Слайд 2
Учебные вопросы
Основные понятия баз данных
Реляционный подход к
построению инфологической модели
Построение инфологической модели
Функциональные возможности СУБД
Слайд 3
3.1. Основные понятия баз данных
В широком смысле
слова база данных – это совокупность сведений о конкретных
объектах реального мира в какой-либо предметной области.
Предметная область – это часть реального мира, подлежащего изучению для организации управления и в конечном счете автоматизации, например, предприятие, вуз, отдел и т.д.
Слайд 4
База данных (БД) – это поименованная совокупность структурированных
данных, относящихся к определенной предметной области.
Структурирование – это
введение соглашений о способах представления 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.
Слайд 5
Конечные пользователи баз данных - специалисты предметной области,
выступающие в роли потребителей или источников данных.
Администратор базы
данных – это специалист или группа специалистов, обеспечивающие создание баз данных и поддержание их в актуальном состоянии.
Слайд 6
Баз данных классифицируются:
По технологии обработки данных базы данных
на:
Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы.
В вычислительной системе возможен распределенный доступ к такой базе. Этот способ использования баз данных часто применяют в локальных сетях ПК.
Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети.
Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).
Слайд 7
2. По способу доступа к данным базы данных
разделяются на:
базы данных с локальным доступом
базы данных
с удаленным (сетевым) доступом.
Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагают различные архитектуры подобных систем:
файл-сервер;
клиент-сервер
Слайд 8
Архитектура систем БД с сетевым доступом предполагает выделение
одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов).
На такой машине хранится совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети выполняют функции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользовательской системы к централизованной базе данных.
Слайд 9
Файл-сервер.
Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами
передаются на рабочие станции, где и производится обработка.
При
большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность информационной системы падает.
Пользователи могут создавать также на рабочих станциях локальные БД, которые используются ими монопольно.
Слайд 10
Клиент-сервер
Центральная машина (сервер базы данных) должна обеспечивать
хранение централизованной базы данных и выполнение основного объема обработки
данных.
Запрос на данные, выдаваемый клиентом (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере.
Извлеченные данные (но не файлы) транспортируются по сети от сервера к клиенту.
Слайд 11
Структурные элементы базы данных
Поле – элементарная единица логической
организации данных, которая соответствует неделимой единице информации – реквизиту.
Для описания поля используются следующие характеристики:
имя, например, Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения;
тип, например, символьный, числовой, календарный;
длина, например, 15 байт, причем будет определяться максимально возможным количеством символов;
точность для числовых данных, например два десятичных знака для отображения дробной части числа.
Слайд 12
2. Запись – совокупность логически связанных полей. Экземпляр
записи – отдельная реализация записи, содержащая конкретные значения ее
полей.
Слайд 13
3. Файл (таблица) – совокупность экземпляров записей одной
структуры.
Описание логической структуры записи файла содержит последовательность расположения полей
записи и их основные характеристики.
Слайд 14
Виды моделей данных
Ядром любой базы данных является модель
данных. Модель данных - совокупность структур данных и операций
их обработки.
Модель данных представляет собой множество структур данных, ограничений целостности и операций манипулирования данными.
С помощью модели данных могут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи между ними.
Слайд 15
Иерархическая структура представляет совокупность элементов, связанных между собой
иерархическими отношениями и образует ориентированный граф перевернутое дерево).
Основные понятия
иерархической структур:
уровень, элемент (узел), связь.
Узел – это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа.
Слайд 16
Сетевая структура при тех же основных понятиях (уровень,
узел, связь) обеспечивает каждого элемента с любым другим.
Слайд 17
Реляционная (табличная) база данных представляет собой двумерный массив
и обладает следующими свойствами:
каждый элемент таблицы – один элемент
данных;
все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д.) и длину;
каждый столбец имеет уникальное имя;
одинаковые строки в таблице отсутствуют;
порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.
Слайд 18
Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде
двумерных таблиц.
Отношения представлены в виде таблиц, строки которых соответствуют
кортежам или записям, а столбцы – атрибутам отношений, доменам, полям.
Слайд 19
3.2. Реляционный подход к построению инфологической модели
Информационный объект
– это описание некоторой сущности (реального объекта, явления, процесса,
события) в виде совокупности логически связанных реквизитов (информационных элементов).
Сущностями для информационных объектов могут служить: цех, склад, материал, вуз, студент, сдача экзаменов и т.д.
Слайд 20
Класс (тип) – это информационный объект определенного реквизитного
состава и структуры, которому присваивается уникальное имя (символьное обозначение),
например Студент, Сессия, Стипендия.
Информационный объект имеет множество реализаций – экземпляров, каждый из которых представлен совокупностью конкретных значений реквизитов и идентифицируется значением ключа (простого – один реквизит или составного – несколько реквизитов).
Остальные реквизиты информационного объекта являются описательными. При этом одни и те же реквизиты в одних информационных объектах могут быть ключевыми, а в других – описательными. Информационный объект может иметь несколько ключей.
Слайд 21
Типы связей
Все информационные объекты предметной области связаны между
собой. Различаются связи нескольких типов, для которых введены следующие
обозначения:
один к одному (1:1);
один ко многим (1:М);
многие ко многим (М:М).
Слайд 22
3.3. Построение инфологической модели
Базы данных и программные средства
их создания и ведения (СУБД) имеют многоуровневую архитектуру
Слайд 23
Концептуальная модель состоит из множества экземпляров различных типов
данных, структурированных в соответствии с требованиями СУБД к логической
структуре базы данных.
Концептуальный уровень соответствует логическому аспекту представления данных предметной области в интегрированном виде.
Слайд 24
Внутренняя модель состоит из отдельных экземпляров записей, физически
хранимых во внешних носителях.
Внутренний уровень отображает требуемую организацию данных
в среде хранения и соответствует физическому аспекту представления данных.
Слайд 25
Внешняя модель является подмножеством концептуальной модели.
С помощью внешних
моделей поддерживается санкционированный доступ к данным БД приложений (ограничен
состав и структура данных концептуальной модели БД, доступных в приложении, а также заданы допустимые режимы обработки этих данных: ввод, редактирование, удаление, поиск).
Внешний уровень поддерживает частные представления данных, требуемые конкретным пользователям.
Слайд 26
Проектирование базы данных состоит в построении комплекса взаимосвязанных
моделей данных.
Слайд 27
Информационно-логическая (инфологическая) модель предметной области отражает предметную область
в виде совокупности информационных объектов и их структурных связей.
Инфологическая
модель предметной области строится первой. Предварительная инфологическая модель строится еще на предпроектной стадии и затем уточняется на более поздних стадиях проектирования баз данных.
Слайд 28
3.4. Функциональные возможности СУБД
Система управления базами данных -
программная систему, предназначенная для создания на ЭВМ общей базы
данных, используемой для решения множества задач. СУБД предназначена для централизованного управления базой данных в интересах всех работающих в этой системе и поддержания базы данных в актуальном состоянии .
Слайд 29
По степени универсальности различают два класса СУБД:
системы общего
назначения;
специализированные системы
СУБД общего назначения – это сложные программные
комплексы, предназначенные для выполнения всей совокупности функций, связанных с созданием и эксплуатацией базы данных информационной системы.
Специализированные СУБД создаются в редких случаях при невозможности или нецелесообразности использования СУБД общего назначения.