Субд. основные понятия бд
Основные понятия о базах данных и СУБД
| Наименование параметра | Значение |
| Тема статьи: | |
| Рубрика (тематическая категория) | Связь |
Лекция 3. Тема 4.3 Представление об организации баз данных и системах управления базами данных.
1 Основные понятия о базах данных
2 СУБД Microsoft Access
Основные понятия о базах данных и СУБД
Информационная система (ИС) - ϶ᴛᴏ система, построенная на базе компьютерной техники, предназначенная для хранения, поиска, обработки и передачи значительных объёмов информации, имеющая определенную практическую сферу применения.
База данных - ϶ᴛᴏ ИС, которая хранится в электронном виде.
База данных (БД) – организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти ЭВМ, постоянного обновления и использования.
БД служат для хранения и поиска большого объёма информации. Примеры баз данных: записная книжка, словари, справочники, энциклопедии и т.д.
Классификация баз данных:
1. По характеру хранимой информации:
- Фактографические – содержат краткие сведения об описываемых объектах, представленных в строго определённом формате (картотеки, н-р: БД книжного фонда библиотеки, БД кадрового состава учреждения),
- Документальные – содержат документы (информацию) самого разного типа: текстового, графического, звукового, мультимедийного (архивы, н-р: справочники, словари, БД законодательных актов в области уголовного права и др.)
2. По способу хранения данных:
- Централизованные (хранятся на одном компьютере),
- Распределенные (используются в локальных и глобальных компьютерных сетях).
3. По структуре организации данных:
- Реляционные (табличные),
- Нереляционные.
Термин ʼʼреляционныйʼʼ (от лат. relatio – отношение) указывает на то, что такая модель хранения данных построена на взаимоотношении составляющих её частей. Реляционная база данных, по сути, представляет собой двумерную таблицу . Каждая строка такой таблицы принято называть записью. Столбцы таблицы называются полями: каждое поле характеризуется своим именем и типом данных. Поле БД - ϶ᴛᴏ столбец таблицы, содержащий значения определенного свойства.
Свойства реляционной модели данных:
Каждый элемент таблицы – один элемент данных;
Все поля таблицы являются однородными, ᴛ.ᴇ. имеют один тип;
Одинаковые записи в таблице отсутствуют;
Порядок записей в таблице должна быть произвольным и может характеризоваться количеством полей, типом данных.
Иерархической принято называть БД, в которой информация упорядочена следующим образом: один элемент считается главным, остальные – подчинёнными. В иерархической базе данных записи упорядочиваются в определенную последовательность, как ступеньки лестницы, и поиск данных может осуществляться последовательным ʼʼспускомʼʼ со ступени на ступень. Данная модель характеризуется такими параметрами, как уровни, узлы, связи. Принцип работы модели таков, что несколько узлов более низкого уровня соединяются при помощи связи с одним узлом более высокого уровня.
Узел – информационная модель элемента͵ находящегося на данном уровне иерархии.
Свойства иерархической модели данных:
Несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня;
Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень), не подчинено никакой другой вершине;
Каждый узел имеет своё имя (идентификатор);
Существует только один путь от корневой записи к более частной записи данных.
Иерархической базой данных является Каталог папок Windows, с которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол. На втором уровне находятся папки Мой компьютер, Мои документы, Сетевое окружение и Корзина, которые представляют из себяпотомков папки Рабочий стол, будучи между собой близнецами. В свою очередь, папка Мой компьютер – предок по отношению к папкам третьего уровня, папкам дисков (Диск 3,5(А:), С:, D:, E:, F:) и системным папкам (Принтеры, Панель управления и др.).
Сетевой принято называть БД, в которой к вертикальным иерархическим связям добавляются горизонтальные связи. Любой объект должна быть главным и подчинённым.
Сетевой базой данных фактически является Всемирная паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую базу данных.
Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, принято называть система управления базами данных (СУБД). СУБД используются для упорядоченного хранения и обработки больших объёмов информации.
Система управления базами данных (СУБД) - ϶ᴛᴏ система, обеспечивающая поиск, хранение, корректировку данных, формирование ответов на запросы. Система обеспечивает сохранность данных, их конфиденциальность, перемещение и связь с другими программными средствами.
Основные действия, которые пользователь может выполнять с помощью СУБД:
Создание структуры БД;
Заполнение БД информацией;
Изменение (редактирование) структуры и содержания БД;
Поиск информации в БД;
Сортировка данных;
Защита БД;
Проверка целостности БД.
Современные СУБД дают возможность включать в них не только текстовую и графическую информацию, но и звуковые фрагменты и даже видеоклипы.
Простота использования СУБД позволяет создавать новые базы данных, не прибегая к программированию, а пользуясь только встроенными функциями. СУБД обеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также удобный доступ к ним.
Популярные СУБД - FoxPro, Access for Windows, Paradox.
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, крайне важно различать собственно базы данных (БД) – упорядоченные наборы данных, и системы управления базами данных (СУБД) – программы, управляющие хранением и обработкой данных. К примеру, приложение Access, входящее в офисный пакет программ Microsoft Office, является СУБД, позволяющей пользователю создавать и обрабатывать табличные базы данных.
Принципы построения систем управления баз данных следуют из требований, которым должна удовлетворять организация баз данных:
- Производительность и готовность. Запросы от пользователя базой данных удовлетворяются с такой скоростью, которая требуется для использования данных. Пользователь быстро получает данные всякий раз, когда они ему необходимы.
- Минимальные затраты. Низкая стоимость хранения и использования данных, минимизация затрат на внесение изменений.
