Главная
страница 1страница 2страница 3страница 4

  1. Основные определения. Информация. Данные. База данных. Предметная область. Объект. Атрибут. СУБД

Информация - сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Данные - информация, представленная в виде, позволяющем автоматизировать ее сбор, хранение и дальнейшую обработку человеком или информационным средством. Данные - это запись в соответствующем коде наблюдения, факта, объекта, пригодная для коммуникации, интерпретации, обработки и получения новой информации.

База данных - совокупность взаимосвязанных структурированных данных, при такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным для одного или нескольких приложений в определенной предметной области. Доступ к информации, хранящейся в БД, осуществляется с помощью специальных методов.

Предметная область - это отраженная в БД, совокупность объектов реального мира с их связями, относящихся к некоторой области знаний и имеющая практическую ценность для пользователя.

Объект - элемент предметной области, который можно четко идентифицировать.

Атрибут - это логически неделимый элемент, относящийся к свойству некоторого объекта или процесса.

Система управления базами данных -

(СУБД) (DBMS) - система программного обеспечения, имеющая средства обработки на языке БД, позволяющая обрабатывать обращения к БД, которые поступают от прикладных программ или конечных пользователей, и поддерживать целостность базы данных.Позволяет определять базу данных с указанием типа данных, их структуры, ограничений для данных, хранимых в базе.Позволяет вставлять, обновлять, удалять и извлекать данные из базы.Осуществляет защиту данных.



Система базы данных вкл. в себя совокупность базы данных, СУБД, прикладное ПО, соответствующее оборудование и персонал.

СУБД (DBMS) – ПО, имеющее средства обработки на языке БД, позволяющая обрабатывать обращения к БД, поступающие от прикладных программ и конечных пользователей и поддерживать целостность БД.



СУБД позволяет выполнять след. действия:Позволяет определять БД с указанием ее структуры, типов данных, ограничений данных.Позволяет добавлять, изменять, извлекать и удалять данные из базы.Осуществляют защиту данных с помощью систем, защиту от несанкционированного доступа.Осуществлять поддержку целостности данных, т.е. обеспечивать непротиворечивое состояние хранимых данных. С помощью управления параллельной работой приложений, т.е. контроль совместного доступа к данным.Резервное копирование и восстановление, позволяющее персоналу вовремя осуществлять резервное копирование и восстановление БД.

  1. Трехуровневая архитектура БД. Уровни представления БД. Внешний концептуальный, внутренний уровни. Теоретические основы проектирования БД. Этапы концептуального проектирования.

c:\users\женя\desktop\безымянный.jpg

Концептуальный уровень архитектуры ANSI/SPARC служит для поддержки единого взгляда на базу данных, общего для всех её приложений и независимого от них. Концептуальный уровень представляет собой формализованную информационно-логическую модель ПО. Описание этого представления называется концептуальной схемой.

Внутренний уровень архитектуры поддерживает представление БД в среде хранения – хранимую базу данных. На этом архитектурном уровне БД представлена в полностью “материализованном” виде, тогда как на других уровнях идёт работа на уровне отдельных экземпляров или множества экземпляров записей. Описание БД на внутреннем уровне называется внутренней схемой или схемой хранения.

Внешний уровень архитектуры БД предназначен для различных групп пользователей. Описания таких представлений называются внешними схемами. В системе БД могут одновременно поддерживаться несколько внешних схем для различных групп пользователей или задач.

Физически БД хранится на диске в виде набора файлов, взаимодействие с которыми осуществляется с помощью СУБД. Целью архитектуры является отделить представление пользователя от конкретной реализации БД. Изменение концептуальной модели не должно затрагивать внешние модели. Изменения во внутренней модели не должны затрагивать концептуальную модель.

Основное назначение – независимость данных (изменения на внутренних уровнях не затрагивают внешние). Два типа независимости : 1) логическая независисмость от данных – означает полную защищенность внешних схем от изменений, вносимых в концептуальную схему.2) физическая независисмость – означает защищенность концепт. схемы от изменений, вносимых во внутреннюю.

Проектирование базы данных – процесс создания проекта базы данных, предназначенной для поддержки функционального предприятия и способтвующей достижению его целей.Основными целями проектирования базы данных являются:

1) представление данных и связей между ними, необходимых для всех основных областей применения данного приложения и любых существующих групп его пользователей;

2) создание модели данных, способной поддерживать выполнение любых требуемых транзакций обработки данных;

3) разработка предварительного варианта проекта, структура которого позволяет удовлетворить все основные требования, предъявляемые к производительности системы — например, ко времени реакции системы.



