Слайд 2
База данных
База данных – совокупность предназначенных для машинной
обработки структурированных данных, которые используются многими пользователями в рамках
одной или нескольких организаций.
Качества, присущие базам данных:
Интегрированность данных;
Структурированность данных;
Взаимосвязь данных;
Гибкость;
Доступность и целостность данных;
Независимость данных от прикладных программ.
Слайд 3
СУБД
Система управления базой данных (СУБД) – специальная программа
и/или пакет программ, которые управляют работой БД, обеспечивают доступ
к данным и их централизованное управление.
Качества, присущие СУБД:
обеспечить пользователя языковыми средствами поиска и манипулирования данными;
обеспечить поддержку логических моделей данных;
обеспечить операции создания и манипулирования логическими данными и одновременное управление физическими данными;
обеспечить защиту и согласованность данных.
Слайд 4
Требования к базам данных
удовлетворять актуальным информационным потребностям пользователя;
отвечать
требованиям достоверности и непротиворечивости данных;
учитывать возможное ограничение доступа и
обеспечивать независимость приложений от организации данных;
поддерживать возможные изменения и расширения предметной области;
быть универсальной по отношению к программной и аппаратной среде;
отвечать различным требованиям по производительности.
Слайд 5
Основные термины теории баз данных
Данные – некоторый факт
или совокупность фактов, с помощью которых описывается конкретная предметная
область и на которых базируется последующий вывод или принимаемые решения.
Элемент данных – определяет некоторое свойство или атрибут объекта предметной области.
Экземпляром элемента данных – некоторое конкретное значение, принимаемое элементом данных.
Агрегат данных – поименованная совокупность элементов данных, рассматриваемая в программе как единое целое.
Логическая запись – упорядоченная совокупность значений взаимосвязанных элементов данных.
Избыточность – один элемент данных может входить в различные записи.
Полнота – любой элемент данных может характеризовать полностью или частично предмет, явление или событие.
Слайд 6
Уровни абстракции для определения структуры базы данных
Концептуальный;
Логический;
Физический.
Слайд 7
Ассоциации
Связи в БД определяют некоторую зависимость между парами
элементов данных.
Существует три типа ассоциаций:
ассоциация 1 (простая );
ассоциация М
(сложная);
ассоциация С (условная).
Слайд 8
Простая ассоциация
Если ЭЭД , от которого направлена связь,
идентифицирует один и только один ЭЭД , к которому
направлена эта связь, то говорят об ассоциации типа 1, или простой ассоциации. Простая ассоциация определяет функциональную зависимость между ЭД.
Слайд 9
Сложная ассоциация
Если ЭЭД, от которого направлена связь, идентифицирует
некоторое число ЭЭД, к которому направлена связь, то говорят,
об ассоциации типа М, или сложной ассоциации.
Связь в обратном направлении не рассматривается.
Сложная ассоциация определяет многозначную зависимость между ЭД.
Слайд 10
Условная ассоциация
Если ЭЭД, от которого направлена связь, идентифицирует
один ЭЭД, либо не идентифицирует ни одного ЭЭД, к
которому направлена эта связь, то говорят об ассоциации типа С, или условной ассоциации.
Связь в обратном направлении не рассматривается.
Слайд 11
Отображение
Отображение является средством для определения характера взаимосвязей между
элементами данных.
Выделяют 3 типа отображений:
1:1 (один к одному);
1:М (один
ко многим);
М:N (многие ко многим).
Слайд 12
ER-модель
Модель “Сущность-связь” (Entity-Relationship model, или ER-модель) представляет собой
высокоуровневую концептуальную модель данных, которая была разработана Ченом.
Данная модель
данных представляет собой набор концепций, которые описывают структуру базы данных и связанные с ней транзакции обновления и извлечения данных.
Основные концепции модели
типы сущностей;
типы связей;
атрибуты.
Слайд 13
Сущность
Типы сущностей – объект или концепция, которые характеризуются
на данном предприятии как имеющие независимое существование.
Сущность – экземпляр
типа сущности, который может быть идентифицирован уникальным образом.
Слайд 14
Сущность
Слабый тип сущности – тип сущности, существование который
зависит от сущности какого-то другого типа.
Сильный тип сущности –
тип сущности, существование который не зависит от сущности какого-то другого типа.
Слайд 15
Атрибуты
Атрибут – свойство типа сущности или типа связи.
Домен
атрибута – набор значений, которые могут быть присвоены атрибуту.
Простой
атрибут – атрибут, состоящий из одного компонента с независимым существованием.
Составной атрибут – атрибут, состоящий из нескольких компонентов, каждый из которых характеризуется независимым существованием.
Однозначный атрибут – атрибут, который содержит одно значение для одной сущности.
Многозначный атрибут – атрибут, который содержит несколько значений для одной сущности.
Производный атрибут – атрибут, который подставляет значение, производное от значения связанного с ним атрибута или некоторого множества атрибутов, принадлежащих некоторому типу сущности.
Слайд 16
Ключи
Ключ – элемент данных, который позволяет уникально идентифицировать
отдельные экземпляры некоторого типа сущности.
Потенциальный ключ – атрибут или
набор атрибутов, который уникально идентифицирует отдельные экземпляры типа сущности.
Первичный ключ – потенциальный ключ, который выбран в качестве первичного.
Составной ключ – потенциальный ключ, который состоит из двух или больше атрибутов
Полностью составной ключ содержит несколько атрибутов, между которыми существует отображение М:N.
Полусоставной ключ содержит несколько атрибутов и построен с использованием отображения М:1.
Избыточный ключ – если из него может быть удален один или несколько атрибутов, и он по-прежнему остается ключом.
Внешний ключ – атрибут или множество атрибутов внутри отношения, которое соответствует потенциальному ключу некоторого отношения.
Слайд 17
Представление сущности на ER-диаграмме
Слайд 18
Связи
Связь – некоторая осмысленная ассоциация между сущностями
различных типов.
Степень связи - количество сущностей, которые охвачены данной
связью.
Сложная связь – связь со степенью больше 2.
Ролевые имена – для указания назначения каждой сущности.
Слайд 19
Связи
Кардинальность связи – количество возможных связей для каждой
из сущностей-участниц.
Степень участия определяет, зависит ли существование некоторой сущности
от участия в связи некоторой другой сущности.
Полная степень участия, если для существования некоторой сущности требуется существование другой сущности, связанной с ней определенной связью.
Слайд 20
Преобразование и оптимизация
ER-диаграмм
Цель: получить упрощенную локальную концептуальную модель
данных, из которой удалены все структуры, реализация которых в
среде реляционных СУБД затруднительна.
На этом этапе выполняются следующие действия:
устранение связей типа M:N;
устранение сложных связей;
устранение рекурсивных связей;
устранение связей с атрибутами;
устранение множественных атрибутов;
перепроверка связей 1:1;
удаление избыточных связей.
Слайд 24
Проверка связей типа 1:1
Осуществляется с целью поиска ошибок
проектирования, поскольку могли быть созданы две различные сущности, которые
на самом деле представляют один и тот же объект в предметной области приложения.
В этом случае следует объединить такие сущности в одну.
Если первичные ключи объединяемых сущностей различны, то выбирается один из них в качестве первичного, а другой - в качестве альтернативного.
Слайд 25
Оптимизация атрибутов
Устранение связей с атрибутами осуществляется посредством преобразования
такой связи в новую сущность и возможным добавлением новых
связей.
Устранение множественных атрибутов проводится посредством определения новой сущности, в которую включаются возможные значения таких атрибутов.