- Простота и легкость использования. Пользователи могут легко узнать и понять, какие данные имеются в их распоряжении. Доступ к данным должен быть простым, исключающим возможные ошибки со стороны пользователя.
- Простота внесения изменений. База данных может увеличиваться и изменяться без нарушения имеющихся способов использования данных.
- Возможностьпоиска. Пользователь базы данных может обращаться с самыми различными запросами по поводу хранимых в ней данных. Для реализации этого служит так называемый язык запросов.
- Целостность . Современные базы данных могут содержать данные, используемые многими пользователями. Очень важно, чтобы в процессе работы элементы данных и связи между ними не нарушались. Вместе с тем, аппаратные ошибки и различного рода случайные сбои не должны приводить к необратимым потерям данных. Значит, система управления данными должна содержать механизм восстановления данных.
- Безопасность и секретность. Под безопасностью данных понимают защиту данных от случайного или преднамеренного доступа к ним лиц, не имеющих на это права, от неавторизированной модификации (изменения) данных или их разрушения. Секретность определяется как право отдельных лиц или организаций решать, когда, как какое количество информации должна быть передано другим лицам или организациям.
Далее на примере одной из самых распространенных систем управления базами данных – Microsoft Access входит в состав популярного пакета Microsoft Office – мы познакомимся с основными типами данных, способами создания баз данных и с приемами работы с базами данных.
Основные понятия о базах данных и СУБД - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Основные понятия о базах данных и СУБД" 2017, 2018.
Работа с СУБД Access
Лабораторная работа №1. Знакомство с СУБД Access
Цель работы: освоение приемов работы в процессе создания базы данных в MS Access (анализ предметной области, анализ данных, построение модели данных, создание структуры и заполнение таблиц БД).
Основные понятия баз данных
Основой многих информационных систем (прежде всего, информационно-справочных систем) являются базы данных.
База данных - совокупность связанных данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования, независимая от прикладных программ, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти ЭВМ, постоянного обновления и использовании.
В большинстве случаев базу данных можно рассматривать как информационную модель некоторой реальной системы, например книжного фонда библиотеки, кадрового состава предприятия, учебного процесса в школе и так далее. Такую систему называют предметной областью базы данных и информационной системы, в которую она входит.
Классификация по способу хранения данных делит БД на централизованные и распределенные.
Вся информация и централизованной БД хранится на одном компьютере. Это может быть автономный ПК или сервер сети, к которому имеют доступ пользователи-клиенты. Распределенные БД используются в локальных и глобальных компьютерных сетях. В последнем случае разные части базы данных хранятся на разных компьютерах.
Известны три разновидности структуры данных: иерархическая, сетевая и табличная. Соответственно по признаку структуры базы данных делятся на иерархические БД, сетевые БД и реляционные (табличные) БД.
Слово "реляционная" происходит от английского relation - отношение. Отношение - математическое понятие, но в терминологии моделей данных отношения удобно изображать в виде таблицы.
В последнее время наиболее распространенным типом баз данных стали реляционные БД. Известно, что любую структуру данных можно свести к табличной форме.
Структурированное представление данных называется моделью данных. Основной информационной единицей реляционной БД является таблица . Реляционные БД используют табличную модель данных. База данных может состоять из одной таблицы - однотабличная БД, или из множества взаимосвязанных таблиц - многотабличная БД.
Структурными составляющими таблицы являются записи и поля.
Каждая запись содержит информацию об отдельном объекте системы: одной книге в библиотеке, одном сотруднике предприятия и т. п. А каждое поле - это определенная характеристика (свойство, атрибут) объектов: название книги, автор книги, фамилия сотрудника, год рождения и т. п. Поля таблицы должны иметь несовпадающие имена.
При этом строки таблицы соответствуют кортежам отношения , а столбцы - атрибутам . Ключом называют любую функцию от атрибутов кортежа, которая может быть использована для идентификации кортежа. Такая функция может быть значением одного из атрибутов (простой ключ ), задаваться алгебраическим выражением, включающим значения нескольких атрибутов (составной ключ). Это означает, что данные в строках каждого из столбцов составного ключа могут повторяться, но комбинация данных каждой строки этих столбцов является уникальной.
Для каждой таблицы реляционной БД должен быть определен главный ключ - имя поля или нескольких полей, совокупность значений которых однозначно определяют запись. Иначе говоря, значение главного ключа не должно повторяться в разных записях.
Для строчного представления структуры таблицы применяется следующая форма:
Имя_таблицы (ИМЯ_ПОЛЯ_1, ИМЯ_П0ЛЯ_2, ....)
Подчеркиваются имена полей, составляющие главный ключ.
Каждое поле таблицы имеет определенный тип.
Тип - это множество значений, которые поле может принимать, и множество операций, которые можно выполнять над этими значениями. Существуют четыре основных типа для полей БД: символьный, числовой, логический и дата.
Программное обеспечение, предназначенное для работы с балами данных, называется системой управления базами данных - СУБД .
Наибольшее распространение на персональных компьютерах получили реляционные БД, использующие табличное представление данных.
Основные действия, которые пользователь может выполнять с помощью СУБД:
Создание структуры БД;
Заполнение БД информацией;
Изменение (редактирование) структуры и содержания БД;
Поиск информации в БД;
Сортировка данных;
Защита БД;
Проверка целостности БД.
Вывод
База данных - организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения но внешней памяти ЭВМ, регулярного обновления и использования.
База данных представляет собой информационную модель определенной предметной области.
Классификация баз данных возможна по характеру информации: фактографические и документальные БД; по структуре данных: иерархические, сетевые, реляционные БД; по способу хранения данных: централизованные и распределенные БД.
