🗊Презентация Базы данных. Основы создания и функционирования информационных систем

БАЗЫ ДАННЫХ Основые понятия и определения

Основные определения Информационная система или база данных СУБД (Система управления базами данных

Схема решения задач обработки информации и принятия решений: x-штрих, y-штрих - входная и выходная информация; f - внутреннее операторное описание

Основные определения

Основные определения

Основные определения

Примеры информационной структуры

Базы Данных

Примеры баз данных

Основные определения Объект БД Данное

Объект и данное

Основные требования, предъявляемые к банкам данных Многократное использование данных: пользователи должны иметь возможность использовать данные различным образом. Простота: пользователи должны иметь возможность легко узнать и понять, какие данные имеются в их распоряжении. Легкость использования: пользователи должны иметь возможность осуществлять (процедурно) простой доступ к данным, при этом все сложности доступа к данным должны быть скрыты в самой системе управления базами данных.

Основные требования, предъявляемые к банкам данных Гибкость использования: обращение к данным или их поиск должны осуществляться с помощью различных методов доступа. Быстрая обработка запросов на данные: запросы на данные, должны обрабатываться с помощью высокоуровневого языка запросов, а не только прикладными программами, написанными с целью обработки конкретных запросов. Язык взаимодействия конечных пользователей с системой должен обеспечивать конечным пользователям возможность получения данных без использования прикладных программ.

Основные требования, предъявляемые к базам данных Сохранение затрат умственного труда: существующие программы и логические структуры данных не должны переделываться при внесении изменений в базу данных. Наличие интерфейса прикладного программирования: прикладные программы должны иметь возможность просто и эффективно выполнять запросы на данные; программы должны быть изолированными от расположения файлов и способов адресации данных. Распределенная обработка данных: система должна функционировать в условиях вычислительных сетей и обеспечивать эффективный доступ пользователей к любым данным распределенной БД, размещенным в любой точке сети. Адаптивность и расширяемость: база данных должна быть настраиваемой, причем настройка не должна вызывать перезаписи прикладных программ. Кроме того, поставляемый с СУБД набор предопределенных типов данных должен быть расширяемым - в системе должны иметься средства для определения новых типов и не должно быть различий в использовании системных и определенных пользователем типов.

Основные требования, предъявляемые к базам данных Контроль целостности данных: система должна осуществлять контроль ошибок в данных и выполнять проверку взаимного логического соответствия данных. Восстановление данных после сбоев: автоматическое восстановление без потери данных транзакции. В случае аппаратных или программных сбоев система должна возвращаться к некоторому согласованному состоянию данных. Вспомогательные средства должны позволять разработчику или администратору базы данных предсказать и оптимизировать производительность системы. Автоматическая реорганизация и перемещение: система должна обеспечивать возможность перемещения данных или автоматическую реорганизацию физической структуры.

В структуре банка данных выделяют следующие компоненты: Информационная база; Лингвистические средства; Программные средства; Технические средства; Организационно-административные подсистемы и нормативно-методическое обеспечение.

Пользователи БД и СУБД Пользователей (СУБД) можно разделить на две основные категории: конечные пользователи; администраторы баз данных.

В обязанности АБД входит: анализ предметной области, статуса информации и пользователей; проектирование структуры и модификация данных; задание и обеспечение целостности; загрузка и ведение БД; защита данных; обеспечение восстановления БД; сбор и статистическая обработка обращений к БД, анализ эффективности функционирования БД; работа с пользователем.

Классификация - разделение множества на подмножества по неформально предложенному признаку. В силу многогранности баз данных и СУБД (комплекса технических и программных средств, для хранения, поиска, защиты и использования данных) имеется множество классификационных признаков.

По технологии обработки данных БД делятся на централизованные БД и распределённые БД. Централизованная БД хранится в памяти одной вычислительной системы (применяется в локальных сетях ПК). Централизованные БД могут быть с сетевым доступом. Архитектуры систем централизованных БД с сетевым доступом подразделяются на файл-сервер и клиент-сервер.

