Базы данных
§
§
§
§
§
§
§
§
§
§
§
§
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
Информационные системы
Таблицы
Многотабличные базы данных
Реляционная модель данных
Работа с таблицей
Создание однотабличной базы данных
Запросы
Формы
Отчёты
Работа с многотабличной базой данных
Нереляционные базы данных
Экспертные системы
1
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных
§ 12. Информационные системы
2
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
3
Что такое информационная система?
Информационная система (ИС) в широком смысле —
это аппаратные и программные средства,
предназначенные для того, чтобы своевременно
обеспечить пользователей нужной информацией.
Задачи:
• хранение данных
• доступ к данным
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
4
БД и СУБД
База данных (БД) — это специальным образом
организованная совокупность данных о некоторой
предметной области, хранящаяся во внешней памяти
компьютера.
Система управления базой данных (СУБД) — это
программные средства, которые позволяют выполнять
все необходимые операции с базой данных.
БД + СУБД = информационная система
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
5
БД и СУБД
Задачи СУБД:
• поиск данных
• редактирование данных
• выполнение несложных расчетов
• обеспечение целостности (корректности,
непротиворечивости) данных
• восстановление данных после сбоев
прикладная
программа
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
СУБД
БД
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
6
Классификация ИС
ИС
локальные
удалённые
БД и СУБД на компьютере
пользователя
БД на удалённом компьютере
(в сети)
автономность
все работают с одной БД
нужно обновлять БД на
каждом компьютере
как учесть изменения,
внесённые пользователями
зависимость от сети
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
7
Как хранить данные?
Текстовый формат:
Иванов;Иван;Петрович;1968;«Audi»;20 000 р.
Петров;Пётр;Иванович;1975;«Лада»;30 000 р.
Сидоров;Семён;Иванович;1975;«Нива»;15 000 р.
Собственный формат программы:
?
Что плохо?
нет переносимости (БД можно использовать
только с этой программой)
Переносимость – это возможность использовать БД в
других информационных системах.
Универсальный формат:
БД:
«данные о данных»
метаданные
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
данные
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
8
Файл-серверные СУБД
рабочие станции
сервер
СУБД
БД
СУБД
рабочие станции должны быть мощными
высокая нагрузка на сеть
слабая защита данных
ненадежность при большом количестве
пользователей
!
Решение – перенести СУБД на сервер!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
9
Клиент-серверные СУБД
рабочие станции (клиенты)
запрос
прикладная
программа
ответ
сервер
СУБД
БД
прикладная
программа
Задачи клиента:
Задачи сервера:
• отправить серверу
• при получении запроса
запрос на языке SQL
поставить его в очередь
• принять ответ сервера • выполнить запрос
• вывести результаты
• отправить ответ клиенту
SQL = Structured Query Language – язык структурных
запросов для управления данными
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
10
Клиент-серверные СУБД
обработка данных на сервере
рабочие станции могут быть маломощными
проще модернизация
надежная защита данных (на сервере)
снижается нагрузка на сеть
надежная работа при большом количестве
пользователей
нужен мощный сервер
высокая стоимость коммерческих СУБД бесплатно!
MS SQL Server
Firebird (www.firebirdsql.org)
PostgreSQL (www.postgresql.org)
MySQL (www.mysql.com)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
11
Транзакции
Задача: перевести 100 000 рублей
со счета 12345 на счет 54321.
• прочитать сумму на счету 12345
• уменьшить ее на 100 000 рублей
сбой питания!
• прочитать сумму на счету 54321
• увеличить ее на 100 000 рублей
Транзакция – это группа операций, которая
представляет собой одно законченное действие.
Транзакция должна быть выполнена целиком или не
выполнена вообще.
• журналирование
• создание новых записей (помечаются как
действительные после завершения транзакции)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных
§ 13. Таблицы
12
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
13
Таблицы
Примеры:
• записная книжка
• каталог в библиотеке
Иванов Пётр
Суворовский пр., д. 32, кв. 11
275-75-75
поля
записи
Фамилия
Иванов
Петров
Васильев
Имя
Петр
Василий
Иван
Типы полей:
• целые числа
• вещественные числа
• денежные суммы
• логические значения
• текстовые данные
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Адрес
Суворовский пр., д. 32, кв. 11
Кутузовский пр., д. 12, кв. 20
Нахимовский пр., д. 23, кв. 33
Телефон
275-75-75
276-76-76
277-77-77
• время, дата
• произвольные двоичные данные
(рисунки, звук, видео)
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
14
Ключ
Ключ – это поле или комбинация полей, однозначно
определяющие запись.