Реляционные БД (РБД) - наиболее распространенный тип БД, использующий табличное представление данных.
Реляционная база данных - база данных, основанная на реляционной модели.
Основные понятия организации данных в РБД: таблица, запись, поле, тип поля, главный ключ таблицы.
СУБД (система управления базами данных) - программное обеспечение для работы с базами данных.
Основные понятия БД
Поле представляет собой минимальный поименованный элемент информации, которая хранится в БД и рассматривается как единое целое.
Поле может быть представлено числом, буквами или их сочетанием (текстом). К примеру, в телефонном справочнике в качестве полей используются фамилии и инициалы, адреса, номера телефонов, т.е. 3 текстовых поля (номер телефона тоже рассматривают как текст).
Определение 1
Запись – это совокупность полей, которые соответствуют одному объекту. Например, абоненту АТС будет соответствовать запись из 3 полей.
Файл является совокупностью связанных по определенному признаку записей. Таким образом, простым случаем представления базы данных является файл.
Типы полей
Все данные в БД делятся по типам. Информация в полях, которые принадлежат 1 столбцу (домену), имеет одинаковый тип. Подобный подход дает возможность ЭВМ выполнять контроль вводимой информации.
К основным типам полей БД относятся:
- символьный (текстовый) - в поле по умолчанию могут храниться до 256 символов;
- числовой, содержащий числовые данные разных форматов, которые используются для проведения расчетов;
- дата/время - содержит значения даты и времени;
- денежный - использует денежные значения и числовые данные (до 15 знаков целой части и 4 знаков дробной части);
- примечание - способно содержать до $2^{16}$ символов ($2^{16} = 65536$);
- счетчик - специальное числовое поле, в котором каждой записи присваивается уникальный для нее номер;
- логический - хранит 1 из 2 значений: true или false;
- объект OLE (Object Linking and Embedding - технология вставки и связывания объекта) – в поле может содержаться любой объект: электронная таблица, текстовый документ, рисунок, звукозапись или другие данные в двоичном формате, внедренные или связанные с СУБД;
- гиперссылка - содержит строку, которая состоит из букв и цифр и представляет адрес сайта или веб-страницы;
- мастер подстановок - создает поле, в котором предлагает выбрать значения из списка или уже содержит набор постоянных значений.
Свойства полей БД
С помощью полей БД можно не только определить структуру БД, но и групповые свойства данных, которые записываются в ячейки, которые принадлежат каждому из полей.
К основным свойствам полей таблиц БД в СУБД Microsoft Access относятся:
- имена полей - определяют, как нужно обращаться к данным полей при автоматических операциях с базой (по умолчанию имена полей используются в качестве заголовков столбцов таблиц);
- типы полей - определяют типы данных, содержащихся в полях;
- размеры полей - определяют максимальную длину данных, которые размещаются в данном поле (в символах);
- форматы полей - определяют способы форматирования данных в ячейках полей;
- маски ввода - определяют форму ввода данных в поля (средство автоматизации ввода данных);
- подписи - определяют заголовки столбцов таблиц полей (если подпись не указана, то в качестве заголовка столбца используется свойство Имя поля);
- значения по умолчанию - это значения, которые вводятся в ячейки поля автоматически (средство автоматизации ввода данных).
- условия на значение - ограничения, проверяющие правильность ввода данных (средство автоматизации ввода, используемое для данных числового, денежного типов или типа даты);
- сообщения об ошибке - текстовые сообщения, выдаваемые автоматически при вводе ошибочных данных (проверка на ошибку выполняется автоматически при заданном свойстве Условие на значение);
- обязательные поля - определяют обязательные заполнения полей при заполнении базы;
- пустые строки - разрешают вводить пустые строковые данные (относится лишь к текстовым данным);
- индексированные поля - используются для ускорения операций, связанных с поиском или сортировкой записей по значению, которое хранится в этом поле, также используются для проверки на наличие повторов, что автоматически исключает дублирование данных.
Свойства у полей различаются в зависимости от типов хранящихся в них данных. Так, вышеуказанные свойства полей относятся в основном к текстовому полю. В полях других типов могут добавляться свои свойства. К примеру, важным свойством для действительных чисел является количество знаков после десятичной запятой. Для рисунков, звукозаписей, видеоклипов и других объектов OLE многие из вышеуказанных свойств вообще не имеют значения.
Объекты СУБД
СУБД обладает своей собственной структурой и состоит из основных объектов, которые используются при ее создании и работе с ней.
Таблица как объект СУБД
Создание таблиц:
- Откроем окно БД (рис. 3). Левая панель окна содержит элементы управления для вызова всех 7 типов объектов программы. Создание таблицы начнем с выбора элемента управления Таблицы.
- Правая панель содержит список имеющихся в БД таблиц и элементы управления созданием новой таблицы. Для создания таблицы ручным способом используется значок Создание таблицы в режиме конструктора.
- При создании таблицы рекомендуется задавать ключевое поле, что поможет организовать связи между таблицами. Чтобы задать ключевое поле необходимо щелкнуть на его имени правой кнопкой мыши и в открывшемся контекстном меню выбрать команду Ключевое поле.
- По окончании создания структуры таблицы бланк закрывается, таблица сохраняется в поле запроса с указанием имени, после чего она становится доступна в основном окне БД, откуда ее и можно открыть при необходимости.
- Созданная таблица открывается в окне БД двойным щелчком по ее значку. Новая таблица содержит только названия столбцов, которые характеризуют ее структуру. При заполнении таблицы курсор ввода устанавливается в необходимую ячейку указателем мыши. Переход к следующей ячейке выполняется нажатием клавиши TAB. Переход к очередной записи осуществляется после заполнения последней ячейки.
