🗊Презентация Классификация баз данных по моделям данных. Определение АИС

Определение АИС АИС комплекс автоматизированных информационных технологий, предназначенный для информационного обслуживания — организованного непрерывного технологического процесса подготовки и выдачи потребителям научной, управленческой и др. информации, используемой для принятия решений, в соответствии с нуждами для поддержания эффективной деятельности

Классификации БД по моделям данных иерархические, сетевые, реляционные объектно-ориентированные- данные моделируются в виде объектов, их атрибутов, методов и классов.

Иерархические базы данных. Иерархические базы данных графически могут быть представлены как перевернутое дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень (корень дерева) занимает один объект, второй - объекты второго уровня и так далее.

сетевые К основным понятиям сетевой модели базы данных относятся: уровень, элемент (узел), связь. Узел — это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. В сетевой структуре каждый элемент может быть связан с любым другим элементом. Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.

объектно-ориентированные Объектно-ориентированная (объектная) СУБД — система управления базами данных, основанная на объектной модели данных. Эта система управления обрабатывает данные как абстрактные объекты, наделённые свойствами и использующие методы взаимодействия с другими объектами окружающего мира. Абстра́кция в объектно-ориентированном программировании — это приданиеобъекту характеристик, которые чётко определяют его концептуальные границы, отличая от всех других объектов. Основная идея состоит в том, чтобы отделить способ использования составных объектов данных от деталей их реализации в виде более простых объектов, подобно тому, как функциональная абстракция разделяет способ использования функции и деталей её реализации в терминах более примитивных функций, таким образом, данные обрабатываются функцией высокого уровня с помощью вызова функций низкого уровня.

СУБД СУБД - - комплекс языков и программ, позволяющий создавать БД и управлять ее работой. СУБД обрабатывает поступающие от пользователей и прикладных процессов обращения к БД, а затем выдает необходимые им сведения. СУБД характеризуется используемой моделью и средствами администрирования, разработки прикладных процессов, работы в информационной сети. СУБД обеспечивает: описание и контроль данных; манипулирование данными (запись, поиск, выдачу, изменение содержания); физическое размещение (изменение размеров блоков данных, записей, использование занимаемого пространства, сортировку, сжатие, кодирование и пр.); защиту от сбоев, поддержку целостности и восстановление; работу с транзакциями и файлами; безопасность данных. В структурном составе СУБД могут быть выделены ядро и среда

Ядро СУБД — программный комплекс (модуль или модули), обеспечивающий непосредственное выполнение физических операций над БД (в ранних системах функции Ядра выполняли программы методов доступа ОС ЭВМ). Ядро СУБД — программный комплекс (модуль или модули), обеспечивающий непосредственное выполнение физических операций над БД (в ранних системах функции Ядра выполняли программы методов доступа ОС ЭВМ). Среда — совокупность интерфейсных модулей, обеспечивающих связь пользователей с Ядром и через него с БД. Среда включает в себя пользовательские интерфейсы и утилиты администратора БД (АБД).

Утилиты АБД образуют библиотеку программ обслуживания БД в привилегированном режиме (работа пользовательских средств параллельно утилитам не разрешена) и выполняют основные функции, к которым относятся: Утилиты АБД образуют библиотеку программ обслуживания БД в привилегированном режиме (работа пользовательских средств параллельно утилитам не разрешена) и выполняют основные функции, к которым относятся: физическая подготовка дисковой памяти к размещению БД; подготовка справок о составе БД, структуре файлов, количестве данных и занимаемом объеме: загрузка файла БД из последовательного набора данных дозагрузка (расширение существующего файла); модификация БД: расширение или перемещение физических наборов данных, реорганизация; модификация файла (таблицы, группы таблиц): добавление новых полей в структуру записи; инвертирование полей или освобождение (превращение инвертированных полей в сканируемые); выгрузка образа БД (файла таблицы) для сохранения в архивном наборе данных; создание и ведение словаря данных и др.

Средства пользователя. Стандартными средствами этого типа, предоставляемыми фирмой-разработчиком, являются следующие: Средства пользователя. Стандартными средствами этого типа, предоставляемыми фирмой-разработчиком, являются следующие: диалоговые интерфейсы; генераторы отчетов; система конструирования и поддержки интерактивных технологий в информационных системах (ЯП АИС).