Могут ли эти данные быть ключом?
• фамилия
Может ли быть несколько
• имя
ключей в таблице?
• номер паспорта
• номер дома
• регистрационный номер автомобиля
• город проживания
• адрес электронной почты
• дата выполнения работы
• марка стиральной машины ?
?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
15
Ключ
Первичный ключ – это ключ, выбранный в качестве
основного.
Простой ключ – состоит из одного поля.
Составной ключ – состоит из нескольких полей.
Дата
Время
Температура
Влажность
Скорость ветра
21.07.2012
12:00
25
75
4
21.07.2012
15:00
23
70
3
…
…
…
…
…
?
Какой ключ?
Составной ключ Дата + Время
Свойства ключа:
• уникальность
• несократимость (Дата + Время + Влажность)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
16
Суррогатный ключ
Номер
1
2
3
Фамилия
Иванов
Петров
Васильев
Имя
Петр
Василий
Иван
?
Адрес
Суворовский пр., д. 32, кв. 11
Кутузовский пр., д. 12, кв. 20
Нахимовский пр., д. 23, кв. 33
Телефон
275-75-75
276-76-76
277-77-77
Какой ключ?
Суррогатный ключ – это дополнительное поле, которое
служит первичным ключом.
операции с числами выполняются быстрее
уникальность поддерживается СУБД (поле-счётчик)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
17
Поиск в БД
Линейный поиск – это перебор всех записей до тех пор,
пока не будет найдена нужная.
Код
1
Фамилия
Сидоров
2
Ветров
…
1024 Померанцев
Иванов?
1024 сравнения!
данные не надо предварительно готовить
низкая скорость поиска
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
18
Двоичный поиск
1. Разделить область поиска на
две равные части.
2. Определить, в какой половине
находится нужный объект.
3. Перейти к шагу 1 для этой
половины.
4. Повторять шаги 1-3 пока
объект не будет «пойман».
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
19
Двоичный поиск в БД
требует предварительной сортировки.
Иванов?
1
Андреев
1
2
Барсуков
…
…
512
255
Ковалев
…
1024 Яшин
?
Журов
Ковалев
Игнатьев
…
512
1024 Яшин
Журов
…
383
…
Сколько сравнений?
…
255
…
512
1023 Юрьев
Андреев
Ковалев
…
11 сравнений!
быстрый поиск
записи надо отсортировать по нужному полю
можно использовать только для одного поля
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
20
Индексный поиск в БД
Индекс – это вспомогательная таблица, которая служит
для ускорения поиска в основной таблице.
Номер
1
2
3
Фамилия
Иванов
Петров
Васильев
Имя
Петр
Василий
Иван
отсортированы!
Адрес
Суворовский пр., д. 32, кв. 11
Кутузовский пр., д. 12, кв. 20
Нахимовский пр., д. 23, кв. 33
Фамилия
Васильев
Иванов
Петров
Телефон
275-75-75
276-76-76
277-77-77
Номера записей
3
1
2
двоичный поиск по всем столбцам, для которых
построены индексы
индексы занимают место на диске
при изменении таблицы надо перестраивать все
индексы (в СУБД – автоматически)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
21
Целостность БД
Целостность базы данных означает, что она содержит
полную и непротиворечивую информацию и
удовлетворяет всем заданным ограничениям.
Физическая целостность – сохранность данных в случае
отказа оборудования:
• транзакции
• резервное копирование
• RAID-массивы жёстких дисков (дублирование)
Логическая целостность – непротиворечивость:
• типы полей
• обязательные поля
• уникальные индексы
• ограничения на значения
• шаблоны ввода (###) ###-##-##
• условия на несколько полей (увольнение позже приёма)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
22
Задача
Постройте индексы по всем полям:
Номер
Дата
Заказ
1
12.09.13
12
Ананасы
12
2
12.09.13
13
Апельсины
12
3
13.09.13
14
Ананасы
15
4
13.09.13
14
Бананы
13
5
13.09.13
15
Апельсины
11
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Товар
Количество, т
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных
§ 14. Многотабличные базы данных
23
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
24
Однотабличная БД
Альбомы
Код
Название
Группа
Год
Число композиций
1
Реки и мосты
Машина времени
1987
16
2
В круге света
Машина времени
1988
11
3
Группа крови
Кино
1988
11
4
Последний герой Кино
1989
10
?