Нижняя часть таблицы содержит Панель кнопок перехода, которой удобно пользоваться при перемещении по таблице с большим числом записей. Для начинающих пользователей Microsoft Access является неудобством то, что данные не всегда могут помещаться целиком в ячейках таблицы. Ширину столбцов можно изменять путем перетаскивания их границ. Используют также автоматическое форматирование столбцов «по содержимому», при котором указатель мыши устанавливается на границе между столбцами (в строке заголовков столбцов), после того, как он сменит форму, нужно выполнить двойной щелчок.
Данные при наполнении таблицы сохраняются автоматически. Если в ходе работы с таблицей было произведено редактирование ее макета, СУБД запросит подтверждение сохранения этих изменений.
При необходимости изменения структуры таблицы, ее необходимо будет открыть в режиме Конструктора.
При четкой разработке структуры таблиц на этапе проектирования БД, создание их с помощью Конструктора происходит достаточно быстро и эффективно.
Создание межтабличных связей
При продуманной структуре БД, а также намеченных связях между таблицами, то создание реляционных отношений между последними выполняется довольно просто. При этом вся работа выполняется с помощью мыши в специальном окне Схема данных , которое открывается кнопкой на панели инструментов или командой Сервис - Схема данных.
Возникшая в результате межтабличная связь отобразится в окне Схема данных в виде линии, которая соединяет два поля разных таблиц. При этом одна таблица - главная, а другая - связанная. Главная связывается с помощью своего ключевого поля, которое отображается на схеме данных полужирным шрифтом. Связь между таблицами обеспечивает целостность данных и автоматизирует задачи обслуживания БД.
А также эта связь позволяет:
- исключить вероятность удаления или изменения данных в ключевом поле главной таблицы, в случае связи с этим полем каких-либо полей других таблиц;
- или сделать так, что при удалении (или изменении) данных в ключевом поле главной таблицы автоматически произойдет удаление или изменение соответствующих данных в полях связанных таблиц.
Чтобы настроить свойства связи необходимо в окне Схема данных выделить линию, которая соединяет поля 2 таблиц, щелкнуть на ней правой кнопкой мыши и в открывшемся контекстном меню выбрать команду Изменить связь, после чего откроется диалоговое окно Изменение связи. Если в этом окне установлен только флажок Обеспечение целостности данных, то удалять данные из ключевого поля главной таблицы нельзя. Если вместе с ним включены флажки Каскадное обновление связанных полей и Каскадное удаление связанных записей, то операции редактирования и удаления данных в ключевом поле главной таблицы разрешаются, но при этом автоматическими будут происходить изменения в связанной таблице.
Замечание 1
Таким образом, смысл создания реляционных связей между таблицами состоит, с одной стороны, в защите данных, а с другой стороны - в автоматизации внесения изменений сразу в несколько таблиц, при изменениях в одной таблице.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
БЕЗОПАСНОСТЬ СИСТЕМ БАЗ ДАННЫХ
Л екция 1. Основные понятия систем базы данных
База данных - совокупность данных, хранимых в соответствии со схемой данных, манипулирование которых осуществляется в соответствии с правилами средств моделирования данных.
База данных - совокупность данных, организованных в соответствии с концептуальной структурой, описывающей характеристики этих данных и взаимоотношения между ними, причём такое собрание данных, которое поддерживают одну или более областей применения.
СУБД - Это совокупность программ и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление, создание и использование БД.
Классификация СУБД
I. По модели данных.
1. Иерархические;
2. Сетевые;
3. Реляционные;
4. Объектно-ориентированные;
5. Обьектно-реляционные;
II. По способу доступа БД.
1. Файлсерверный;
2. Клиентсерверный;
3. Встраиваемые.
Основные функции СУБД
1. Непосредственное управление файлами БД .
Обеспечение необходимых структур внешней памятью, как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей (например, для ускорения поиска).
2. Управление буферами оперативной памяти .
СУБД обычно работают с БД значительного размера, и этот размер всегда больше доступной оперативной памяти, поэтому единственным доступным способом увеличения скорости производительности является буферизация данных в оперативной памяти, поэтому в развитых СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов.
3. Управление транзакциями .
Транзакция - последовательность операций над БД рассматриваемой СУБД, как единое целое. Либо транзакция успешно выполняется и СУБД фиксирует изменения в БД, произведенные этой транзакцией, либо ни одно из этих изменений никак не отображается на состоянии БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД.
4. Журнализация .
Одним из основных требований к СУБД является надёжность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматривают 2 вида аппаратных сбоев: 1) мягкий сбой, который можно трактовать как внезапную остановку компьютера; 2) жесткий сбой, который можно трактовать внезапным сбоем компьютера, который характеризуется потерей частью информации на внешних носителях. Журнал - особая часть БД, недоступная пользователям СУБД и поддерживаемая с особой тщательностью, в которую поступают записи обо всех изменениях в основной части БД.
5. Поддержка языков БД.
Для работы с БД используются специальные языки, называемые языками БД. В ранних версиях СУБД поддерживалось несколько языков, специализированных по выполняемым функциям. Обычно выделялось два: язык для выделения структур базы данных и язык манипулирования данными. Сейчас таким языком является TSQL .
Типовая организация современной СУБД
1. Ядро .
Отвечает за управление в СУБД данными во внешней памяти, управлением буферами оперативной памяти, управлением транзакциями и журнализацию. Можно выделить компоненты ядра: менеджер данных, буферов, транзакций, журналов.
