Базы данных Преподаватель: Кузина Евгения Олеговна
Простые типы данных: переменные и константы Данные, которые обрабатывает программа: • базовые данные (числа, символы, логические величины). Данные, обрабатываемые компьютером: • переменные (имя, значение, тип): - статические; - динамические. Константы или постоянные (тип). 2
3 Структурированные данные Массив – упорядоченная совокупность однотипных величин, имеющих общее имя, элементы которых адресуются (различаются) порядковыми номерами (индексами): • одномерный А(10): а 1, а 2, … а 10 • двумерный: aij
Пример алгоритма вычисления среднего арифметического положительных элементов числового массива А(10) Запись алгоритма в виде псевдокода: 1. Повторить 10 раз (для i=1, 10, 1) 1. 1. Ввод ai. 2. Начальное значение суммы: S=0. 3. Начальное значение счетчика: N=0. 4. Повторить 10 раз (для i=1, 10, 1): 4. 1. Если ai>0, то S=S+ai и N=N+1. 5. Если N>0, то вычисление среднего арифметического SA=S/N; вывод SA. Иначе: вывод «Положительных элементов в массиве нет» . 6. Конец. 4
5 Языки программирования Компьютерная программа Логически упорядоченная последовательность команд Двоичное число Машинный код • машинный код; • символический язык ассемблер; • языки программирования высокого уровня;
6 Понятие «язык программирования» Языки программирования – это формальные искусственные языки, имеющие (так же как и естественные языки) алфавит, словарный запас, грамматику, синтаксис и семантику. • Языки программирования, ориентированные на команды процессора и учитывающие его особенности, называют языками «низкого уровня» . • Языки программирования, имитирующие естественные, обладающие укрупненными командами, ориентированные на человека, называются языками высокого уровня.
7 Компиляторы и интерпретаторы Компиляторы полностью обрабатывают весь текст программы (его называют исходным кодом или source code). Основной недостаток компиляторов – трудоемкость трансляции языков программирования, ориентированных на обработку данных сложной структуры, заранее неизвестной или динамически меняющейся во время работы программы. Программа интерпретатор выполняет команды языка, переводя на машинный язык и исполняя каждую команду поочередно. С помощью интерпретатора, наоборот, для исследования содержимого памяти допустимо в любой момент прервать работу программы, организовать диалог с пользователем, выполнить любые сложные преобразования данных и при этом постоянно контролировать программно-аппаратурную среду, что и обеспечивает высокую надежность работы программы.
8 Системы программирования Процесс создания программы включает: - создание исходного кода программы на языке программирования; - этап трансляции, необходимый для создания объектного кода программы; - построение загрузочного модуля готового к использованию. Совокупность программных средств входит в состав системы программирования: - текстовый редактор, - компилятор, - редактор связей, - отладчик, - библиотеки функций, - справочная система.
Классификация и обзор языков программирования 9
Этапы подготовки и решения задач на компьютере В процессе подготовки и решения на компьютере задач можно выделить следующие этапы: 1. Постановка задачи. 2. Формальное построение модели задачи. 3. Построение математической модели задачи. 4. Выбор и обоснование метода решения. 5. Построение алгоритма. 6. Составление программы. 7. Отладка программы. 8. Решение задачи на компьютере и анализ результатов. 10
Основы информационных систем. Базы данных. В истории развития вычислительной техники наблюдалось два основных направления ее применения. • Первое связано с выполнением больших численных расчетов, которые трудно или просто невозможно произвести вручную. • Второе направление связано с использованием вычислительной техники для создания, хранения и обработки больших массивов данных. 11
12 Информационная система (ИС) Представляет собой аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий выполнение следующих функций: • ввод данных об объектах некоторой предметной области; • надежное хранение и защита данных во внешней памяти вычислительной системы; • дополнение, удаление, изменение данных; • сортировка, выборка данных по запросам пользователей; • выполнение специфических для данной предметной области преобразований информации; • предоставление пользователям удобного интерфейса; • обобщение данных и составление отчетов. Информационные системы – это организационное объединение аппаратного обеспечения (АО), одной или нескольких баз данных (БД), системы управления базами данных (СУБД) и пакетов прикладных программ (ППП).
13 Классификация баз данных По технологии обработки данных, базы данных подразделяются на централизованные и распределенные. По способу доступа к данным, базы данных подразделяются на локальный и удаленный (сетевой) доступ. Удаленный доступ может быть выполнен по принципу файл-сервер или клиент-сервер. Архитектура файл-сервер предполагает выделение одного из компьютеров сети (сервер) для хранения централизованной базы данных. Архитектура клиент-сервер предполагает, что сервер, выделенный для хранения централизованной базы данных, дополнительно производит обработку клиентских запросов.
