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

39769. Уровни аппаратных привилегий в Windows NT 5 294.5 KB
  ДВВ представляет запросы от процессов пользовательского режима драйверным процедурам в форме пакета запроса на ввод вывод то есть пакета IRP. Пакет IRP является своего рода рабочим рецептом созданным ДВВ который передается в драйверные процедуры. Большая часть данной книги как раз посвящена правильной организации драйверного кода обрабатывающего IRP пакеты. Запросы сделанные к подсистеме ввода вывода формулируются передаются и отслеживаются с помощью четкого формата рабочего рецепта известного как IRP пакет I o Request Pcket пакет...
39770. Драйверы режима ядра 1.04 MB
  С разделением адресного пространства все на удивление просто. Все четыре, доступного в 32-х разрядной архитектуре, гигабайта разделены на две равные части (4GT RAM Tuning и Physical Address Extension я опускаю как зкзотические). Нижняя половина отдана процессам пользовательского режима, верхняя принадлежит ядру.
39771. Прерывания и особые случаи 922 KB
  Содержимое IDTR не сохраняется в TSS и не изменяется при переключении задачи. Обработчик может обращаться к любым сегментам памяти через таблицу GDT и LDT текущей задачи на своем уровне привелегий передавать управление с помощью команд FR JMP и FR CLL изменять уровень привелегий с помощью шлюза вызова и производить вводвывод. В IDT разрещается применять 3 вида дескрипторов: шлюз ловушки шлюз прерывания и шлюз задачи. Шлюз задачи Шлюз прерывания Шлюз ловушки Формат шлюза задачи аналогичен формату этого в GDT и LDT.
39772. Простой драйвер, посылающий в приложение адреса своих ха 62.5 KB
  Для того чтобы приложение могло запросить у драйвера выполнение конкретного действия из числа предусмотренных в драйвере в качестве одного из параметров этой функции выступает код действия в данном случае IOCTL__DDR. Процедура драйвера вызываемая функцией Windows DeviceIoControl должна проанализировать поступивший в драйвер код действия и передать управление на соответствующий фрагмент драйвера. В программе драйвера для формирования кода действия использован макрос CTL_CODE который определен в файле NTDDK.
39773. Написание драйверов для Windows NT 4.0 442.5 KB
  Поддерживающие пакетный вводвывод с повторно используемыми I O request pckets IRPs запросы вводавывода. 3 показан стандартный цикл работы драйвера заключающийся в обработке запроса на прерывание IRP. Disptch NTSTTUS PDRIVER_DISPTCH IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject IN PIRP Irp ; Каждый драйвер должен иметь по крайней мере одну процедуру Disptch. StrtIo или Queuemngement VOID PDRIVER_STRTIO IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject...
39774. Общие сведения о драйверах устройств в системе Windows 925 KB
  Наоборот если в UNIX можно взять исходники ядра и помотреть как там пишутся драйвера то в Windows это вряд ли будет возможным. Несмотря на всю ее просто ту драйвера конечно присутствовали и в ней. Практически все дело ограничивалось накoпителями дисководами CDROM приводами винчестерами да элементарнейшими драйверами клавиатуры и дисплея. В нем рассматриваются вопросы написания простого драйвера PCIустройства под Win 98 ME 2000 с использованием архитектуры драйверов WDM и пакета NuMeg DriverStudio.
39775. Виртуальные драйверы и виртуальные машины Windows 119 KB
  Основное назначение виртуального драйвера виртуализация устройства т. Разработка нового виртуального драйвера может понадобиться при установке на компьютер новой аппаратуры или нового программного обеспечения предназначенного для обслуживания других приложений которая будет использоваться в многозадачном режиме и для которой в системе Windows не предусмотрено средств виртуализации. В первом случае речь идет о приложениях работающих в плоской модели памяти на уровне привилегий 3 это характерно для 32разрядных приложений Windows;...
39776. ЭКОНОМИКА СТРОИТЕЛЬСТВА. УЧЕБНИК 4.49 MB
  Помимо традиционных тем, такие как ресурсы отрасли, себестоимость, прибыль и рентабельность в строительстве, в учебном пособии представлены новые материалы по бизнес-планированию, экономической безопасности предприятий отрасли, SWOT и STEP анализу.
39777. Понятие об уроке технологии. Особенности уроков технологии 107.5 KB
  Перспективный план отражает: Объект труда Практическую работу Домашнюю подготовку учащихся Технические средства обучения Раздаточный материал Учебнонаглядные пособия Лабораторные работы Контрольные работы зачеты защиту проектов Инструктаж по технике безопасности Хороший планконспект урока условие высокого уровня учебной работы педагога и ученика. Правильный подбор учебного материала для урока в целом и каждой его части изложение и закрепление теоретического материала организация практической работы учащихся и т. Материал подбирается...