840

Системы управления базами данных

Конспект

Информатика, кибернетика и программирование

Совокупность структурированных данных, относящихся к некоторой предметной области, и хранящаяся в файлах. Физическая и логическая организация данных. Основные понятия реляционной модели данных. Проектирование БД. Понятие информационного объекта.

Русский

2013-01-06

95 KB

13 чел.

Системы управления базами данных (БД)

1. Понятие БД

База данных это именованная совокупность структурированных данных, относящихся к некоторой предметной области, и хранящаяся в файлах на МД. Предметная область – это часть реального мира, подлежащая изучению с целью организации управления и последующей автоматизации.

Для управления работой БД используется СУБД – комплекс программ, необходимых для создания баз данных, внесения в них изменений и организации поиска необходимой информации.

Примеры СУБД различного назначения: Рагаdох, МS Ассеss, РохРго, МS SQL Server, Огасlе.

По технологии обработки данных базы подразделяются на централизованные и распределенные. Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно, пересекающихся или даже дублирующих друг друга, частей, хранимых в различных ПК вычислительной сети.

Централизованные базы данных и соответствующие им СУБД по способу доступа к данным делятся на базы с локальным доступом и базы с удаленным (сетевым) доступом.

По степени универсальности различают два класса СУБД: общего назначения и специализированные.

Банк данных - информационная система, включающая:

  •  вычислительную систему (ПК, сети)
  •  одну или несколько БД
  •  СУБД
  •  набор прикладных программ, обеспечивающих взаимодействие пользователя с СУБД.

2. Модели данных

При размещении данных в БД определяется физическая и логическая организация данных. Физическая организация данных связана с размещением данных на реальных машинных носителях информации и в современных БД обеспечивается автоматически. Логическая организация данных определяется типом структур данных и видом модели.

Модель данных – это совокупность структур данных и операций их обработки.

Выделяют следующие модели данных:

  •  файловая;
  •  иерархическая;
  •  сетевая;
  •  реляционная;
  •  объектно-ориентированная.

Одним из признаков классификации  СУБД является используемая модель данных. Например, СУБД, основанные на реляционной модели данных, называют реляционными СУБД.

3.  Основные понятия реляционной модели данных  

Реляционные БД в настоящее время наиболее распространены и фактически являются промышленным стандартом. В реляционных БД  данные хранятся в двумерных таблицах. Строки реляционной таблицы соответствуют записям, а столбцы – полям.

Поле – элементарная единица логической организации данных, соответствующая логически неделимой единице информации  (реквизиту).

Поле характеризуется:

- именем

- типом (символьный, числовой)

- длиной (место, занимаемое в оперативной памяти)

- точностью числовых данных (количество знаков после запятой)

Запись – это совокупность логически связанных полей.

Таблица -  совокупность записей одной структуры.

Одни и те же данные могут быть размещены в таблицах разными способами. Рациональный способ организации таблиц позволяет свести дублирование данных к минимуму.

Ключ – уникальный идентификатор, состоящий из одного поля (простой ключ) или нескольких полей (составной ключ), однозначно определяющий запись. Наличие ключа позволяет устранить избыточность и дублирование данных. Если среди реальных реквизитов такого нет, то можно добавить в данные дополнительный идентификатор.

Требования к реляционным таблицам:

  •  каждый элемент таблицы – один элемент данных.
  •  все столбцы в таблице однородные, т. е. имеют одинаковый тип данных.
  •  каждый столбец имеет уникальное имя.
  •  одинаковые строки в таблице отсутствуют.
  •  порядок следования строк и столбцов произвольный.

Т.о., реляционная БД является совокупностью двумерных таблиц, состоящих из записей и полей.  Между таблицами устанавливаются логические связи, реализуемые за счет наличия одинаковых полей (ключей) в связываемых таблицах. В одной из таблиц ключ должен быть первичным (уникальным), а во второй внешним (повторяющимся).

4. Проектирование БД. Понятие информационного объекта

В результате проектирования БД должна быть разработана информационно-логическая модель (ИЛМ) данных. Компонентами ИЛМ являются информационные объекты и структурные связи между ними.

