Базы данных 1 Традиционная файловая система

Базы данных 1

› Традиционная файловая система vs › Базы данных – набор данных, организованных определенным образом 2 Базы данных 2

› Проектирование баз данных - это разработка структуры информации, хранящейся и обрабатывающейся в информационной системе, основанной на использовании СУБД. › Цели проектирования: › обеспечить возможность хранения всей необходимой информации › исключить избыточность данных › исключить аномалии › минимизировать количество таблиц БД 3 Проектирование БД 3

4 4 Проектирование реляционной БД

5 Проектирование БД 5 Проектирование реляционной БД

6 Проектирование БД 6 Проектирование реляционной БД

› › Малое предприятие «Макрософт» Предприятие продает по заказам свои разработки ПО, а также оборудование (компьютеры, собираемые из комплектующих) и комплектующие Работает 10 человек. Сотрудники работают по нескольку человек в комнатах. В каждой комнате установлен отдельный телефон. Информационная система должна выводить следующие справки. › анкетные данные всех работников (ФИО, адрес, домашний телефон); › номер рабочего телефона каждого сотрудника; › список ответственных за техническое состояние принадлежащих предприятию компьютеров и противопожарное состояние комнат; › какие работы по заказам, в какие сроки и по каким разработкам выполняют работники; › кем и на какую сумму сделан заказ, что он включает; › какие поставщики (наименование фирмы, адрес) участвуют в поставке комплектующих на данную конфигурацию оборудования; › по каким ценам заказчики покупают оборудование и комплектующие. Пример исходных данных для 7 проектирования 7

› ER-диаграммы (Entity-Relation) – диаграммы «сущность-связь» › СУЩНОСТЬ – некоторый объект, представляющий интерес для организации › Сущность должна иметь ЭКЗЕМПЛЯРЫ, отличающиеся друг от друга и допускающие однозначную идентификацию › ПРИМЕРЫ. РАБОТНИКИ. РАБОТЫ. ДЕТАЛИ. СТУДЕНТЫ. ЭКЗАМЕНЫ › АТРИБУТ – свойство сущности › ПРИМЕР. Сущность РАБОТНИКИ имеет атрибуты: Номер. Телефона, Фамилия, Адрес 8 ER-диаграммы 8

› СВЯЗЬ – соединение между двумя или более сущностями › ПРИМЕРЫ: › РАБОТНИКИ-ВЫПОЛНЯЮТ-РАБОТЫ › СТУДЕНТЫ-СДАЮТ-ЭКЗАМЕНЫ › КЛЮЧ СУЩНОСТИ – атрибут или набор атрибутов, используемый для идентификации экземпляра сущности. › СТЕПЕНЬ СВЯЗИ. Что такое степень связи, проще всего пояснить на примере. › ПРИМЕР. Для связи РАБОТНИКИ—ВЫПОЛНЯЮТ—РАБОТЫ возможны следующие степени связи: › 1: 1 - один работник выполняет одну работу › 1: n › n: 1 › n: m 9 ER-диаграммы 9

› КЛАСС ПРИНАДЛЕЖНОСТИ СУЩНОСТИ: › обязательный › необязательный 10 10 ER-диаграммы

› Графическое изображение сущностей, связей и ключей называется ER-диаграммой 11 11 ER-диаграммы

12 12 ER-диаграммы

13 13 ER-диаграммы

14 ER-диаграммы

› ПРАВИЛО 1. Если степень связи 1: 1 и класс принадлежности обеих сущностей обязательный, то такая связь преобразуется в ОДНО отношение, первичным ключом которого становится ключ любой из сущностей. 15 › ПРАВИЛО 2. Если степень связи 1: 1 и класс принадлежности одной из сущностей – обязательный, а другой – необязательный, то формируются ДВА отношения, по одному для каждой сущности. › Ключ каждой сущности становится первичным ключом соответствующего отношения. › Ключ сущности с необязательным классом принадлежности добавляется как атрибут в отношение для сущности с обязательным классом принадлежности. Правила построения предварительных 15 отношений