Что плохо?
дублирование данных
при изменении каких-то данных, возможно,
придется менять несколько записей
нет защиты от ошибок ввода (опечаток)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
25
Многотабличная БД
Группы
Код
Название
Год создания
1 Машина времени
1969
2 Кино
1981
Альбомы
Код
Название
Код группы
1 Реки и мосты
1
2 В круге света
1
3 Группа крови
2
4 Последний герой
2
?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Год Число композиций
1987
16
1988
11
1988
11
1989
10
Что улучшилось?
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
26
Многотабличная БД
Группы
Код
Название
Год создания
Альбомы
Код
Название
Код группы
Год
Число композиций
Внешний ключ – это неключевое поле таблицы,
связанное с первичным ключом другой таблицы.
убрано дублирование
изменения нужно делать в одном месте
некоторая защита от опечаток (выбор из списка)
усложнение структуры (> 40-50 таблиц – много!)
при поиске нужно «собирать» данные разных таблиц
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
27
Ссылочная целостность
?
Удаление группы: что делать с альбомами?
СУБД:
• запретить удаление записи
• выполнить каскадное удаление (удалить все
связанные с ней записи в других таблицах)
• разрешить внести изменения
нарушится ссылочная
целостность!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
28
Типы связей между таблицами
ключ
Группы
Код
Название
Год создания
1
Альбомы
Код
Название
Код группы
N
Год
не ключ Число композиций
Связь 1:N – с одной записью в первой таблице могут
быть связаны сколько угодно записей во второй
таблице.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
29
Типы связей между таблицами
Связь 1:1 – с одной записью в первой таблице связана
ровно одна запись во второй таблице.
Сотрудники
Код
Фамилия
Имя
1 Иванов
Петр
2 Петров
Сидор
3 Сидоров
Иван
Отчество
Сидорович
Иванович
Петрович
Секретно
Код Зарплата
1
20 000 р.
2
30 000 р.
3
40 000 р.
ключ
Сотрудники
Код
Фамилия
Имя
Отчество
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
1
1
ключ
Секретно
Код
Зарплата
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
30
Типы связей между таблицами
Заказы
Номер
Дата
?
N
N
Блюда
Код
Название
Цена
Может ли быть несколько
одинаковых блюд в заказе?
?
Может ли быть одно блюдо в
нескольких заказах?
Связь N:N – с одной записью в первой таблице могут
быть связаны сколько угодно записей во второй
таблице, и наоборот.
в СУБД не
поддерживаются
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
31
Типы связей между таблицами
Связь N:N
Заказы
Номер
Дата
Заказано
Код
Номер заказа
N Код блюда
1
1
N
Блюда
Код
Название
Цена
Пример:
Заказы
Номер
Дата
1
11.12.12
2
12.12.12
Код
1
2
3
4
5
6
7
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Заказано
Номер
Код
заказа
блюда
1
1
1
3
1
4
2
1
2
2
2
2
2
5
Блюда
Код Название
1 борщ
2 бифштекс
3 гуляш
4 чай
5 кофе
?
Цена
80 р.
110 р.
70 р.
10 р.
50 р.
Состав заказов?
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
32
Задачи
Сколько заказчиков располагаются в Перми?
Заказчики
Код
Название
Код города
1 ООО «Альфа»
3
2 ЗАО «Бета»
2
3 ООО «Гамма»
3
4 ОАО «Дельта»
2
5 ООО «Каппа»
1
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Города
Код
Название
1
Москва
2
Санкт-Петербург
3
Пермь
4
Воронеж
5
Липецк
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
33
Задачи
Заказчики
Код
Название
Код города
1
ООО «Альфа»
3
2
ЗАО «Бета»
2
3
ООО «Гамма»
3
4
ОАО «Дельта»
2
5
ООО «Каппа»
1
Заказы
Код
Кол-во
Накладная
Артикул
заказчика
упаковок
1011
3
7576
10
1012
5
7576
20
1013
4
3889
25
1014
1
7825
30
1015
3
7576
10
Товары
Артикул
Название
Цена за упаковку
7576
Бумага
150 руб.