БД с сетевым доступом (Файл-сервер)

Архитектура систем БД с сетевым доступом (Файл-сервер) предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов). На ней хранится совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети являются рабочими станциями. Архитектура систем БД с сетевым доступом (Файл-сервер) предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов). На ней хранится совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети являются рабочими станциями. Файлы БД в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где и производится обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность системы падает.

БД с сетевым доступом Клиент - сервер

В архитектуре Клиент-сервер подразумевается, что помимо хранения централизованной БД центральная машина (сервер базы данных) должна обеспечивать выполнение основного объёма обработки данных. В архитектуре Клиент-сервер подразумевается, что помимо хранения централизованной БД центральная машина (сервер базы данных) должна обеспечивать выполнение основного объёма обработки данных. Запрос на данные клиента, порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлечённые данные (но не файлы) транспортируются по сети от сервера к клиенту.

Распределённая БД состоит из нескольких частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети (работа с такой БД происходит с помощью СУБД). Распределённая БД состоит из нескольких частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети (работа с такой БД происходит с помощью СУБД). По способу доступа к данным БД разделяются на БД с локальным и удаленным доступом. БД с локальным доступом называется, если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределённый доступ к такой базе. Такой способ использования БД часто применяют в локальных сетях ПК. БД с удалённым (сетевым) доступом называется когда, части БД могут пересекаться или даже дублироваться, но хранятся в различных ЭВМ вычислительной сети.

Классификация СУБД

Состав СУБД

Базовые внутренние языки программирования язык описания данных (ЯОД), называемый также языком описания схем, - для построения структуры ("шапки") таблиц БД; язык манипулирования данными (ЯМД) - для заполнения БД данными и операций обновления (запись, удаление, модификация); язык запросов - язык поиска наборов величин в файле в соответствии с заданной совокупностью критериев поиска и выдачи затребованных данных без изменения содержимого файлов и БД (язык преобразования критериев в систему команд).

Контрольны вопросы Дайте определение базы данных. Дайте определение банка данных. Назовите две трактовки банка данных. Что такое система управления базой данных? Основные требования, предъявляемые к банку данных. Что такое данные, информация, знания? Пользователи СУБД и БД? Основные функции администратора БД. Что обеспечивает возможность быстрой и дешевой разработки новых приложений?

Контрольные вопросы Дать определения понятий "предметная область", "приложение", "программа", ЯОД, ЯМД. Как происходит деление БД по технологии обработке данных? Чем отличается архитектура БД клиент - сервер от файл-сервер? Как классифицируются СУБД. Перечислите языки управления БД, дайте их характеристики. Охарактеризуйте основные функции СУБД. Дайте понятие Журнала СУБД и его назначение. Как различаются по степени универсальности СУБД? Чем отличаются системы общего назначения от специализированных систем?

1 вариант 1 вариант Дайте определение базы данных. Основные требования, предъявляемые к БнД. Дать определения понятий "приложение", ЯОД. Как происходит деление БД по технологии обработке данных? Что обеспечивает возможность быстрой и дешевой разработки новых приложений? Приведите классификацию СУБД

Проектирование ИС или БД Выбор объектов Задание данных описывающих объекты Подходы к структурированию информации либо ввести какие-то соглашения о структуре информации (т.е. упростить работу) либо, наоборот, придумать алгоритмы работы с информацией произвольной структуры.

Структурирование данных Присвоить данному имя и наименование (например, Год рождения и Год_рожд) Определить тип и формат данного (например, числовой и 156,82) Выбрать «ключевые» данные Повторяющиеся группы

Двухмерная структура БД - Телефонный справочник Объекты - номера телефонов Данные (все текстовые - символьные): номер телефона; имя абонента; адрес абонента; категория абонента.

Таблицы (оперативная и словарь)

Телефонный справочник

Теперь Вы можете от машины получить любую строчку Вашей таблиц, отсортировать все записи по любому из полей, выбрать телефоны определенной категории, распечатать таблицу и т.п.