Теоретические основы проектирования БД.

Процесс проектирования БД содержит 3 этапа:

  1. Концептуальное проектирование, т.е. описание предметной области, включающей определение объектов, процессов, связей между объектами, независящими от каких-либо условий физической реализации.

  2. Логическое проектирование – преобразование концептуального представления в логич. структуру БД в соответствии с выбранной моделью данных.

  3. Физич. проектир-е – принятие решения о том, как логич. модель будет организована в БД, создаваемой с пом. конкретной СУБД.


Этапы концептуального проектирования

базы данных:

- Определение объектов.

- Определение связей.

- Определение атрибутов объектов.

- Определение доменов атрибутов.

- Определение атрибутов, являющихся потенциальными первичными ключами.

- Создание диаграммы «сущность-связь»



  1. Модели представления данных. Сетевая и иерархическая модели. Преимущества и недостатки. Отношения между объектами.


Модели данных – иерархическая, сетевая, реляционная, объектно-ориентированная, объектно – реляционная.

Иерархическая модель – можно представить в виде набора графов «древовидной структуры». Каждый потомок имеет одного родителя.

Достоинства иерархич. модели:

- достаточно интуитивно понятна и проста

- высокая скорость обработки данных

Сетевая модель – можно представить в виде графа, в котором каждый объект может подчиняться нескольким другим объектам и иметь в своем подчинении несколько объектов. Достоинства – можно спроктировать практически любую предметную область. Недостатки – сложность, требование подготовки технического задания.

Преимущества и недостатки ранних СУБД:

Сильные места: развитые средства управления данными во внешней памяти на низком уровне, возможность построения вручную эффект. Прикладных систем.

Недостатки: слишком сложно пользоваться, знание в физической организации, зависимость прикладных систем от это йорганизации, перегруженность их логики деталями организации БД.

Отношения между объектами

Если вновь порождённый объект одного из типов оказывается по необходимости связанным с объектом другого типа, то между этими типами объектов существует обязательная связь. Иначе связь является факультативной.






  1. Модели представления данных. Реляционная модель. Основные понятия: атрибут, домен, кортеж (запись), ключ. Фундаментальные свойства отношений.

Реляционная модель

1. Данные воспринимаются пользователями как таблицы (и никак иначе).

2. Каждая таблица состоит из однотипных строк и имеет уникальное имя.

3. Строки имеют фиксированное число полей (столбцов) и значений (множественные поля и повторяющиеся группы недопустимы). Иначе говоря, в каждой позиции таблицы на пересечении строки и столбца всегда имеется в точности одно значение или ничего.

4. Строки таблицы обязательно отличаются друг от друга хотя бы единственным значением, что позволяет однозначно идентифицировать любую строку такой таблицы.

5. Столбцам таблицы однозначно присваиваются имена, и в каждом из них размещаются однородные значения данных (даты, фамилии, целые числа или денежные суммы).

6. Полное информационное содержание базы данных представляется в виде явных значений данных и такой метод представления является единственным. В частности, не существует каких-либо специальных "связей" или указателей, соединяющих одну таблицу с другой.

7. При выполнении операций с таблицей ее строки и столбцы можно обрабатывать в любом порядке безотносительно к их информационному содержанию. Этому способствует наличие имен таблиц и их столбцов, а также возможность выделения любой их строки или любого набора строк с указанными признаками.

8. Записи в таблице располагаются в том порядке, в котором они были туда занесены.

Целью теории реляционной БД было создание минимального набора таблиц, в котором осуществлялось бы хранение минимально-избыточных данных.



Домен – это множество значений, которое может принимать элемент .

Подмножество декартова произведения доменов называется отношением.

 Для доменов D1 = (1,2), D2 = (A,B,C) декартово произведение D будет таким:D = {(1,A), (1,B), (1,C), (2,A), (2,B), (2,C)}.Элементы отношения называют кортежами. Элементы кортежа принято называть атрибутами.

Осн. понятия:

Объект – элемент предметной области, который можно четко идентифицировать.

Свойства объекта отображаются с помощью переменных величин, которые являются элементарными единицами информации в рамках БД, и наз-ся атрибутами.



