Тема 1. Базы данных и системы управления ими

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 11Следующая ⇒

Цель работы: ознакомиться с базовыми понятиями и определениями систем управления базами данных (СУБД), получить представление о функциональных возможностях СУБД и их использовании для решения профессиональных задач, связанных с организацией хранения и обработки данных.

Теоретико-методологическая часть

1. Основные понятия и определения

Система управления базами данных (СУБД – DBMS – Data Base Management System) является универсальным программным средством, предназначенным для создания и ведения баз данных, а также организации доступа к данным и их обработки.

Под базой данных (БД – DB – Data Base) понимают совокупность данных, относящихся к некоторой предметной области, организованных определенным образом на материальном носителе, как правило, средствами СУБД.

База данных организуется в соответствии с моделью данных, которая поддерживается в СУБД. Модель данных представляет собой условное, схематическое, редуцированное восприятие реальных объектов, атрибутивные характеристики и свойства которых представлены в формализованном виде.

Реляционная модель данных (англ. relation - отношение) является одной из самых распространенных моделей, используемых в современных СУБД. Эта модель характеризуется простой структурой данных, удобным для пользователя табличным представлением, а также использованием универсального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления.

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде прямоугольных двухмерных таблиц (рис. 3.6). Каждая реляционная таблица имеет наименование и обладает следующими свойствами:

Ø структура таблицы определяется совокупностью столбцов;

Ø в каждой строке таблицы содержится по одному значению в соответствующем столбце;

Ø одинаковые строки в таблице отсутствуют;

Ø общее число строк не ограничено;

Ø столбцы таблицы имеют уникальные имена;

Ø значения каждого столбца относятся к одному и тому же типу;

Ø порядок следования строк и столбцов является произвольным.

Применительно к реляционной модели используется следующая стандартная терминология теории отношений. Простейшая двухмерная таблица определяется как отношение. Столбцы таблицы называются полями или доменами. Строки таблицы соответствуют записям или кортежам.

	Поле 1	Поле 2	…	Поле n
Запись 1
Запись 1
…
Запись m

Рис. 3.6. Структура данных реляционной модели

Схема реляционной таблицы включает имена полей, образующих структуру ее записи: (Поле 1, Поле 2, …, Поле n). Например, следующая схема: Продукция (Код, Наименование, Ед. изм., Цена за ед.) соответствует таблице с именем Продукция, состоящей из полей: Код, Наименование, Ед. изм., Цена за ед.

Записи не должны повторяться внутри реляционной таблицы и, соответственно, должны иметь уникальный идентификатор — первичный ключ.

Первичным ключом (или просто ключом таблицы) называется одно или несколько полей, однозначно идентифицирующих (определяющих) каждую запись. Если первичный ключ состоит из одного поля, он является простым, если из нескольких полей — составным.

Кроме первичного ключа в таблице могут существовать и вторичные ключи. Вторичный ключ — это такое поле, значения которого могут повторяться в разных записях, т.е. он не является уникальным. Вторичные ключи играют роль поисковых или группировочных признаков (по значению вторичного ключа можно найти нескольких записей).

Связи между таблицами в реляционной модели устанавливаются по равенству значений совпадающих полей. Такие поля в разных таблицах играют роль внешнего ключа или ключа связи.

Совокупность реляционных таблиц, логически взаимосвязанных и отражающих некоторую предметную область, образует реляционную базу данных (РБД).

В ходе разработки РБД должен быть определен состав логически взаимосвязанных реляционных таблиц и структура каждой таблицы. Таблицы должны иметь уникальные в базе данных имена, раскрывающие содержательную сторону представляемой информации.

Операции манипулирования данными в реляционной модели включают:

Ø операции над строками (включение, удаление, обновление);

Ø операции над таблицами (объединение, пересечение, разность, декартово произведение, выбор, проекция, соединение, деление).

Операторы реляционного языка обрабатывают таблицы как единый объект. При этом результатом обработки всегда являются новые таблицы. Совокупность операций над таблицами образует полную алгебру отношений.

Реляционные СУБД

В настоящее время в мире насчитывается более 50 типов разнообразных по своим функциональным возможностям СУБД для IBM PC – совместимых компьютеров. В течение продолжительного периода времени широко использовались реляционные СУБД, совместимые со стандартом XBase. Представителями этого семейства являются Dbase, FoxPro и др.

СУБД DBase имеет простой командный язык манипулирования данными и пользовательский интерфейс типа меню. Этот программный продукт работает в среде MS DOS и отличается хорошим быстродействием при выполнении запросов в небольших базах данных.

СУБД FoxPro обладает развитыми средствами создания практических приложений пользователя для различных предметных областей и пользуется популярностью среди профессиональных программистов. Отличительной особенностью данного программного продукта является его высокая производительность. Версия MS FoxPro для Windows выгодно отличается от версии для MS DOS удобством пользовательского интерфейса.

СУБД Access относится кСУБД реляционного типа нового поколения. Это 32 - разрядная система управления базами данных, работающая в среде Windows 95 (98), Windows 2000 и Windows NT. Access обладает возможностями построения запросов по образцу (QBE), генераторами приложений на основе объектного подхода, диалоговыми средствами формирования макросов, а также средствами обеспечения целостности (непротиворечивости) данных на уровне базы данных. Кроме языка запросов QBE в Access используется базовый язык программирования Visual Basic.

К числу современных реляционных баз данных относятся также Paradox, MS SQL Server, Oracle и др.

Технология работы в СУБД

Основными технологическими этапами решения задач с использованием СУБД являются:

Ø создание структуры таблиц БД;

Ø ввод, просмотр и редактирование данных в таблицах БД;

Ø обработка данных, содержащихся в таблицах БД;

Ø вывод информации на экран, принтер или в файл.

Технология работы в СУБД без привязки к конкретному типу программного продукта схематично представлена на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Технология работы в СУБД

Основные средства СУБД

Основными средствами СУБД являются:

Ø средства описания структуры базы данных;

Ø средства конструирования экранных форм, предназначенных для ввода данных, просмотра и их редактирования в диалоговом режиме;

Ø средства создания запросов для выборки данных по заданным условиям, а также выполнения операций по их обработке;

Ø средства создания отчетов для вывода результатов обработки в удобном для пользователя виде на печать, дисплей или в файл;

Ø языковые средства — встроенный язык программирования (Dbase, Visual Basic и др.), язык запросов ( Запросы по образцу – QBE – Query By Example, Язык структурированных запросов – SQL – Structured Query Language ) и др.;

Ø средства создания приложений пользователя — генераторы приложений, средства создания меню и панелей управления приложениями, позволяющие объединять различные операции по работе с базой данных в единый технологический процесс и создавать удобный интерфейс пользователя для управления приложениями.

Контрольные вопросы

1. Дайте определения БД и СУБД.

2. Назовите основные типы моделей данных.

3. В чем состоит суть реляционной модели данных?

4. Что представляет собой реляционная таблица?

5. Что такое первичный ключ?

6. Что называется доменом и кортежем?

7. Какие СУБД относятся к семейству X-Base продуктов?

8. Что представляет собой СУБД Access?

9. Назовите основные этапы технологического процесса обработки данных в СУБД.

10. Перечислите основные средства СУБД.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