Базы данных. системы управления бд. информационные системы

БАЗЫ ДАННЫХ. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БД. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ.

База данных (БД) – это совокупность данных и связей между ними; структурированная совокупность данных, которые отображают состояние объектов определенной предметной области и связи между ними.

ИЛИ

База данных (БД) – это совокупность данных и связей между ними.

Информационная система – это компьютерная программа, использущая данные и зависимости между ними для выдачи различных сведений (только связанные между собой данные могут иметь смысл и быть информативными).

Виды связей, которые определяют тип БД

1. Связь «Один к одному»

Наиболее простой способ указать связь между данными – поместить данные совместно (пример: в одной строке ведомости). Все строки ведомости имеют один шаблон, в столбцах находятся данные одного типа. Каждая строка, как элемент ведомости и как сведения об одном работнике, представляет собой одно целое и может быть помещена в файл, как одна запись. Данная БД называется двумерным файлом (в виде одной записи файла можно хранить большое количество сведений, касающихся одного человека, какого-либо объекта или явления). Для удобства выбора данные каждого столбца имеют свое имя и называются полями записи. Любая запись, чтобы ее можно было найти среди других имеет уникальное имя – ключ записи, которое хранится в первом поле. При разработке БД сначала изучаются подлежащие хранению сведения, определяются объекты и их свойства, значения атрибутов. Затем данные систематизируются по типам, устанавливается место каждого данного в записи (таб.1)

Таблица 1. Этапы разработки структуры записи

Объектом называется элемент информационной системы, сведения о котором хранятся в базе данных. Иногда объект также называют сущностью (от англ, entity). Классом объектов называют их совокупность, обладающую одинаковым набором свойств.

Атрибут - это информационное отображение свойств объекта. Каждый объект характеризуется некоторым набором атрибутов. Ключевым элементом данных называются такой атрибут (или группа атрибутов), который позволяет определить Значения других элементов-данных. Запись данных (англ, эквивалент record) это совокупность значений связанных элементов данных. Первичный ключ - это атрибут (или группа атрибутов), который уникальным образом идентифицируют каждый экземпляр объекта (запись). Вторичным ключом называется атрибут (или группа атрибутов), значение которого может повторяться для нескольких записей (экземпляров объекта). Прежде всего вторичные ключи используются в операциях поиска записей.

Процедуры хранения данных в базе должны подчиняться некоторым общим принципам, среди которых в первую очередь следует выделить: o целостность и непротиворечивость данных, под которыми понимается как физическая сохранность данных, так и предотвращение неверного использования данных, поддержка допустимых сочетаний их значений, защита от структурных искажений и несанкционированного доступа; o минимальная избыточность данных обозначает, что любой элемент данных должен храниться в базе в единственном виде, что позволяет избежать необходимости дублирования операций, производимых с ним.

1. Связь «Один ко многим»

Любому элементу, рассматриваемому как объект, свойство или атрибут в информационной системе, может соответствовать несколько других объектов, свойств или атрибутов. Подобная структура имеет несколько уровней, каждый ее элемент может быть связан с несколькими другими, находящимися на нижнем уровне и только с одним из более верхнего уровня. Такая структура называется древовидной. БД с древовидной структурой называются иерархическими. Хранящиеся в них данные можно просматривать по-разному: двигаться от верхней точки, вниз до конечной точки, просматривать данные одного уровня, осуществить переход от данного нижнего уровня к верхнему. (Рис.1)

Рисунок 1. Древовидная модель

1. Связь «многие ко многим»

Производственные отношения между предприятиями имеют сложный характер, отражающийся в сетевых структурах. Сеть – многоуровневая структура, каждый элемент которой может быть связан как с нескольким элементами нижнего уровня, так и с несколькими элементам верхнего уровня. (рис.2)

Рисунок 2. Сетевая модель: один учитель ведет свой предмет в разных классах, в одном классе уроки ведут разные учителя

Сетевая модель, является наиболее распространенной. Она применяется при представлении знаний и при разработке информационных систем с гипертекстом – когда по выделенному в тексте слову можно выйти в другой текст, а там снова либо использовать отмеченные слова, либо выделить курсором необходимое и выйти или в новый текст, или в рисунок с такими же отмеченными элементами.

Реляционные базы данных

Для реализации различных связей между данными используются таблицы, изменяющиеся в зависимости от условий (отношений).

Реляционная модель создана на основе двумерной таблицы. Строка таблицы — это запись, которая содержит информацию об отдельном объекте таблицы (один ученик). Структура записей одинаковая; совокупность элементов данных, из которых складывается запись, называется полем. Информация записи находится в полях. Пол таблицы — это колонка таблицы.

Одинаковые записи в таблицы не допускаются. Поскольку во всех записях есть одни и одни и те же поля, им предоставляют уникальные имена (фамилия ученика, имя ученика,...). Пол может быть однородным за типом за всеми записями в колонке (или текстов данные, или числовые и т.п.).

Реляционная модель одной базы данных, как правило, содержит несколько таблиц, связь между которыми осуществляется с помощью специального поля — ключа.

Запрос к базе данных

Информационные системы делятся на документальные и фактографические.

В фактографических БД содержатся краткие сведения об описываемых объектах, представленные в строго определенном формате. Данные системы отвечают на конкретные вопросы, выдавая имеющиеся сведения об объектах в различной комбинации значений их атрибутов. В запросе к данной системе точно указано, какие свойства объектов служат критерием отбора данных из базы. Как правило выдается список объектов с указанными свойствами. Например, в БД библиотеки о каждой книге хранятся библиографические сведения: год издания, автор, название и т. д.

В документальных БД содержатся документы (информация) самого разного типа: текстового, графического, звукового, мультимедийного (например, различные справочники, словари). Данные системы предназначены для библиотек, они используют для каждого хранимого документа - набор ключевых слов. пользователь формирует запрос в виде набора таких слов (он может указать ,что в одном документе, должны быть все слова или хотя бы одно их них, или кого-то слова быть е должно).

Данные системы основаны на сетевых БД, т.к. одно и тоже ключевое слово содержится в нескольких документах, а сами документы имеют список из нескольких слов.

Контрольные вопросы:

1. Что такое база данных и ее назначение?

2. Перечислите виды связей между данными.

3. Чем отличается древовидная структура от сетевой?

4. Реляционные базы данных.

5. Что такое запись файла, из чего она состоит? Как хранятся данные в двумерном файле?

6. Постройте древовидную модель своего учебного заведения. Какие вопросы можно задавать информационной системе, основанной на этой модели?

7. Приведите примеры информационных систем.

8. Классификация моделей БД.