2. Компилятор языка .
Основной функцией компилятора языка является компиляция операторов языка, под некоторой управляемой программой.
3. Утилиты БД .
В них выделяют такие процедуры, которые слишком накладно выполнять с использованием языка БД, такие как загрузка БД, глобальная загрузка целостности и так далее.
Лекция 2. Введение в реляционную модель данных
Реляционный подход к организации БД был заложен в конце 1960-х годов Эдгаром Коддом. В современности данных подход является одним из распространенных.
Достоинствами реляционного подхода являются:
Основан на небольшом числе интуитивно понятных абстракций, на основе которых возможно простое моделирование наиболее распространенных предметных областей. Эти абстракции могут быть точно и формально определены. Теоретическом базисом реляционного подхода служит аппарат теории множеств и математической логики. Реляционный подход обеспечивает возможность ненавигационного манипулирования данными без необходимости знания конкретной физической структуры базы данных во внешней памяти.
Основные понятия реляционных баз данных
1. Тип данных;
3. Атрибут;
4. Кортеж;
5. Отношение;
6. Первичный ключ.
Тип данных
Значения данных, хранимые в реляционной базе данных являются типизированными, то есть известен тип каждого хранимого значения. Понятие типа данных в реляционной модели полностью соответствует понятию типы данных языка программирования.
Домен
В общем виде домен определяется путем задания некоторого базового типа данных, к которому относятся элементы домена и произвольного логического выражения, применяемого элементу этого типа данных (ограничение домена). Элемент будет являться элементом домена только в том случае, если вычисления ограничения домена дает результат ИСТИНА. С каждым доменом связываются Имя уникальной среди имен всех доменов и соответствующей базе данных.
Заголовок отношения, кортеж, тело отношения, значение отношения, переменная отношения
Заголовком схемы отношения r отношение (Hr) называется конечное множество
Кортежем tr соответствующим заголовку Hr называется множество упорядоченных триплетов вида:
Телом Br называется произвольное множество кортежей tr.
Значением Vr называется пара множества Hr и Br. Заголовок и тело данных.
Первичный ключ
Первичным ключом является такое подмножество, которых что в любое время значение первичного ключа в любом кортеже тела отношения отличается от значения первичного ключа в любом другом кортеже тела этого отношения. А никакое собственное подмножество S этим свойством не обладает.
Фундаментальные свойства отношений
1. Отсутствие кортежей дубликатов. Это свойство следует из определения тела отношения как множество кортежей. В классической теории множеств по определению множество состоит из различных элементов. Именно из этого свойства вытекает наличие у каждого значения отношения первичного ключа. То есть у минимального множества атрибутов, являющегося подмножества заголовка данного отношения, составное значение которых уникально определяет кортеж отношения. Понятие первичного ключа является исключительно важным в связи с понятием целостности баз данных.
2. Отсутствие упорядоченности кортежей.
3. Отсутствие упорядоченности атрибутов.
4. Атомарность значения атрибутов. Значения всех атрибутов являются атомарными. Это следует из определения домена, как потенциального множества значений скалярного типа. То есть среди значений домена не могут содержаться значения с видимой структурой, в том числе множества значений. Главное в атомарности значений атрибутов состоит в том, что реляционная СУБД не должна обеспечивать пользователю явновидимой структуры внутренних данных.
Типы данных
Целые числа Строки символов Деньги Номера отделов
Домены (кроме первичного ключа)
Перв.ключ и номера проп-ов. Имена Размеры зарплат Номера отделов
Атрибуты
Лекция 3. Реляционная алгебра и нормализация
Базисные средства манипулирования реляционными данными составляющие определяются 2 базовых механизма манипулирования реляционными данными.
1) основанные на теории множеств реляционная алгебра и базирующиеся на мат. логике (на исчислении предикатов) реляционные исчисления. В свою очередь рассматривают два вида реляционного исчисления: исчисление доменов и предикатов. Все механизмы обладают одним важным свойством: они замкнуты относительно понятия отношения. Это означает, что выражения реляционной алгебры и формулы рел вычисления определяются над отношениями реляционной базы данных и результатом их выполнения также является отношения. Конкретный язык манипулирования рел. базами данных называется реляционно полным, если любой запрос, выражаемый с помощью одного выражения рел. алгебры или одной формулой реляционного исчисления может быть выражен с помощью одного оператора этого языка.
2) Осн. идея рел. алгебры в том, что отношения явл. множествами, то средствами манипулирования отношениями могут базироваться на традиционных теоретико-множественных операций, дополненными некоторыми специальными операциями, специфичными для БД.
В состав теоретико-множественных операций входят:
объединение
пересечение
разность
прямое произведение
Специальные операции:
ограничение отношений
проекция отношений
соединение отношений;
деление отношений;
Кроме того включают операцию присваивания, которые позволяют сохранить результаты алгебраических отношений, и операцию переименования, которая дает возможность корректно сформировать заголовок результирующего отношения.
Общая интерпретация рел. операций:
1) При выполнении операции объединения двух отношений, производится отношение, включающих все кортежи, входящее в хотя бы одно из отношений операндов.
2) Операция пересечений двух отношений производит отношение, включающее все кортежи, входящие в оба отношений операндов.
3) Отношение, являющееся разностью двух отношений, включает все кортежи, входящие в отношение первого операнда, такие что ни один из них не входит в отношение, являющимся вторым операндом.
4) При выполнении прямого произведения двух отношений производится отношение, кортежи которого являются... (сцеплением) кортежей первого и второго операнда.