2325
Карандаши
200 руб.
3889
Фломастеры
350 руб.
2987
Дневники
400 руб.
7825
Пеналы
250 руб.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Код
1
2
3
4
5
Города
Название
Москва
Санкт-Петербург
Пермь
Воронеж
Липецк
Определите:
1)какие товары
отправлены в каждый
из городов;
2)сколько бумаги
отправлено в каждый
из городов;
3)общую стоимость
товаров, отправленных
в каждый из городов.
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
34
Задачи
Персоны
Дети
Код
ФИО
Пол
Код родителя Код ребенка
71 Иванов Т.М.
М
23
71
85 Пановко И.Т.
М
13
23
13 Черненко И.А. Ж
85
23
42 Пановко А.И.
Ж
82
13
23 Иванова А.И.
Ж
95
13
96 Пановко Н.Н.
Ж
85
42
82 Черненко А.Н.
M
82
10
95 Фукс Т.Н.
Ж
95
10
10 Фукс Н.А.
М
…
…
… …
…
Определить фамилию и инициалы
а) бабушки А.И.Ивановой
б) родного брата И.А. Черненко
в) прадеда Т.М. Иванова
г) внука И.Т. Пановко
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
35
Задачи
Персоны
Код
ФИО
86 Сизых И.Т.
83 Сизых А.И.
50 Малых А.Т.
79 Сидоров Т.М.
23 Сидоров А.Т.
13 Малых И.И.
98 Симоняк Т.Н.
11 Симоняк Н.И.
… …
Дети
Пол Код родителя Код ребенка
М
98
83
М
86
13
Ж
79
50
М
86
83
М
13
50
Ж
79
23
Ж
13
23
М
98
13
…
86
11
…
…
Определить фамилию и инициалы
а) племянника Н.И. Симоняка
б) всех родных братьев и сестёр Н.И. Симоняка
в) бабушки А.Т. Малых
г) дедушки А.Т. Сидорова
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
36
Задачи
Код
Персоны
ФИО
11
12
24
45
56
83
94
115
140
162
171
186
201
…
Косарева Л.П.
Левитин И.А.
Шумахер А.Ф.
Бланш А.А.
Васильева М.А.
Левитин Б.И.
Левитина В.И.
Кузнецов А.П.
Левитина Р.Б.
Левитин Л.Б.
Гайдарова З.Н.
Мурина С.А.
Кузнецов П.А.
…
Пол
Ж
М
Ж
М
Ж
М
Ж
М
Ж
М
Ж
Ж
М
…
Дети
Код родителя
Код ребенка
11
11
12
12
24
56
56
83
83
94
94
115
115
…
83
94
83
94
115
140
162
140
162
186
201
186
201
…
Определить фамилию и инициалы
а) всех внуков и внучек И.А. Левитина;
б) родной сестры П.А. Кузнецова;
в) родного брата С.А. Муриной;
г) бабушки Р.Б. Левитиной.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных
§ 15. Реляционная модель данных
37
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
38
Математическое описание БД
Требуется:
• описание БД, независимое от способа хранения данных
• методы управления этими данными
Эдгар Кодд
Реляционная модель данных (Э. Кодд, 1970):
• все данные – свойства некоторых объектов
• объекты делятся на классы (сущности)
• данные об объекте – набор свойств
кортеж
(атрибутов):
(Название: «Кино», Лидер: «В. Цой»)
• порядок свойств не определён
• отношение (relation) – множество кортежей,
описывающих объекты одного класса
• в отношении нет одинаковых кортежей
• порядок кортежей в отношении не определен
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
39
Реляционные БД
Реляционная БД – это БД, которая основана на
реляционной модели, то есть представляет собой
набор отношений.
Удобно хранить в виде таблицы:
отношение
Название
Машина времени
Кино
Аквариум
сущность
Группы
Лидер
А. Макаревич
В. Цой
Б. Гребенщиков
атрибуты
Год создания
1969
1981
1972
кортеж
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
40
Реляционные БД
На языке таблиц:
• каждая таблица описывает один класс объектов
• порядок расположения полей в таблице не имеет значения
• все значения одного поля относятся к одному и тому же
типу данных
• в таблице нет двух одинаковых записей
• порядок записей в таблице не определён
Реляционная БД – это база данных, которая
представлена в виде набора таблиц и управляется с
помощью языка SQL.
