Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ В БАЗЫ ДАННЫХ Специальность «Прикладная информатика (в экономике)»

Специальность «Прикладная
информатика (в экономике)»
Учебная дисциплина «Базы данных»
Лекция 1
ВВЕДЕНИЕ В БАЗЫ ДАННЫХ
1 Основные понятия, используемые в
базах
данных.
Структуризация
и
представление данных.
2 Основы построения моделей данных
Литература
1. Базы данных: учеб. Пособие для студ. высш.
учеб. Заведений / А.В. Кузин, С.В.
Левонисова. – 2-е изд. стер. – М.:
Издательский центр «Академия», 2008.
2. Марков А.С., Лисовский К.Ю. Базы данных.
Введение в теорию и методологию: Учебник.
–М.: Финансы и статистика, 2006.
3. Теория и практика построения баз данных. 8е изд. / Д. Крёнке. –СПб: Питер, 2003.
Данные - это основа информации и они относятся к
способу представления, хранения и элементарным
операциям обработки информации.
База данных (БД) - это данные, организованные в
виде набора записей определенной структуры и
хранящиеся в файлах, где, помимо самих данных,
содержится описание их структуры.
Система управления базами данных (СУБД) - это
система, обеспечивающая ввод данных в БД, их
хранение и восстановление в случае сбоев,
манипулирование данными, поиск и вывод данных по
запросу пользователя.
Вариантом структуризации (упорядочивания)
информации может быть декомпозиция исходной
информации по определённым признакам.
Декомпозиция - это разбиение объекта на
составные части. Критерий декомпозиции - это
характеристика, на основе которой производится
разбиение.
Структуризация и построение иерархического
дерева шаров
Рисунок 1 - Первый вариант дерева шаров
Рисунок 2 - Второй и третий варианты дерева шаров
Виды баз данных
В фактографических БД содержатся
краткие
сведения
об
описываемых
объектах,
представленные
в
строго
определенном формате.
Документальная
БД
содержит
обширную информацию самого разного
типа: текстовую, графическую, звуковую,
мультимедийную.
Информационная система — это совокупность
базы данных и всего комплекса аппаратнопрограммных средств для ее хранения, изменения
и поиска информации, для взаимодействия с
пользователем.
Компьютерная
база
данных
—
это
организованная
совокупность
данных,
предназначенная для длительного хранения во
внешней памяти ЭВМ и постоянного применения.
Для хранения БД может использоваться как один
компьютер, так и множество взаимосвязанных
компьютеров.
Модель данных - это некоторая абстракция,
которая, применительно к конкретным
данным,
позволяет
пользователям
и
разработчикам трактовать их уже как
информацию, то есть сведения, содержащие не
только данные, но и взаимосвязь между ними.
Физическая модель данных оперирует
категориями,
касающимися
организации
внешней памяти и структур хранения,
используемых в данной операционной среде.
Модели данных
Инфологические
и
семантические
модели отражают в естественной и удобной
для разработчиков и других пользователей
форме информационно-логический уровень
абстрагирования, связанный с фиксацией и
описанием объектов предметной области,
их свойств и их взаимосвязей.
Модели данных
Документальные
модели
данных
соответствуют
представлению
о
слабоструктурированной
информации,
ориентированной в основном на свободные
форматы документов, текстов на естественном
языке.
Тезаурусные модели основаны на принципе
организации словарей, содержат определенные
языковые конструкции и принципы их
взаимодействия в заданной грамматике.
Модели данных
Дескрипторные
модели
самые
простые
из
документальных моделей, они широко использовались на
ранних стадиях использования документальных баз данных. В
этих моделях каждому документу соответствовал дескриптор описатель. Этот дескриптор имел жесткую структуру и
описывал документ в соответствии с теми характеристиками,
которые требуются для работы с документами в
разрабатываемой документальной БД.
Когда один тип объекта модели данных является главным, а
все нижележащие – подчиненными, то такая модель данных
называется иерархической.
Иерархические модели данных могут быть представлены
как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний
уровень занимает один объект, второй — объекты второго
уровня и т. д.
Модели данных
В случае если любой тип данных одновременно
может быть главным и подчиненным, то такая
модель данных называется сетевой.
Сетевая модель данных — логическая модель
данных, являющаяся расширением иерархического
подхода,
строгая
математическая
теория,
описывающая
структурный
аспект,
аспект
целостности и аспект обработки данных в сетевых
базах данных.
В случае если модель данных строится по
принципу взаимосвязанных таблиц, то она
называется реляционной.
Рисунок 3 – Процедура структуризации
неструктурированных данных в форме реляционной
модели данных
Рисунок 4 – Структура таблиц при организации
реляционной базы данных
Поля — это различные характеристики
(иногда говорят — атрибуты) объекта.
Значения полей в одной строчке относятся к
одному объекту. Разные поля отличаются
именами. А чем отличаются друг от друга
разные
записи?
Записи
различаются
значениями ключей.
Главным ключом в базах данных называют
поле (или совокупность полей), значение
которого не повторяется у разных записей.
Рисунок 5 – Пример образования простого и
составного ключа в реляционной базе данных
Числовой тип имеют поля, значения
которых могут быть только числами.
Например, в БД «Погода» три поля числового
типа:
ТЕМПЕРАТУРА,
ДАВЛЕНИЕ,
ВЛАЖНОСТЬ.
Символьный тип имеют поля, в которых
будут
храниться
символьные
последовательности (слова, тексты, коды и
т.п.). Примерами символьных полей являются
поля АВТОР и НАЗВАНИЕ в БД «Домашняя
библиотека»; поле ТЕЛЕФОН в БД «Школы».
Тип «дата» имеют поля, содержащие
календарные даты в форме «день/месяц/год» (в
некоторых случаях используется американская
форма: месяц/день/год). Тип «дата» имеет поле
ДЕНЬ в БД «Погода».
Логический тип соответствует полю,
которое может принимать всего два значения:
«да» — «нет» или «истина» — «ложь» или
(по-английски) «true» — «false».
Принципы построения систем управления баз
данных следуют из требований, которым должна
удовлетворять организация баз данных:
1. Производительность и готовность.
2. Минимальные затраты.
3. Простота и легкость использования.
4. Простота внесения изменений.
5. Возможность поиска.
6. Целостность.
7. Безопасность и секретность.
Контрольные вопросы:
1. Дайте понятие данных и декомпозиции данных.
Приведите примеры.
2. Дайте понятие базы данных и системы управления
базами данных.
3. Дайте определение фактографических
и
документальных баз данных.
4. Дайте определение модели данных. Перечислите и
охарактеризуйте их основные виды.
5. Дайте понятие и характеристику реляционной
модели данных.
6. Перечислите основные принципы построения
систем управления базами данных.