5) Результатом ограничения отношений по некоторому условию является отношение, включающее кортежи отношения операнда, удовлетворяющие этому условию.
6) При выполнении проекции отношений на заданный набор атрибутов, ...... кортежи которого производятся путем взятия соответствующих значений, из кортежей отношения операнда.
7) При соединении двух отношений по некоторому условию образуется результирующее отношение, кортежи которого являются контетенацией (сцеплением) кортежей первого и второго отношения и удовлетворяет условию.
8) У операции деления два операнда: бинарные и унарные отношения. результирующее отношение состоит из одноатрибутного значения, включающее значение первого атрибута кортежей, первого операнда таких, что множество значений второго атрибута при фиксированном значении второго атрибута совпадает со множ. значений второго операнда.
9) Операция переименования производит отношение, тело которого совпадает с телом операнда, но имена атрибутов изменены.
Особенности теоретико-множественных операций реляционной алгебры. база данный компиляция реляционный
Понятие совместимости отношений об объединений
Два отношения совместимых по объединению только в том случае, когда обладают одинаковыми заголовками, более точно это означает, что в заголовках содержится один и тот же набор атрибутов, и одноименные атрибуты определены на одном и том же домене. Если два отношения почти совместимы по объединению, то есть во всем, кроме имен атрибутов, то их можно сделать полностью совместимыми, путем использования операции переименования.
Понятие совместимости по взятию расширенного прямого произведения. В том случае, если множество имен этих отношений не пересекаются. Все 4 теоретико-множественных операций рел. алгебры являются ассоциативными.
Специальные реляционные операции
Операция ограничения. Требует наличие двух операндов, ограничиваемых отношений и простого условного ограничения.
a comp-on b - ....
a comp-on const - литерально заданная константа
В результате выполнения операции ограничения производится отношение, заголовок которого совпадает с заголовком отношения операнда, а в тело входят те кортежи отношения операндов, для которых значением ограничения является TRUE.
Операция соединения отношений требует наличия двух операндов, соединяемых отношений и третьего операнда как и в операции соединения отношений она имеет такой же вид. Результатом операции соединения является отношение, получаемое путем выполнения операции путем ограничения по условию прямого произведения отношений a и b.
Операция деления отношений. Результатом деления а на b являются унарные отношения,состоящий из кортежей v таких что в отношении кортежей
Проектирование реляционных БД
При проектировании решаются две проблемы: каким образом отобразить предметно-объектные области в абстрактные модели данных, чтобы это отображение не противоречило семантике предметной области и было по возможности лучше, часто эту проблему называют проблему логического проектирования БД.
вторая - как обеспечить эффективность выполнения запросах в базе данных. Каким образом, имея особенности в конкретной субд расположить данные во внеш памяти и создание доп стр-р например индексов будет требоваться. Это проблема - проблема физ. проектирования бд.
Проектирование БД с использованием нормализации - классический подход, при котором весь процесс, весь процесс проектирования сводится в терминах реляционных моделей данных методом последовательных отношений к удовлетворительному набор схем отношений. Процесс проектирования представляет собой процесс нормализации схем отношений. Каждая след. нормальная форма обладает лучшими свойствами, чем предыдущая. В теории рел бд выделяется след послед-ть норм форм:
1 норм форма
2 норм форма
3 норм форма
Нормальная форма Бойса-Кодде
4 нормальная форма
5 нормальная форма или нормальная форма проекции соединения.
Основные свойства норм форм:
каждая след нф в некотором смысле лучше предыдущей.
при переходе к след нф свойства предыдущих нф сохраняются.
Определение 1. Функциональная зависимость в отношении r атрибут y функционально зависит от атрибута х только в том случае, если каждому значению х соответствует в точности одно значение у.
Полная функциональная зав-ть r(x) r(y) если y не зависит функционально от любого точного значения х.
Транзитивная зависимость если существует атрибут Z, что имеются функциональные зависимости...
Неключевой атрибут - любой атрибут отношения, невходящий в состав первичного ключа.
Взаимнонезависимые атрибуты (2 или более) - если не один из этих атрибутов не является функционально зависимым от других.
Отношение находится в 1нф тогда, когда каждый его кортеж содержит только одно значение для каждого из атрибутов. В реляц модели отношений все они находятся в нормальной форме.
вторая нормальная форма, только в том случае, когда она находится в первой нормальной форме и каждый неключевой атрибут полностью зависит от первичного ключа.
Третья нормальная форма. Отношение r находится в том случае, если она нах-ся во второй и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа.
|
СОТРУДНИК |
ОТДЕЛ |
ТЕЛЕФОН |
|
|
БУХГАЛТЕР |
|||
|
БУХГАЛТЕР |
|||
|
СНАБЖЕНЕЦ |
Лекция 4. Операторы языка SQL
SELECT служит для получения любого количества данных из одной или нескольких таблиц. В общем случае результатом выполнения предложения SELECT ЯВЛЯЕТСЯ ДРУГАЯ ТАБЛИЦА К этой новой таблице вновь может быть применена операция SELECT И так далее
1) Самостоятельная команда на получение и вывод строк в таблице, сформированной из столбцов и строк одной или нескольких таблиц представлений
2) как элемент WHERE или HAVING условия. Это называется ложным запросом
3) фраза выбора в командах CREATE VIEW DECLARE CURSOR INSERT
4) Средство присвоения глобальным переменным значений и строк сформированной таблицы. INTO
Имеет следующий формат.
SELECT [ выбрать данные и выполнить перед их выводом преобразования в соответствии с указанными выражениями и или функциями
Элемент, -\\-} FROM перечисление.......