ИО – это информационное отображение некоторого реального объекта, явления, процесса, информация о котором должна быть представлена в БД, в виде совокупности логически связанных реквизитов (информационных элементов, атрибутов). Например, информационный объект Студент имеет реквизиты: Номер зачетки*, Фамилия, Имя, Дата рождения и т.д. Информационный объект имеет множество реализаций - экземпляров, каждый из которых представлен совокупностью конкретных значений реквизитов и определяется значением первичного ключа. Информационный объект может иметь один первичный и несколько внешних ключей, которые используются для связи с другими ИО.

Все информационные объекты из некоторой предметной области связаны между собой. Различают связи трёх типов:

  •  один к одному (1:1);
  •  один ко многим (1 :∞);
  •  многие ко многим (∞:∞),

Связь 1:1 предполагает, что одному экземпляру первого ИО соответствует только один экземпляр второго ИО и наоборот. Такие ИО можно объединить в один, содержащий атрибуты двух объектов. Пример: связь между информационными объектами Студент и Сессия, когда каждый студент имеет определённый набор экзаменационных оценок в сессию.

Связь 1 : ∞ означает, что одному экземпляру первого ИО соответствует 0, 1 или более экземпляров второго ИО, но каждому экземпляру второго ИО обязательно соответствует один экземпляр первого ИО. Примером связи 1: ∞ служит связь между информационными объектами Факультет и Студент, когда название факультета может повторяться многократно для различных студентов, а для каждого студента обязательно должен быть факультет, на котором он учится.

Связь ∞:∞ предполагает, что одному экземпляру первого ИО соответствует 0, 1 или более экземпляров второго ИО и наоборот. Пример такой связи - связь между информационными объектами Студент и Преподаватель, когда один студент обучается у многих преподавателей, а один преподаватель обучает многих студентов.

Построенная ИЛМ должна быть отображена в логическую структуру БД, которая является составной частью конкретной СУБД. ИО должны быть представлены в виде реляционных таблиц. Связи между реляционными таблицами устанавливаются при помощи совпадающих значений полей.

При этом каждая таблица за исключением тех, которые не имеют подчиненных таблиц, должна иметь уникальный идентификатор – ключ. Если среди реальных реквизитов такого реквизита нет, то можно добавить в данные дополнительный идентификатор (код). Часто такой числовой идентификатор добавляют и для замены длинных текстовых ключевых полей.

Для связей между ИО 1:1 и 1: ∞ каждый ИО представляется соответствующей таблицей с теми же видами связей. Например, можно связать таблицу Группа, содержащую поля группа, староста, факультет, с таблицей Студент по полю группа. При этом вид связи будет 1:со, одной записи в таблице Группа будет соответствовать много записей в таблице Студент.

Связь : не реализуется в реляционных БД непосредственно для двух таблиц. Для организации такой связи используется промежуточная третья таблица. Все реквизиты двух ИО (и возможно некоторые дополнительные) представляются тремя таблицами с двумя связями вида 1:

Для каждой связи определяется главная таблица (на стороне отношения 1) и подчиненная (на стороне отношения ∞). В главной таблице связующее поле является первичным ключом (уникальным), а в подчиненной внешним (повторяющимся). Для каждого значения внешнего ключа обязательно должно быть такое же значение первичного ключа.

Пример: Создать БД "Распределение оборудования по кафедрам", содержащую следующие данные: наименование оборудования, количество единиц оборудования,  стоимость единицы оборудования, наименование кафедры, факультет.