Типы данных (полей) Числовой Символьный Дата/время Логический OLE-объект Денежный Счетчик Гиперссылка Подстановка

Типы структур (моделей) БД Двухмерная или табличная (или реляционная) Иерархическая Сетевая

Типы структур БД Реляционная Иерархическая Сетевая

Типы структур БД Для иерархических структур характерна подчиненность объектов нижнего уровня объектам верхнего уровня. В дереве, между верхними и нижними объектами, задано отношение «один ко многим». Исходные элементы порождают подчиненные. Сети имеют много уровней взаимосвязанных объектов, между которыми задано отношение «многие ко многим». Сетевая организация обладает большей гибкостью и облегчает процесс поиска требуемых данных.

Реляционные базы данных Реляционные базы данных получили наибольшее распространение, т.к. они обладают преимуществом - наглядность и понятность для пользователя табличной структуры. К реляционной структуре можно свести любой тип структуры данных (деревья и сети). Название “реляционная” (от relational - отношение) связано с тем, что каждая запись в таблице содержит информацию, относящуюся только к одному конкретному объекту. Чаще всего база данных строится на основе нескольких таблиц, связанных между собой.

Понятие ЗАПИСИ БД

Понятие ПОЛЯ БД

Процесс нормализации

Понятие DBF-файла В СУБД типа dBase используются файлы в формате DBF (data base format): В начале файла – строчка «заголовок» с полной информацией о таблице (имена полей, типы и длины данных, число строк в файле и т.п.) Далее идут строки (с фиксированной длиной - равной сумме длин данных (плюс один служебный байт) В конце файла код «26» - конец файла

Оперативные файлы и справочники Отличия в процессе обработки и в частоте обновления. Содержимое оперативных файлов с течением времени меняется. Список фиксированных значений параметров целесообразно хранить в справочнике с условно-постоянной информацией.

Кодирование информации Что понятнее? Кемеровский механический завод или 807? Или что понятнее - кодовое обозначение предприятия или наименование?

Достоверность информации

Ключи таблицы Главный ключ, простой ключ, составной ключ Главный ключ должен быть уникальным!

Проблемы реляционного подхода 1) количество таблиц должно быть минимальным; 2) таблицы должны быть нормализованы. Нормализация – это разбиение таблицы на две или более, обладающих лучшими свойствами при включении, изменении и удалении данных (в которых каждый факт появляется лишь в одном месте, т.е. исключена избыточность информации)

Основы автоматизированного поиска и отбора информации Одна из основных функций информационной системы — обслуживание операций поиска и выборки данных и расчеты по введенным данным. 1. Аппарат логической алгебры (булевой алгебры). Алфавитный или систематический поиск.

Основы автоматизированного поиска и отбора информации 2. Языки манипулирования данными, позволяющие реализовать все операции реляционной алгебры. Среди них наиболее распространены SQL (Structured Query Language – структуризованный язык запросов) и QBE (Quere-By-Example – запросы по образцу).

Основы автоматизированного поиска и отбора информации 3. Просмотр информации. Для того чтобы не перебирать все строки БД, можно применить, например, «бинарный» метод поиска, или использовать индексные файлы (относится к старым СУБД).

Назначение СУБД

Примеры БД СУБД Access

OpenOffice Base

Программные системы СУБД

Классификация БД (ИС) Фактографические Документальные

Классификация БД (ИС) информационно-справочные системы информационно-поисковые системы системы оперативной обработки данных Универсальные Специализированные

Классификация БД по различным признакам По технологии обработки данных: Централизованные (на одной ЭВМ, как, например, в локальных сетях) Распределенные (информация на нескольких машинах) Настольные (автономные)

По способу доступа:

Access (OpenOffice Base) Основное изучение отводится на практические занятия.

Объекты Access

Таблицы в Access

Таблицы в OpenOffice Base

Формы

Формы

Формы

Формы в OpenOffice Base

ОТЧЕТЫ

ОТЧЕТЫ

Отчеты в OpenOffice Base

ЗАПРОСЫ

Запросы в OpenOffice Base

МАКРОСЫ и МОДУЛИ