупорядоченных таблиц (в простейшем случае — из одной таблицы). Таблицами можно манипулировать посредством непроцедурных (декларативных) операций — запросов, результатами которых также являются таблицы.

МОДЕЛИ БАЗ ДАННЫХ Реляционная модель данных получила название от английского термина «relation» — отношение. В реляционной модели базы данных взаимосвязи между элементами данных представляются в виде двумерных таблиц, называемых отношениями. Почти все современные СУБД базируются на реляционной модели управления БД. Реляционная модель используется в основном в БД среднего размера.

Каждая строка таблицы (одна запись) соответствует одному экземпляру сущности, а каждое поле описывает некоторое свойство (атрибут). Например, если нам требуется хранить информацию о людях, включающую фамилию каждого, имя, отчество, ИНН, страну проживания и дату рождения, то сущностью является именно человек, а указанные данные — атрибутами. Сама сущность естественным образом становится названием таблицы.

Сущность “ученик” Атрибуты — уникальный (допустим — в пределах данной школы) номер, фамилия, имя, дата рождения.

Тип — “один ко многим”.

Реляционная модель требует, чтобы каждая строка таблицы была уникальной, т. е. чтобы любые две строки различались значением хотя бы одного атрибута. Чаще всего это ключевое поле. Таблица “Человек”

Ключом таблицы называется поле или группа полей, содержащие уникальные в рамках данной таблицы значения. Ключ однозначно определяет соответствующую строку таблицы. Если ключ состоит из одного поля, его часто называют простым, если из нескольких — составным. В приведенном примере ключом является поле ИНН (мы считаем известным тот факт, что ИНН в пределах страны являются уникальными).

Укажите атрибут и сущность, ключевое поле Таблица “Человек”

ПРАВИЛА ЦЕЛОСТНОСТИ Реляционная модель определяет два общих правила целостности базы данных: целостность объектов и ссылочная целостность. Правило целостности объектов очень простое. Оно требует, чтобы первичные ключи таблиц не содержали неопределенных (пустых) значений. Правило ссылочной целостности требует, чтобы внешние ключи не содержали несогласованных с родительскими ключами значений. То есть мы должны потребовать, например, чтобы ученики относились лишь к классу,

В частности, для поддержания ссылочной целостности используются механизмы каскадирования операций. Каскадирование подразумевает, в частности, то, что при удалении записи из “родительской” таблицы, связанной с другой таблицей отношением “один ко многим”, из таблицы “многих” автоматически (самой СУБД, без участия пользователя) удаляются все связанные записи. И это естественно, ведь такие записи “повисают в воздухе”, они более ни с чем не связаны.

ИНДЕКСАЦИЯ Основное назначение индексации — оптимизация (убыстрение) поиска (и, соответственно, некоторых других операций с базой данных). Индексация в любом случае требует дополнительных ресурсов (на физическом уровне чаще всего создаются специальные индексные файлы). Операции, связанные с модификацией данных, индексация может даже замедлять, поэтому индексируют обычно редко изменяемые таблицы, в которых часто производится поиск.

Индексный файл очень похож на индекс обычной книги. Для каждого значения индекса хранится список строк таблицы, в которых содержится данное значение. Соответственно, для поиска не надо просматривать всю таблицу — достаточно заглянуть в индекс. Зато при модификации записей может потребоваться перестроить индекс. И на это уходит дополнительное время.

ТИПЫ ДАННЫХ Все реляционные СУБД поддерживают данные следующих основных типов: числовые; строковые; логические; даты.

МОДЕЛИ БАЗ ДАННЫХ Объектно-ориентированная модель Объектно ориентированные БД исполь зуются для создания крупных БД со сложными структурами данных. Они объединяют в себе две модели: реляционную и сетевую.

ПО ХАРАКТЕРУ ХРАНИМОЙ ИНФОРМАЦИИ Фактографические Документальные для современных СУБД неактуальна. Как правило, в БД хранятся и факты, и, при необходимости, документы, включающие не только тексты, но объекты мультимедиа и пр.

ПО СПОСОБУ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ Она имеет отношение к физической организации данных: БД часто делятся на централизованные и распределенные. Централизованная БД целиком хранится на одном компьютере, распределенная — на разных. Тоже устарела –современная СУБД, расположенная на одном компьютере, может распределенно хранить данные на нескольких компьютерах.

ПО СТЕПЕНИ ЛОКАЛИЗАЦИИ В зависимости от взаимного расположения приложения и базы данных можно выделить локальные и удаленные БД (клиент сервер). Локальные базы данных Локальные БД расположены на том же самом компьютере, что и работающие с ними приложения. Ра бота с такой базой данных происходит, как правило, в однопользовательском режиме.

Структура локальной БД

БАЗЫ ВИДА КЛИЕНТ-СЕРВЕР Для работы с удаленными БД используются клиент серверные приложения. Работа с такими базами осуществляется в многопользовательском режиме. Клиентом является программа (или компьютер), использующий удаленный ресурс базу данных. Сервером является программа (или компьютер), управляющая этой базой. База данных, расположенная на сервере, называется корпоративной.

СХЕМА БАЗЫ ДАННЫХ ВИДА КЛИЕНТ-СЕРВЕР