базовая таблица | представления],
Строки из указанных таблиц должны соответствовать указанному перечню условий отбора строк
Фраза]
GROUP BY - операция по группировке по указанному перечню столбцов, с тем, чтобы получить для каждой группы единственное агрегированное значение.
HAVING - условие фильтрации по группам.
5. Простая выборка.
* служит псевдонимом для
выбор конкретного поля
Исключение дубликатов. Для исключения дубликатов и одновременного упорядочивания перечня применяется запрос с ключевым словом DISTINCT.
Выборка вычисляемых значений.
Фраза SELECT может содержать не только перечень столбцов, но и выражение.
Выборка с использованием фразы WHERE. В синтаксисе фразы для отбора нужных строк таблицы можно использовать базовые операторы сравнения. И возможность использования составных логических выражений.
WHERE P1 = 6 AND P2 = 8
Можно использовать BETWEEN для выборки значений в интервале.
BETWEEN удобно использовать при работе с данными задаваемыми интервалами, начало и конец, которые расположены в разных таблицах.
Использование оператора IN.
IN (3, 4, 5) <=> P1= 3 OR P1 = 4 OR P1 = 5
Использование LIKE
Данный оператор позволяет отыскать все значения указанного столбца, соответствующий образцу.
Заменяет любой одиночный символ.
% - заменяет любую последовательность из n символов.
Вовлечение неопределенного значения (NULL). Для проверки неопределенного значения используется IS.
Выборка с упорядочиванием. Для сортировки данных используется оператор ORDER BY. Можно упорядочить по возрастанию по умолчанию. Ключевое слово ASC позволит сортировать по убыванию.
Агрегирование данных
В SQL существует ряд стандартных функций. Кроме специального случая COUNT *, каждый из этих функций... столбца некоторой таблицы и создаёт несколько значений.
COUNT - количество значений в столбце
SUM - сумма значений в столбце
AVG - среднее значение в столбце
Столбец должен содержать числовые значения. Аргумент у всех функций кроме COUNT *, предшествует ключевое слово DISTINCT, указывающее...
А COUNT* служит для подсчета всех строк в таблице с дубликатами.
Если не используется фраза GROUP BY то в SELECT можно включать лишь SQL функции или выражения, содержащие такие функции.
Фраза GROUP BY
Инициирует перекомпоновку указанных во FROM таблицы по группам, каждая из которых имеет одинаковые значения в столбце, указанном в GROUP BY. Данная фраза не предполагает сортировки.
Фраза HAVING играет такую же роль для групп, что и WHERE для строк. Те используется для исключения групп.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Современные базы данных – многофункциональные программные системы, работающие в открытой распределенной среде изучении администрирования базы данных. Способы организации внешней памяти баз данных. Системы управления базами данных для хранения информации.
курсовая работа , добавлен 07.12.2010
Основные понятия базы данных и систем управления базами данных. Типы данных, с которыми работают базы Microsoft Access. Классификация СУБД и их основные характеристики. Постреляционные базы данных. Тенденции в мире современных информационных систем.
курсовая работа , добавлен 28.01.2014
Понятие базы данных, её структура. Общие принципы хранения информации. Краткая характеристика особенностей иерархической, сетевой и реляционной модели организации данных. Structured Query Language: понятие, состав. Составление таблиц в Microsoft Access.
лекция , добавлен 25.06.2013
Преимущества и недостатки роботизированной сварки. Характеристика видов систем управления базами данных. Информационная модель сварочного робота, системы управления роботом сварочных клещей. Критерии выбора робота и структура запроса на выборку.
курсовая работа , добавлен 22.12.2014
Устройства внешней памяти. Система управления базами данных. Создание, ведение и совместное использование баз данных многими пользователями. Понятие системы программирования. Страницы доступа к данным. Макросы и модули. Монопольный режим работы.
реферат , добавлен 10.01.2011
Формы представляемой информации. Основные типы используемой модели данных. Уровни информационных процессов. Поиск информации и поиск данных. Сетевое хранилище данных. Проблемы разработки и сопровождения хранилищ данных. Технологии обработки данных.
лекция , добавлен 19.08.2013
Характеристика категорий современных баз данных. Исследование особенностей централизованных и распределенных баз данных. Классификация систем управления базами данных по видам программ и применению. Управление буферами оперативной памяти и транзакциями.
курсовая работа , добавлен 10.03.2016
Классификации баз данных по характеру сберегаемой информации, способу хранения данных и структуре их организации. Современные системы управления базами данных и программы для их создания: Microsoft Office Access, Cronos Plus, Base Editor, My SQL.
презентация , добавлен 03.06.2014
Особенности управления информацией в экономике. Понятие и функции системы управления базами данных, использование стандартного реляционного языка запросов. Средства организации баз данных и работа с ними. Системы управления базами данных в экономике.
контрольная работа , добавлен 16.11.2010
Структура и функции системы управления базами данных (СУБД). Управление хранением данных и доступом к ним. Защита и поддержка целостности данных. Надежность хранения данных во внешней памяти. Классификация СУБД по способу доступа к базе данных.
База данных (БД), упорядоченная информационная система, в которой информация хранится в виде таблиц, управляется специально созданной системой управления базой данных (СУБД), состоящей из таблиц, запросов, форм, макросов и отчетов.
Понятие БД можно применить к любой информации, в которой имеются связанные по определенному признаку элементы, хранимой и организованной в виде таблиц, это некоторое подобие электронной картотеки, электронного хранилища данных, которое хранится в компьютере в виде одного или нескольких файлов. При этом возникает необходимость в выполнении ряда операций с БД, в частности: добавление новой информации в существующие файлы БД; добавление новых пустых файлов в БД; изменение (модификация) информации в существующих файлах БД; поиск информации в БД; удаление информации из существующих файлов БД; удаление файлов из БД.