SQL: обращение к данным по названиям таблиц (отношений)
и полей (атрибутов).
Основные операции:
• создание и удаление таблиц
• добавление, изменение и удаление записей
• выборка данных
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
41
Нормализация
Рейс
ZX 001
ZX 002
ZX 003
?
От
Москва
Москва
Санкт-Петербург
Что плохо?
До
Берлин
Санкт-Петербург
Берлин
!
Самолет
Boeing 737
Airbus A321
Boeing 737
Дата
11.12.2013
12.12. 2013
13.12. 2013
Есть дублирование!
Нормализация – это изменение структуры базы данных,
которое устраняет избыточность и предотвращает
возможные нарушения целостности.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
42
Нормализация на примерах
1. Любое поле должно быть неделимым:
Сотрудник
Иванов Петр Сидорович
Петров Сидор Иванович
?
Телефоны
123-45-67, (901) 111-22-33
345-67-89, (902) 222-33-44
Что плохо?
Фамилия
Имя
Отчество
Телефон-Дом
Телефон-Моб
Иванов
Петр
Сидорович
123-45-67
(901) 111-22-33
Петров
Сидор
Иванович
345-67-89
(902) 222-33-44
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
43
Нормализация на примерах
2. Любое неключевое поле должно зависеть от ключа:
Номер
Автомобиль
А123АА47
«Лада-Калина»
Иванов
155-77-23
Т234ТТ78
«Ока»
Петров
277-34-67
В345ВВ98
«Мерседес»
Васильев
322-98-44
А345CC47
«Ауди»
Иванов
155-77-23
?
Владелец
Телефон
Что плохо?
Номер
А123АА47
Автомобили
Автомобиль
«Лада-Калина»
Б234ББ78
«Ока»
2
2
Петров
277-34-67
В345ВВ98
«Мерседес»
3
3
Васильев
322-98-44
А345CC47
«Ауди»
1
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
N
Владельцы
Код Фамилия
Телефон
1
Иванов
155-77-23
1
Владелец
1
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
44
Нормализация на примерах
3. Не должно быть одинаковых по смыслу полей:
!
Дата
21.05.2013
22.05.2013
23.05.2013
?
Бананы
120
153
87
Апельсины
78
99
55
Яблоки
101
65
123
Проблема:
Что добавить
плохо? новый товар!
Продажи N
Код
Дата
Товар
1 21.05.2013
1
2 21.05.2013
2
3 21.05.2013
3
4 22.05.2013
1
…
…
…
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Продано
120
78
101
153
…
1
Код
1
2
3
Товары
Название
Бананы
Апельсины
Яблоки
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
45
Нормализация на примерах
4. Не нужно хранить то, что может быть вычислено:
Дата
03.2013
02.2013
01.2013
Доходы
155
178
194
Расходы
128
105
159
Дата
03.2013
02.2013
01.2013
Доходы
155
178
194
Расходы
128
105
159
можно вычислить!
Что плохо?
! ?Прибыль
Прибыль
27
73
35
прибыль вычисляется
через запрос!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
46
Нормализация: «за» и «против»
устранено дублирование
все изменения делаются в одном месте
некоторая защита от опечаток (выбор из списка)
СУБД поддерживает ссылочную целостность
усложнение структуры (> 40-50 таблиц – много!)
замедляется поиск (нужно «собирать» данные из
разных таблиц)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
47
Задача
Выполните нормализацию:
Год спуска на воду
Название
Проект
Экипаж
1980
Удалой
1155
220 чел.
1985
Адмирал Трибуц
1155
220 чел.
1987
Североморск
1155
220 чел.
1982
Москва
1164
510 чел.
1983
Варяг
1164
510 чел.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
48
Задача
Выполните нормализацию:
Год
Изготовитель
Город
Модель
Скорость
Цена
2007 ВАЗ
Тольятти
1119
165 км/ч
120000 р.
1995 ВАЗ
Тольятти
11113
130 км/ч
50000 р.
1992 КАМАЗ
Набережные Челны
5320
90 км/ч
200000 р.
