Базы данных База данных (БД) это поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области. БД используются в информационно-поисковых системах (электронные справочники, картотеки, каталоги) Основное назначение БД – хранение, поиск, внесение изменений, группировка и сортировка данных (манипулирование данными)
Характеристики БД: § полнота - чем полнее база данных, тем вероятнее, что она содержит нужную информацию (однако, не должно быть избыточной информации); § правильная организация - чем лучше структурирована база данных, тем легче в ней найти необходимые сведения; § актуальность - любая база данных может быть точной и полной, если она постоянно обновляется, т. е. необходимо, чтобы база данных в каждый момент времени полностью соответствовала состоянию отображаемого ею объекта; § удобство для использования - база данных должна быть проста и удобна в использовании и иметь развитые методы доступа к любой части информации.
Данные – это любая информация, которую необходимо сохранить в компьютере и к которой регулярно обращаются для получения разных ответов (выполняют запросы), для обновления существующей информации, удаления устаревшей и добавления новой. Знание – зафиксированная и проверенная практикой информация, которая может многократно использоваться людьми для решения тех или иных задач
Современные авторы часто употребляют термины – «банк данных» и «база данных» как синонимы, однако в общеотраслевых руководящих материалах по созданию банков данных Государственного комитета по науке и технике (ГКНТ), изданных в 1982 г. , эти понятия различаются. Там приводятся следующие определения банка данных и СУБД: Банк данных (Бн. Д) — это система специальным образом организованных данных — баз данных, программных, технических, языковых, организационнометодических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных. Система управления базами данных (СУБД) это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.
CУБД используются для упорядоченного хранения и обработки больших объемов информации. СУБД организует хранение информации таким образом, чтобы ее было удобно: § § § просматривать, пополнять, изменять, искать нужные сведения, делать любые выборки, осуществлять сортировку в любом порядке. Основная функция СУБД – организация обмена информацией между пользователями и базами данных с соответствующими процедурами контроля полномочий и процедур проверки.
§ § § Среди пользователей СУБД выделяется лицо (или группа лиц), на которого обычно возлагаются следующие функции: определение информационного содержания базы данных (идентификация объектов и связей, представляющих интерес для данного предприятия, создание на этой основе концептуальной схемы (с помощью специального языка); определение структуры хранения и стратегии доступа; взаимодействие с пользователем (подготовка и написание внешних схем); определение стратегии дублирования и восстановления; управление эффективностью ответа на запросы пользователей; создание словаря данных. Такое лицо получает статус администратора базы данных (АБД).
Функции СУБД § описание данных, их структуры (обычно описание данных и § § § их структуры происходит при инициировании новой базы данных или добавлении к существующей базе новых разделов (отношений); описание данных необходимо для контроля корректности использования данных, для поддержания целостности базы данных); первичный ввод, пополнение информации в базе данных; удаление устаревшей информации из базы данных; корректировку данных для поддержания их актуальности; упорядочение (сортировку) данных по некоторым признакам; поиск информации по некоторым признакам (для описания запросов имеется специальный язык запросов, он обеспечивает также интерфейс между базой данных и прикладными программами пользователей, позволяет этим программам использовать базы данных);
Функции СУБД § подготовку и генерацию отчетов (средства подготовки отчетов § § позволяют создавать и распечатывать сводки по заданным формам на основе информации базы данных); защиту информации и разграничение доступа пользователей к ней (некоторые разделы базы данных могут быть закрыты для пользователя совсем, открыты только для чтения или открыты для изменения; кроме того, при многопользовательском режиме работы с базой данных необходимо, чтобы изменения вносились корректно; для сохранения целостности данных служит механизм трансакций при манипулировании данными - выполнение манипуляций небольшими пакетами, результаты каждого из которых в случае возникновения некорректности операций “откатываются” и данные возвращаются к исходному состоянию); наличие нескольких вариантов выполнения одних и тех же действий, из которых пользователь может выбрать наиболее удобные для себя, соответствующие его подготовке, квалификации, привычкам;
Функции СУБД § резервное сохранение и восстановление базы данных, которое позволяет восстановить утраченную при сбоях и авариях аппаратуры информацию базы данных, а также накопить статистику работы пользователей с базой данных; § поддержку интерфейса с пользователями, который обеспечивается средствами ведения диалога (по мере развития и совершенствования СУБД этот интерфейс становится все более дружественным; дружественность существующих средств интерфейса предполагает § наличие развитой системы помощи (подсказки), к которой в любой момент может обратиться пользователь, не прерывая сеанса работы с компьютером и базой данных; § защиту от необдуманных действий, предупреждающую пользователя и предотвращающую потерю информации в случае поспешных или ошибочных команд;
Функции СУБД § тщательно продуманную систему ведения человеко- машинного диалога, отображение информации на дисплее, использование клавиш клавиатуры). § наличие нескольких вариантов выполнения одних и тех же действий, из которых пользователь может выбрать наиболее удобные для себя, соответствующие его подготовке, квалификации, привычкам; § тщательно продуманную систему ведения человекомашинного диалога, отображение информации на дисплее, использование клавиш клавиатуры).