Атрибут – логически неделимый элемент, относящийся к свойствам некоторого объекта или процесса.

Атрибуты разделяются на атрибуты-признаки и атрибуты-основания.



Атрибуты – признаки – являются качественной характеристикой объекта.

Атрибуты – основания – характеризуют количественную сторону объекта.

Атрибуты имеют множество допустимых значений.

Множество всех возможных значений атрибута наз-ся доменом.

Совокупность атрибутов, характеризующих один объект, наз-ся записью.

Тип записи определяется свойствами объекта.

Ключ – атрибут или совокупность атрибутов, однозначно определяющие объект.

Потенциальный ключ – ключ, который может идентифицировать объект.

Из множества потенциальных ключей выбирается один первичный ключ. Все остальные ключи – альтернативные.



Суррогатный ключ – атрибут, который создан для того, чтобы однозначно определять объект.

Вторичный ключ – атрибут, который относит объект к некоторой группе.

Отношение обладает двумя основными свойствами:1). в отношении не должно быть одинаковых кортежей, т.к. это множество;2). порядок кортежей в отношении несущественен.Отношение удобно представлять как таблицу, где строка является кортежем, столбец соответствует домену.Отношение имеет имя, которое отличает его от имён всех других отношений. Атрибутам реляционного отношения назначаются имена, уникальные в рамках отношения. Все операции над данными в РМД выполняются над отношением и требуют задания имени отношения. Если операция применяется к части отношения, то может потребоваться идентификация кортежа или группы кортежей и задания имён атрибутов. В РМД используются следующие операции над данными:



  1. запомнить: внесение информации в БД (требует формирования значений уникального ключа и обязательных атрибутов кортежа);

  2. обновить: модификация данных – изменение значений отдельных атрибутов кортежей;

  3. извлечь: чтение данных;

  4. удалить: физическое или логическое удаление данных (кортежа или группы кортежей).

Реализация отношений между объектами в реляционных таблицах:

1. Отношение «1 к 1» лучше всего реализовать в соответствии первич. ключа одной таблицы к первич. ключу др. таблицы.

Связь «1 к 1» встречается крайне редко, но бывают случаи:

- 2 объекта совершенно различны, но каждому первому объекту соответствует второй (декан-факультет)

- когда какое-то свойство объекта характеризует малое кол-во элементов этого объекта. Тогда получается возможным выделить это свойство в слабый объект, и связать с основным объектом связь. «1 к 1».



2. Связь «1 ко многим» реализуется путем ввода атрибута, кот-й становится вторичным ключом в таблице объекта, на стороне которого множественная связь.



3. «Много ко многим»



  1. Основные операции реляционной алгебры – выборка, проекция, декартово произведение, объединение, разность.

Операндами для операций реляционной алгебры являются реляционные отношения. Результатом выполнения операций реляционной алгебры также является отношение. Использование реляционной алгебры накладывает на отношения два ограничения: порядок столбцов (полей) в отношении фиксирован; отношения конечны.

Существует пять основных операций реляционной алгебры – проекция, селекция, декартово произведение, разность, объединение – и три вспомогательных: соединение, пересечение и деление. Вспомогательные операции могут быть выражены через основные, но во многих системах реализуются отдельно для удобства пользователей.

1. Селекция (selection, обозначается "σ") – это унарная операция, результатом которой является подмножество кортежей исходного отношения, удовлетворяющих условиям, которые накладываются на значения определённых атрибутов.

2. Проекция (projection, обозначается "π") – это унарная операция (выполняемая над одним отношением), служащая для выбора подмножества атрибутов из отношения R. Она уменьшает арность отношения и может уменьшить его мощность, исключая одинаковые кортежи.

3. Декартово произведение (cartesian product, обозначается "×") соответствует определению декартова произведения для РМД.

4. Объединение (union, обозначается " U") – это бинарная операция над односхемными отношениями R и S, результатом которой является отношение, включающее все кортежи обоих отношений без повторов.

5. Разность (set difference, обозначается "–") – это бинарная операция над односхемными отношениями (R–S), результатом которой является множество кортежей отношения R, не принадлежащих отношению S.




  1. Дополнительные операции реляционной алгебры – соединение, пересечение, деление.

1.  Пересечение (intersection, обозначается "∩") – это бинарная операция над односхемными отношениями R и S, результатом которой является подмножество кортежей, принадлежащих обоим исходным отношениям.