2006 КАМАЗ
Набережные Челны
55102
90 км/ч
450000 р.
2007 БелАЗ
Жодино
75600
64 км/ч
1200000 р.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
49
Задача
Выполните нормализацию:
Год
Животные
Район
Количество
2009 белки
Нижняя Балка
12
2009 бурундуки
Верхняя Балка
5
2010 еноты
Нижняя Балка
7
2010 еноты
Овраг
3
2010 белки
Верхняя Балка
10
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
50
Задача
Выполните нормализацию:
Страна
Фамилия
Инструмент
Автор
произведения
Место
Россия
Иванов
фортепьяно
Рахманинов
1
Россия
Петров
флейта
Лист
2
Германия Шмидт
скрипка
Моцарт
3
США
Смит
скрипка
Рахманинов
4
США
Браун
гобой
Моцарт
5
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных
§ 16. Работа с таблицей
51
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
52
Базы данных в OpenOffice.org Base
«Форк» (ответвление): LibreOffice (www.libreoffice.org)
Файлы *.odb
• таблицы с данными
• формы – диалоговые окна, с помощью которых
пользователь вводит и изменяет данные
• запросы – команды по управлению данными
• отчеты – шаблоны документов для вывода на печать
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
53
Базы данных OO Base
2×ЛКМ
выделено
текущая
запись
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
общее
количество
переходы по
записям
новая
запись
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
54
Поиск и сортировка
Ctrl+F
сортировка по текущему столбцу
несколько уровней
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
55
Задача
Фамилия
Сомов
Кротов
Белочкина
Окунев
Судакова
Щукина
Пол Математика
м
м
ж
м
ж
ж
75
83
55
75
68
76
Русский
язык
65
75
92
68
70
58
Химия
70
59
64
72
56
78
Информатика
90
87
65
70
58
80
Биология
58
60
86
56
60
85
Какой по счету будет запись с фамилией Белочкина, если
отсортировать таблицу по полю:
а) Фамилия (по алфавиту)
б) Математика (по убыванию)
в) Русский язык (по убыванию)
г) Химия (по возрастанию)
д) Информатика (по возрастанию)
е) Биология (по убыванию)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
56
Фильтрация
Фильтр – это условие для отбора записей.
!
Остальные записи временно скрываются!
быстрый фильтр (фильтр по выделенному)
применить/отменить фильтр
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
57
Фильтрация
редактировать текущий фильтр
AND
OR
удалить фильтр
с таблицей хранится только один фильтр
какие нельзя?
не все условия можно записать
!
Для сложных случаев – запросы!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
58
Задача
В чём разница между фильтрами:
а) Предмет = 'Математика' AND Класс = 2
OR Год издания > 2009
б) Предмет = 'Математика' OR Класс = 2
AND Год издания > 2009
в) Предмет = 'Математика' OR Год издания > 2009
AND Класс = 2
г) Предмет = 'Математика' AND Год издания > 2009
OR Класс = 2
?
Какие фильтры дают одинаковый результат?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
59
Задача
Фамилия
Сомов
Кротов
Белочкина
Окунев
Судакова
Щукина
Пол Математика
м
м
ж
м
ж
ж
75
83
55
75
68
76
Русский
язык
65
75
92
68
70
58
Химия
70
59
64
72
56
78
Информатика
90
87
65
70
58
80
Биология
58
60
86
56
60
85
Сколько записей будет отобрано:
а)Пол = 'ж'
б)Пол = 'ж'
в)Пол = 'м'
г)Пол = 'м'
д)Пол = 'ж'
е)Пол = 'ж'
ж)Пол = 'м'
з)Пол = 'м'
AND Химия > Биология
OR Химия > Биология
AND Математика > Информатика
OR Математика > Информатика
AND Русский язык > 70 OR Информатика > 80
OR Русский язык > 70 AND Информатика > 80
AND Информатика > 80 OR Русский язык > 60
OR Информатика > 80 AND Русский язык > 60
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных
§ 17. Создание однотабличной базы
данных
60
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
61
Однотабличная БД
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
62
Создание базы данных
ЛКМ
ключ
текущее
поле
свойства
текущего
поля
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
63
Типы полей
?
Зачем нужны типы полей?
• Текст [VARCHAR]
• Памятка [LONGVARCHAR]
Зачем?