14 Модели данных Ядром любой базы данных является модель представления данных. Каждая реляционная таблица должна обладать следующими свойствами: • один элемент таблицы – один элемент данных; • все столбцы таблицы содержат однородные по типу данные (целочисленные, числовые, текстовые и так далее); • каждый столбец имеет уникальное имя; • число столбцов задается при создании таблицы; • порядок записей отношений может быть произвольным; • записи не должны повторяться; • количество записей отношений не ограничено.
15 Реляционная таблица В реляционной таблице каждый столбец есть домен (его альтернативное название поле), а совокупность элементов каждой строки – кортеж (или запись). Строка заголовков называется схемой отношения. В отношении каждый конкретный экземпляр сущности представляется строкой, которая также называется кортежем (или записью).
16 Реляционная таблица Первичным ключом отношения называется поле или группа полей, однозначно определяющие запись (простой ключ , составной первичный ключ). Первичный ключ должен обладать следующими свойствами: • уникальность – в таблице может быть назначен только один первичный ключ, у составного ключа поля могут повторяться, но не все одновременно; • неизбыточность – не должно быть полей, которые, будучи удаленными из первичного ключа, не нарушает его уникальность; • в состав первичного ключа не должны входить поля типа, комментарий, графический и так далее. Чтобы избежать повторяющихся записей, приходят к связыванию таблиц. Для связи реляционных таблиц необходимо ввести в обе таблицы одинаковые по типу поля, по которым определится связь между записями обеих таблиц. Связи бывают нескольких типов «один к одному» , «один ко многим» , «многие ко многим» .
17 Проектирование баз данных Проектирование базы данных является одним из этапов жизненного цикла информационных систем. Ввиду сложности этот этап выполняется, как правило, коллективом разработчиков и включает следующие виды работ: • анализ предметной области; • проектирование и непосредственно кодирование (создание запросов и приложений); • тестирование и сопровождение.
18 Анализ предметной области Этот этап выполняется разработчиком совместно с заказчиком. Проектирование баз данных осуществляется на двух уровнях – физическом и логическом. • На физическом уровне решаются вопросы размещения данных на внешних носителях. • На логическом уровне составляется общий список полей, который может насчитывать от единиц до тысяч.
19 Нормализация основных таблиц Процесс нормализации имеет итерационный (пошаговый) характер, и осуществляется методом нормальных форм. Суть метода состоит в последовательном переводе таблицы из одной нормальной формы в другую, причем каждая последующая устраняет определенный вид функциональной зависимости между полями таблицы. Первая нормальная форма. Отношение называется приведенным к первой нормальной форме, если все его атрибуты неделимы. Вторая нормальная форма. Для приведения отношений ко второй нормальной форме необходимо дополнительно ввести понятие функциональной зависимости. Третья нормальная форма позволяет устранить транзитивную зависимость. Процесс нормализации заканчивается созданием схемы данных, в которой указываются все нормализованные таблицы с их полями и взаимосвязями между ними. Указываются типы взаимосвязей.
начало Составить блоксхему алгоритма нахождения максимального и минимального числа из массива, состоящего из N вводимых чисел. ‘Введите число элементов’ i=1, N, 1 нет да xi<x min N min: =i xi>x max ‘Введите элементы массива’ max: =i i=1, N, 1 xi ‘Максимальное число в массиве равно ’, xmax max: =1 min: =1 ‘Минимальное число в массиве равно ’, xmin конец
начало Составить блоксхему алгоритма ввода матрицы, состоящей из а строк и b столбцов, и нахождения количества положительных чисел в каждой строке. ‘Введите число строк’ a ‘Введите число столбцов’ i=1, a, 1 ni: =0 j=1, b, 1 Gij>0 ni: = ni+1 b ‘Введите элементы массива G’ i=1, a, 1 j=1, b, 1 i=1, a, 1 ‘Количество положительных чисел в ’, i, ’строке равно’, ni G[i, j] конец
начало Составить блоксхему алгоритма ввода массива из N чисел, и нахождения произведения положительных чисел в данном массиве. P: =1 ‘Введите число элементов’ i=1, N, 1 ai>0 N P: = P*ai ‘Введите элементы массива’ i=1, N, 1 Р=1 ai ‘Произведение положительных чисел равно’, Р ‘Положительных чисел в массиве нет’ конец
начало Составить блоксхему алгоритма ввода массива из N чисел, и создание нового массива, состоящего из каждого второго элемента первого массива. K: =N/2 ‘Введите число элементов’ i=1, K, 1 j=i N bj: =ai*2 ‘Введите элементы массива’ j , ‘ элемент нового массива равен’, bj i=1, N, 1 ai конец
Скачать презентацию Базы данных Преподаватель Кузина Евгения Олеговна Простые
базы данных.ppt