2. Соединение (join, обозначается "http://www.rema44.ru/resurs/study/dblectio/image45.gif") – это бинарная операция над разносхемными отношениями R и S. Кортежи результирующего отношения содержат все атрибуты обоих отношений (возможно, за исключением повторов). В общем случае соединение происходит по условию, которое определяет соотношение между значениями атрибутов из разных отношений. Если этим условием является равенство значений атрибутов, такое соединение называется эквисоединениемЕстественным называется эквисоединение, построенное по условию равенства значений одинаковых атрибутов кортежей исходных отношений.

Сущ. след. типы операции соединения:

1) θ – соединение – определяет отношение, которое содержит записи из декартова произведения отношении R и S, удовл. внеш. условию F, где F выглядит так:

F = R.ai θ S.bi, где θодин из операторов сравнения.

2) Соединение по эквивалентности – если условие F содержит оператор равенства.



F = R.ai = S.bi

3) Естественное соединение – соединение по эквивалентности отношений R и S, выполненное по всем общим атрибутам исходных отношений.

4) Внешнее соединение – (левое, правое, полное)

Лев. внеш. соед-е – такое соед-е по эквивалентности, при котором записи отношения R, не имеющие совпадающих значений в общих столбцах отношения S, так же включаются в результирующее отношение.

Полное внеш. соед-е – в результирующее отношение помещены все записи из обоих отношений, и для обозначения несовпадающих значений используется оператор NULL.

Полусоединение (внутреннее соединение) определяет отношение, кот-е содержит те записи отношения R, кот-е входят в соединения отношений R и S.

Фактически, соединение является подмножеством декартова произведения, для которого выполняется некоторое условие.

3. Деление (division, обозначается "/") – это бинарная операция над разносхемными отношениями R и S. Пусть отношение R содержит атрибуты {r1,r2,...,ri,...,rn}, а отношение S – атрибуты {r1,r2,...,ri}. Результирующее отношение содержит атрибуты {ri+1,...,rn}. Кортеж включается в результирующее отношение, если его декартово произведение с отношением S входит в R.


  1. СУБД FoxPro. Основы работы с БД. Индексирование, поиск, фильтр, установка временных связей.

База данных FoxPro представляет собой совокупность таблиц, отношений между таблицами, индексов, триггеров, хранимых процедур.

Для создания структуры таблицы необходимо указать имена полей, их тип, количество символов.Кроме того, можно определить дополнительные параметры. Параметр Format определяет, в каком формате будет выводиться значение поля. Input Mask определяет внешний вид значения. Например, для вывода номера телефона можно установить маску “(999) 999-99-99”. Тогда значение поля будет выглядеть в привычном виде. Параметр Caption определяет заголовок, который будет отображаться при выводе таблицы. В Rule возможно описать выражение определяющее правильность ввода значения поля. Message определяет сообщение, которое будет выдано в случае, если возникла ошибка ввода. Параметр Default Value определяет значение по умолчанию, присваиваемое текущему полю.

Для удаления записи из таблицы производится ее пометка как удаляемой (используется маркер удаления), а затем выбирается «remove deleted records» в меню database.

Существует два режима просмотра таблиц:1)Edit по записям2)Browse просмотр в виде таблицы. Индексирование – это создание файла, с помощью которого можно определить, где найти те или иные значения в файле базы данных. Индексирование необходимо для осуществления поиска в таблице, или для представления таблицы в упорядоченном виде.

Для создания индекса по какому либо полю, необходимо в конструкторе таблиц указать необходимость введения индекса для этого поля. Индекс может быть введен двух типов – Ascending (по возрастанию) и Descending (по убыванию). Для создания более сложных индексов необходимо перейти к вкладке Indexes и там описать выражение индекса.

Установка временных связей

Таблицы можно связывать друг с другом только в том случае, если в обеих таблицах присутствуют одинаковые поля. Кроме того, эти поля должны быть одного и того же типа данных. Для установки связи необходимо открыть окно Date Session из меню Window. Открыть в рабочих областях таблицы и с помощью кнопки Relations установить связь между таблицами по какому-нибудь полю. В этом случае при перемещении указателя записи по одной из таблиц указатель записи второй таблицы будет перемещаться автоматически.