Промежуточная таблица Распределение оборудования связывает таблицы Оборудование и Кафедры, т.к. связь между соответствующими ИО :. Введены дополнительные числовые ключевые поля код оборудования и код кафедры.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45357. Области применения систем искусственного интеллекта 47 KB
  В распознавании образов имеется хорошо разработанный математический аппарат и для не очень сложных объектов разработаны системы классификации по признакам по аналогии и т. Алфавит признаков придумывается разработчиком системы. Экспертные системы Экспертными системами называют сложные программные комплексы аккумулирующие знания специалистов в конкретных предметных областях и тиражирующие этот эмпирический опыт для консультаций менее квалифицированных пользователей. В этом случае говорят что происходит обучение экспертной системы.
45358. Обучение игровых программ 41 KB
  Таким образом накопление позволяет либо экономить время либо достичь лучшего качества игры за то же время путем использования несколько большего дерева. Оно позволяет программе в ходе игры улучшать свои оценивающие функции. Качество игры зависит от подходящего выбора весовых коэффициентов k1 k2 k3 .
45359. Подготовка входных параметров 28 KB
  Естественно что незначимые параметры не следует включать в список параметров входного вектора X. Однако на практике часто бывает трудно и даже невозможно установить какие из параметров предметной области являются значимыми а какие нет. Поэтому на первом этапе в вектор X включают как можно больше параметров избегая только те из них незначимость которых очевидна.
45360. Многообразие образовательных учреждений, их специфика 66 KB
  Учреждения профессионального образования. Прием граждан для получения среднего профессионального высшего профессионального и послевузовского профессионального образования проводится на конкурсной основе по заявлениям граждан. Вне конкурса при условии успешной сдачи вступительных экзаменов в государственные и муниципальные образовательные учреждения среднего профессионального и высшего профессионального образования принимаются: детисироты и дети оставшиеся без попечения родителей; детиинвалиды инвалиды I и II групп которым не...
45361. Школьный класс как малая социальная группа: характеристика, структура, уровни развития. Межличностные отношения и методы их изучения 60.5 KB
  План Признаки коллектива Характеристика класса как ученического коллектива Структура класса Формальная неформальная Отсутствие структуры складывающаяся структура 2 или более группировок Уровни развития класса стадия 1 2 3 и последующие Межличностные отношения в классе звезды предпочитаемые отвергаемые изолированные Методы изучения межличностных отношений в классе социометрия выявление лидера Признаки коллектива: Общая социально значимая цель. В хорошо организованных коллективах проявляются взаимопомощь и...
45362. Изучение, обобщение и распространение передового педагогического опыта. Анализ опыта учителей-новаторов 39 KB
  Критерии педагогических инноваций Новизна оптимальности результативность массовость 7. Причины нереализованности педагогических новаций. 3 Изменение характера отношения учителей к самому факту освоения и применения педагогических новшеств. Внедрение достижений педагогической науки Инновационная направленность деятельности учителей включает и вторую составляющую внедрение в практическую педагогическую деятельность результатов психологопедагогических исследований.
45363. Диагностика результатов обучения школьников. Проверка и оценка работы школьников в процессе обучения 50.5 KB
  План Диагностика качества обучения определение цель принципы формула Контроль Понятие контроля Виды контроля Формы контроля Методы контроля Требования к контролю Тест как метод контроля Проверка Оценка 1. Принципы диагностирования обученности: Систематичность разнообразие постоянство форм методов средств контроля. Необходимость контроля на всех этапах обучения. Понятие контроля.
45364. Проблема целей и содержания воспитания. Культурологический подход к воспитанию и обучению 45.5 KB
  Проблема целей и содержания воспитания. Понятие воспитания Цели воспитания Культурологический подход к воспитанию и обучению Содержание воспитания 1. Понятие воспитания Воспитание это деятельность воспитателей по созданию условий для культурного становления и саморазвития личности иначе деятельность педагога по организации жизни ребёнка на уровне культуры. Цели воспитания Цель воспитания идеал к которому стремится общество и отдельный воспитатель.
45365. Проблемное обучение. Использование методов проблемного обучения в информатике 36.5 KB
  Использование методов проблемного обучения в информатике. План Технология проблемного обучения Проблемная ситуация Проблемное изложение Частичнопоисковая Исследовательская деятельность Приемы создания проблемных ситуаций Преимущества и недостатки проблемного обучения Использование методов проблемного обучения в информатике 1. Технология проблемного обучения предполагает организацию под руководством учителя самостоятельной поисковой деятельности учащихся по решению учебных проблем в ходе которых у школьников формируются новые...