Примерами информационных систем являются: системы заказа железнодорожных или авиационных билетов; банковские системы и многие другие.
Основным назначением БД в первую очередь является быстрый поиск содержащейся в ней информации; при значительном размере БД ручной поиск, а также модификация содержащейся информации занимает значительное время. Использование компьютера для обработки БД устраняет перечисленные выше проблемы при поиске и выборке информации. В этом случае ее модификация осуществляются достаточно быстро, эффективно, БД, состоящая из тысяч записей, может легко уместиться на дискете.
Обработка информации с помощью СУБД
Существует большое количество программ, которые предназначены для структурирования информации, размещения ее в таблицах и манипулирования имеющимися данными - такие программы и получили название СУБД. Основная особенность СУБД - это наличие средств для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры. Если говорить более детально, то к функциям СУБД относят следующие:
- - управление данными непосредственно БД - функция, обеспечивающая хранение данных, непосредственно входящих в БД, и служебной информации, обеспечивающей работу СУБД;
- - управление данными в памяти компьютера - функция, связанная в первую очередь с тем, что СУБД работают с БД большого размера. В целях ускорения работы СУБД используется буферизация данных в оперативной памяти компьютера. При этом пользователь СУБД использует только необходимую для его конкретной задачи часть БД, а при необходимости получает новую "порцию" данных;
- - управление транзакциями - функция СУБД, которая производит ряд операций над БД, как над единым целым. Как правило, такие операции производятся в памяти компьютера. В первую очередь транзакции необходимы для поддержания логической целостности БД в многопользовательских системах. Если транзакция (манипуляция над данными) успешно выполняется, то СУБД вносит соответствующие изменения в БД. В обратном случае ни одно из сделанных изменений никак не влияет на состояние БД;
- - поддержка языков БД - для работы с БД используются специальные языки, в целом называемые языками баз данных. В СУБД обычно поддерживается единый язык, содержащий все необходимые средства - от создания БД до обеспечения пользовательского интерфейса при работе с данными. Наиболее распространенным в настоящее время языком СУБД является язык SQL (Structured Query Language).
Реляционная модель базы данных.
В последние годы в большинстве БД используются реляционные модели данных, и практически все современные СУБД ориентированны именно на такое представление информации. Реляционную модель можно представить как особый метод рассмотрения данных, который включает как собственно данные (в виде таблиц), так и способы работы и манипуляции с ними (в виде связей). Другими словами, в реляционной БД используется несколько таблиц, между которыми устанавливаются связи. Таким образом, информация, введенная в одну таблицу, может быть связана с одной или несколькими записями из другой таблицы.
Между записями двух таблиц (например, таблиц А и В) могут существовать следующие основные виды связей:
- - "один к одному" (каждой записи из А соответствует одна определенная запись из В, например, работник получает зарплату, и только одну);
- - "один ко многим" (каждой записи из А соответствует несколько записей из В, например, в доме проживает много жильцов);
- - "многие к одному" (множеству записей из А соответствует одна определенная запись из В, например, несколько студентов учатся в одной группе);
- - "многие ко многим" (множеству записей из А соответствует множество записей из В, например, у нескольких студентов занятия ведут разные преподаватели).
Важным понятием в теории реляционных БД является нормализация, принципы которой можно сформулировать в виде следующих основных правил, используемых при разработке структуры БД:
- 1. В каждом поле таблицы должен находиться уникальный вид информации, т.е. в одной и той же таблице не должны находиться повторяющиеся поля.
- 2. В каждой таблице должен быть первичный ключ или уникальный идентификатор, который однозначно определяет данную запись среди множества записей таблицы.
- 3. Каждому значению первичного ключа должна соответствовать исчерпывающая информация об объекте таблицы.
- 4. Изменение значения любого поля таблицы, не входящего в состав первичного ключа, не должно влиять на информацию в других ее полях.
Microsoft Access является СУБД реляционного типа. Достоинством Access является то, что она имеет очень простой графический интерфейс, который позволяет грамотному пользователю (не программисту) не только создавать собственные базы данных, но и разрабатывать приложения различной степени сложности. СУБД Access применяется в тех случаях, когда прикладная задача требует хранения и обработки разнородной информации о большом количестве объектов и предполагает возможность многопользовательского режима. Примером может служить задача ведения складского учета.
Работа с базой данных
Работа с БД делится на три этапа:
- 1. Проектирование
- 2. Программная реализация
- 3. Эксплуатация
На этапе проектирования закладываются основы будущей БД. Проектирование проводится на бумаге и требует очень тщательного подхода, так как именно здесь разрабатывается БД. Необходимо проделать следующие действия:
- - собрать информацию о будущей работе, о ее структуре и движении документов, изучить задачи автоматизации, определить объекты системы и связи между ними;
- - для каждого объекта выявить свойства и характеристики, по которым создаются поля таблиц;
- - для каждого объекта назначить ключевые поля (первичные ключи), провести нормализацию исходных таблиц, установить связи.
Этап реализации выполняется на компьютере в следующем порядке:
- - составляются структуры таблиц и вводятся в компьютер;
- - разрабатываются запросы для отбора данных, отчеты для печати, создаются макросы и экранные формы для работы с данными;
- - планируется порядок ведения и поддержания БД в рабочем состоянии.
Этап эксплуатации начинается с внесения в БД реальной информации, после чего происходит ее использование.