Фильтр – логическое выражение, определяющее условие видимости записи таблицы. Если для записи выражение фильтра истинно, запись видна, если ложно – не видна. Для установки фильтра необходимо открыть окно Browse таблицы и выбрать пункт Property из меню Table. Появится диалоговое окно Work Area Property.Необходимо нажав на кнопку Date filter ввести логическое выражение для установки фильтра.. Это условие позволит отобразить записи только о тех работниках, которые работают во втором отделе.

  1. СУБД FoxPro. Создание таблиц базы данных. Работа с базами данных. Понятие ссылочной целостности. Хранимые процедуры.

Реляционная база данных - это набор данных, которые хранятся более чем в одной таблице. Эти таблицы могут быть связаны общими значениями в полях, которые присутствуют в разных таблицах.

Таблица – это прямоугольный массив элементов, каждый из которых представляет один элемент данных. Все столбцы в таблице однородные, т.е. элементы столбца имеют одинаковый тип данных. В таблице нет двух одинаковых строк.

Поле – определенный тип информации, который хранится в таблице.

Запись – строка в таблице БД.

В Visual FoxPro 5.0 существуют тринадцать типов полей.
Character (Символьный) – используется для хранения букв, цифр, знаков пунктуации, которые не используются в вычислениях.

Currency (Денежный) – используется для хранения денежных значений. Система автоматически включает денежный знак в вычисления и отчеты.

Numeric (Числовой) – содержит целые или дробные числа.

Float (Числовой с плавающей точкой) – введен для совместимости с другими базами данных.

Date (Дата) – используется для хранения значений дат. Эти значения можно использовать для вычисления количества дней.

Datetime (Дата/время) - содержит значение даты и времени. Есть возможность вычислять временные интервалы.

Double (Двойной числовой) – точность этого типа данных превышает 16 десятичных знаков.

Integer (Целый) – поля этого типа содержат целые числа.

Logical (Логический) – используется для хранения двух значений – истина или ложь.

Memo (Примечания) – поле неограниченной длины. Фактически значения этого поля хранятся в отдельном файле на диске, а в поле хранится лишь ссылка на этот файл.

General (Общий) – поля этого типа предназначены для хранения ссылок на объект OLE. Объектом может быть электронная таблица Excel, документ Word или любой другой объект поддерживающий OLE.

Character Binary и Memo Binary (Символьный – двоичный и Memo - двоичный) – данные хранятся в двоичном формате , что предотвращает изменение данных этого типа программным путем.

Для создания структуры таблицы необходимо указать имена полей, их тип, количество символов.

Кроме того, можно определить дополнительные параметры. Параметр Format определяет, в каком формате будет выводиться значение поля. Input Mask определяет внешний вид значения. Например, для вывода номера телефона можно установить маску “(999) 999-99-99”. Тогда значение поля будет выглядеть в привычном виде. Параметр Caption определяет заголовок, который будет отображаться при выводе таблицы. В Rule возможно описать выражение определяющее правильность ввода значения поля. Message определяет сообщение, которое будет выдано в случае, если возникла ошибка ввода. Параметр Default Value определяет значение по умолчанию, присваиваемое текущему полю.

Для удаления записи из таблицы производится ее пометка как удаляемой (используется маркер удаления), а затем выбирается «remove deleted records» в меню database.

Существует два режима просмотра таблиц:


  1. Edit по записям

  2. Browse просмотр в виде таблицы


следующая страница >>
Смотрите также:
Основные определения. Информация. Данные. База данных. Предметная область. Объект. Атрибут. Субд
1076.84kb.
4 стр.
Краткое содержание курса Теория баз данных Модели данных и языки запросов Транзакции и согласованность
32.52kb.
1 стр.
«база данных access»
297.79kb.
1 стр.
Географические информационные системы. Термины и определения
87.08kb.
1 стр.
Системы управления базами данных
217.67kb.
1 стр.
Основные понятия и определения ебдс
487.2kb.
4 стр.
Создание среды хранения объектов над иерархической субд
315.78kb.
1 стр.
Дисциплина. «Базы данных и субд»
127.3kb.
1 стр.
Тест по дисциплине «Базы данных». Вариант База данных – это
65.02kb.
1 стр.
23 Предметная область
58.57kb.
1 стр.
Сайт Российского государственного исторического архива (ргиа) На сайте ргиа представлена единая база данных архива «каиса-архив»
11.81kb.
1 стр.
Исследования дОменно-ключевой схемы реляционной базы данных Ключевые слова
432.17kb.
4 стр.