Классификация БД по модели данных: Примеры: § иерархические Иерархические базы данных могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй — объекты второго уровня и т. д. Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Существует строгая подчиненность элементов: один главный, остальные подчиненные. Например, система каталогов на диске.
Сетевые К основным понятиям сетевой модели базы данных относятся: уровень, элемент (узел), связь. Узел — это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. В сетевой структуре каждый элемент может быть связан с любым другим элементом. Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.
Реляционные Каждая строка таблицы содержит информацию об одном конкретном объекте БД (книге, сотруднике, товаре), а каждый столбец – конкретную характеристику этого объекта (фамилия, название, цена). Строки такой таблицы называются записями, столбцы – полями. Каждая запись должна отличаться от другой значением хотя бы одного поля, которое называется ключом. Ключевое поле – это поле или группа полей, которые однозначно определяют запись. Например, табельный номер сотрудника, код изделия, номер автомобиля. Каждое поле имеет свое имя и тип.
Реляционные Поле ФИО Дата рожд 001 Иванов И. И. 12. 05. 65 1. 02. 05 директор 1000 Запись 002 Петров П. П. 30. 10. 75 2. 03. 95 бухгалтер 500 003 Сидоров С. С 4. 01. 81 4. 06. 00 исполнитель 100 Таб_№ Дата приема Должность Оклад
Объектно-ориентированная база данных (ООБД) — база данных, в которой данные оформлены в виде моделей объектов, включающих прикладные программы, которые управляются внешними событиями. Результатом совмещения возможностей (особенностей) баз данных и возможностей объектно -ориентированных языков программирования являются Объектно-ориентированные системы управления базами данных (ООСУБД). ООСУБД расширяет языки программирования, прозрачно вводя долговременные данные, управление параллелизмом, восстановление данных, ассоциированные запросы и другие возможности.
Классификация БД по технологии физического хранения: § § § БД во вторичной памяти (традиционные); БД в оперативной памяти (in-memory databases); БД в третичной памяти (tertiary databases).
Классификация БД по содержимому: § Примеры: § Географические § Исторические § Научные § Мультимедийные.
Классификация БД по степени распределённости: § централизованные (сосредоточенные) и распределённые. § Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе. Такой способ использования баз данных часто применяют в локальных сетях ПК. § Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно, пересекающихся или даже дублирующих друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).
Этапы проектирования базы данных 1. Концептуальное проектирование — сбор, анализ и редактирование требований к данным. Для этого осуществляются следующие мероприятия: § обследование предметной области, изучение ее информационной структуры § выявление всех фрагментов, каждый из которых характеризуется пользовательским представлением, информационными объектами и связями между ними, процессами над информационными объектами § моделирование и интеграция всех представлений По окончании данного этапа получаем концептуальную модель, инвариантную к структуре базы данных. Часто она представляется в виде модели «сущность-связь» .
Этапы проектирования базы данных 2. Логическое проектирование — преобразование требований к данным в структуры данных. На выходе получаем СУБД-ориентированную структуру базы данных и спецификации прикладных программ. На этом этапе часто моделируют базы данных применительно к различным СУБД и проводят сравнительный анализ моделей.
Этапы проектирования базы данных 3. Физическое проектирование — определение особенностей хранения данных, методов доступа и т. д.
Различие уровней представления данных на каждом этапе проектирования реляционной базы данных: § КОНЦЕПТУАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ — Представление аналитика (используется инфологическая модель «сущность-связь» ) * сущности * атрибуты * связи § ЛОГИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ — Представление программиста * Записи * элементы данных * связи между записями § ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ — Представление администратора * группирование данных * Индексы *методы доступа § ВНЕШНИЙ УРОВЕНЬ - это, как правило, словесное описание входных и выходных сообщений, а также данных, которые целесообразно сохранять в БД.
Скачать презентацию Базы данных База данных БД это поименованная совокупность
1. Базы данных.ppt