Табличные базы данных Подобные БД называются табличными или реляционными (от relation — отношение), и их теория рассматривается во многих источниках. Здесь мы ограничимся лишь базовыми понятиями: файл соответствует совокупности однородных объектов и содержит их более или менее подробные описания в зависимости от приложений. Файл имеет имя. элементом файла является запись (record) или агрегат разнотипных данных, описывающих объект (точнее, экземпляр объекта). Записи имен не имеют, но им соответствуют физические номера в файле; элементом записи (здесь -- неделимым) является поле — данное, описывающее какой-либо аспект (или атрибут) объекта. Поля имеют имена (FIO, дата рождения и пр.). Разные файлы могут иметь поля с одинаковыми именами, но лучше этого избегать;

Табличные базы данных при представлении файла в виде таблицы столбцам соответствуют атрибуты или поля, строкам -объекты или записи. каждый столбец имеет имя, которое обычно записывается в верхней части таблицы. Оно должно быть уникальным в таблице, однако различные таблицы могут иметь столбцы с одинаковыми именами. Любая таблица должна иметь по крайней мере один столбец; столбцы расположены в таблице в соответствии с порядком следования их имен при ее создании. В отличие от столбцов, строки не имеют имен; порядок их следования в таблице неопределен, а количество логически не ограничено; открытый файл — файл, доступный в данный момент данному приложению. Открытие файла создает в памяти буфер, в который с внешнего накопителя считываются записи. В разные моменты времени могут быть открыты различные множества файлов, количество открытых файлов обычно стараются ограничить, чтобы не расходовать оперативную память; активный или текущий - тот из открытых файлов, который обрабатывается в данный момент времени. Все операции над файлами (добавление записи; удаление записи; редактирование записи) адресуются именно к активному файлу; активная или текущая запись - запись открытого файла, доступная для обработки в данный момент времени (редактирование, ввод полей, корректировка, удаление). Указатель текущей записи есть физический номер доступной записи. Текущая запись находится в оператив­ной памяти. При переходе к другой записи данного файла указатель записи изменяется, и содержание оперативной памяти замещается содержимым новой текущей записи

Эдгар Франк Кодд (23 августа 1923 — 18 апреля 2003 ) Британский математик и сотрудник фирмы IBM 1969 г предложил реляционную модель баз данных 12 правил Кодда (http://ru.wikipedia.org/wiki/12_правил_Кодда) 2002 г журнал Forbes поместил реляционную модель данных в список важнейших инноваций последних 85 лет

Проектирование базы данных Основные задачи: Обеспечение хранения в БД всей необходимой информации. Обеспечение возможности получения данных по всем необходимым запросам. Сокращение избыточности и дублирования данных. Обеспечение целостности данных (правильности их содержания): исключение противоречий в содержании данных, исключение их потери и т.д.

Этапы проектирования 1. Концептуальное (инфологическое) проектирование — построение информационной модели наиболее высокого уровня абстракции.  На данном этапе выделяются сущности (объекты), описываются их свойства (только существенные), устанавливаются связи между сущностями

Этапы проектирования 2. Логическое (даталогическое) проектирование — создание схемы базы данных на основе конкретной модели данных.

Пример, сущность «Человек»

Реляционная БД Ключом таблицы называется поле или группа полей, содержащие уникальные в рамках данной таблицы значения. Ключи: первичные и составные, суррогатные

Этапы проектирования 3. Физическое проектирование Физическое проектирование — создание схемы базы данных для конкретной СУБД. Необходимо учитывать специфику конкретной СУБД, ктр включает в себя ограничения на именование объектов базы данных, ограничения на поддерживаемые типы данных и т.п. Выбор методов управления дисковой памятью, разделение БД по файлам и устройствам, методов доступа к данным), создание индексов и т.д.

Нормализация данных в базе Не всякая таблица может удовлетворять требованиям реляционной модели! Из 12 правил Кодда следует: Все данные в пределах одного столбца должны иметь один и тот же тип. В таблице должен быть назначен первичный ключ.

Нормальные формы (НФ) 1 НФ: Все данные, содержащиеся в таблице должны быть атомарными (неделимыми)!

Нормальные формы (НФ) 2. Если соблюдаются требования 1 НФ и каждый не ключевой столбец полностью зависит от первичного ключа

Нормальные формы (НФ) 3 НФ: Если соблюдаются требования 2 НФ и все не ключевые столбцы взаимно независимы. Столбцы взаимнозависимые: нельзя изменить один из них не изменяя другой

Многотабличные БД Пример: база данных школа

Даталогическая модель БД «Школа»

Связь «один ко многим»

Связь «многие ко многим»

Правила целостности и Правило ссылочной целостности Правило целостности: первичные ключи таблиц не содержат неопределенных (пустых) значений. Правило ссылочной целостности: внешние ключи не содержат несогласованных, с родительскими ключами значений.

Описание данных Типы данных в реляционных СУБД: числовые; строковые; логические; даты.

Физический этап проектирования БД Определение имени таблицы. Определение имен и типов полей. Определение первичного ключа. Определение (при необходимости) индексированных полей.

Создание таблиц в СУБД Access. СозданиеКнопка Таблица Кнопка Конструктор таблиц позволяет создавать таблицу начиная с ее структуры Режим таблицы – позволяет просмотреть поля и записи

Открыть базу данных Типы файлов: *.accdb – Access 2007, *.mdb – более ранние версии Параметры кнопки открыть: Открыть Открыть для чтения Монопольно – другие пользователи не смогут просмотреть данные Монопольно для чтения

Ввод и редактирование данных в базу