› ПРАВИЛО 3. Если степень связи 1: 1 и класс принадлежности обеих сущностей необязательный, то необходимы ТРИ отношения: по одному для каждой сущности и одно для связи. 16 › Ключами первых двух отношений будут ключи сущностей, а ключом третьего – ключ любой из сущностей. › ПРАВИЛО 4. Если степень связи 1: n и класс принадлежности n-связной сущности обязательный, то необходимы ДВА отношения, по одному для каждой сущности. › Ключами этих отношений станут ключи каждой сущности. › Ключ односвязной сущности добавится как атрибут в отношение для n-связной сущности. Правила построения предварительных 16 отношений

17 › ПРАВИЛО 5. Если степень связи 1: n и класс принадлежности n -связной сущности необязательный, то необходимы ТРИ отношения: по одному для каждой сущности и одно для связи. › В отношении для связи среди атрибутов должны быть ключи каждой сущности. › Ключами первых двух отношений будут ключи сущностей, а ключом третьего – ключ n-связной сущности. › ПРАВИЛО 6. Если степень связи m: n, то необходимы ТРИ отношения: по одному для каждой сущности и одно для связи. › В отношении для связи среди атрибутов должны быть ключи каждой сущности. › Ключами первых двух отношений становятся ключи сущностей, а ключом третьего - ключи обеих сущностей. Правила построения предварительных 17 отношений

› Общее назначение процесса нормализации заключается в исключении некоторых типов избыточности и устранении некоторых аномалий обновления 18 › Переменная отношения находится в первой нормальной форме (1 НФ) тогда и только тогда, когда в любом допустимом значении отношения каждый его кортеж содержит только одно значение для каждого из атрибутов › Переменная отношения находится во второй нормальной форме тогда и только тогда, когда она находится в первой нормальной форме и каждый неключевой атрибут неприводимо (функционально полно) зависит от ее потенциального ключа › … › Всего более 15 НФ 18 Нормализация отношений в БД

19 A B C D E 19 Иерархическая модель БД

20 A B C D E 20 Сетевая модель БД

› По технологии обработки данных БД делятся на: 21 › Централизованные: › архитектура «Файл-сервер» › архитектура «Клиент-сервер» › Распределенные 21 Централизованные и распределенные БД

22 › Системы управления базами данных (СУБД) – это комплекс программ, предназначенный для создания и ведения баз данных, а также для доступа к данным и для их обработки › Свойства СУБД: › Обеспечение независимости программ от данных › Непротиворечивость данных › Защита и восстановление данных › Разграничение доступа к данным › Наличие языка запросов 22 Системы управления базами данных

› Механизм синхронизации транзакций 23 › Механизм управления доступом › Журнал – это особая часть БД, недоступная пользователям СУБД, в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД Пользователь 1 Пользователь 2 Приложение 1 Пользователь 3 … Приложение 2 Пользователь N Приложение 3 СУБД Данные 23 Системы управления базами данных

24 СУБД Программные средства создания БД ЯОД ЯМД Визуальные средства Отладчик Средства работы с БД Сервисные средства Пользовательский интерфейс Конфигурация Операции с данными 24 Состав СУБД

› Язык SQL (Structured Query Language) – структурированный язык запросов 25 › Пример 1 CREATE TABLE Сотрудник (Таб. Номер TEXT (6), ФИО TEXT (15), Оклад INTEGER, Дата DATETIME) › Пример 2 SELECT * FROM Сотрудник WHERE (Таб. Номер=1251) 25 Язык SQL

1. По типу поддерживаемой в СУБД модели данных: 26 › реляционная › объектно-ориентированная 26 Классификация СУБД

2. По типу использования ресурсов: 27 › локальные › сетевые 27 Классификация СУБД

3. По типу использования распределенных ресурсов: 28 › гомогенная › гетерогенная › мультибазовая 28 Классификация СУБД

4. По виду специализации: 29 › специализированные СУБД › СУБД общего назначения 29 Классификация СУБД