?
• Целое [INTEGER]
• Десятичное [DECIMAL] (денежная сумма)
• Вещественное [REAL]
• Картинка [LONGVARBINARY]
• Логическое [BOOLEAN]
• Дата [DATE];
• Время [TIME];
• Дата/Время [TIMESTAMP].
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
64
Свойства полей
• максимальный размер для текста
• количество знаков в дробной части
• значение по умолчанию
• автозначение (да/нет)
• обязательное (да/нет)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
65
Индексы
ЛКМ
создать
удалить
переименовать
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
66
Операции с таблицами
открыть (редактирование данных)
изменить (редактирование структуры)
удалить
переименовать
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных
§ 18. Запросы
67
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
68
Что такое запрос?
Запрос – это обращение к СУБД для отбора записей или
выполнения других операций с данными.
• выборка данных
• создание таблиц
• редактирование таблиц и записей
• изменение записей
• удаление записей
• удаление таблиц
SQL (англ. Structured Query Language – язык
структурных запросов).
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
69
Конструктор запросов
ЛКМ
ЛКМ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
70
Конструктор запросов
выполнить (F5)
все поля
перетащить ЛКМ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
71
Режим SQL
ЛКМ
выбрать
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
из таблицы
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
72
Сортировка
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
73
Запуск запроса
2×ЛКМ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
74
Изменение запроса
ЛКМ
ПКМ – Изменить
ПКМ – Редактировать в режиме SQL
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
75
Форматирование столбцов
ПКМ – Формат столбца
!
Формат столбца не сохраняется!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
76
Условия отбора
Условие отбора
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
77
Сложные условия
И
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
78
Сложные условия
ИЛИ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
79
Шаблоны
условие с
шаблоном
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
80
Запросы с параметрами
Параметры – это данные, которые пользователь вводит
при выполнении запроса.
параметр
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
81
Вычисляемые поля
Очки = Ничьи + 3*Победы
ПКМ – Формат
столбца
вычисляемое
поле
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
82
Другие типы запросов
ЛКМ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных
§ 19. Формы
83
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
84
Зачем нужны формы?
формы
SQL
прикладная
программа
СУБД
БД
Форма – это диалоговое
окно, с помощью
которого пользователь
• просматривает
• изменяет
• добавляет
• удаляет
данные из базы.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
85
Создание формы
ЛКМ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Таблицы и запросы
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
86
Создание форм
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
87
Редактирование формы
ЛКМ
ПКМ - Изменить
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
88
Редактирование формы
в режим просмотра
и обратно
свойства
формы
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
89
Изменение фона
ПКМ – Страница
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
90
Настройка элементов
Выделение элемента:
Выделяется поле и
связанная надпись
ЛКМ
Ctrl+ЛКМ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
91
Свойства элемента
Добавить
поле
Свойства
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
92
Навигатор форм
Навигатор
форм
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
93
Оформление
Элементы управления:
поле
метка
Дополнительные элементы управления: дополнительные
Вставка рисунка:
меню Вставка – Изображение – Из файла
Векторная графика:
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных
§ 20. Отчёты
94
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
95
Что такое отчёт?
Отчет – это документ, предназначенный для вывода
данных на печать.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
96
Как создать отчёт?
ЛКМ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
97
Редактирование отчёта
открыть (вывод данных)
изменить (редактирование)
удалить
переименовать
ПКМ – ...
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
98
Использование Oracle Report Builder
http://extensions.openoffice.org/en/project/oracle-report-builder
Свойства (F4)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных
§ 21. Работа с многотабличной базой
данных
99
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
100
Многотабличная БД
Заказы
Номер
Дата
Заказано
Код
Номер заказа
N Код блюда
1
1
N
Блюда
Код
Название
Цена
Пример:
Заказы
Номер
Дата
1
11.12.12
2
12.12.12
Код
1
2
3
4
5
6
7
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Заказано
Номер
Код
заказа
блюда
1
1
1
3
1
4
2
1
2
2
2
2
2
5
Блюда
Код Название
1 борщ
2 бифштекс
3 гуляш
4 чай
5 кофе
Цена
80 р.
110 р.
70 р.
10 р.
50 р.
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
101
Создание таблиц
Заказы
Номер
Дата
Заказано
Код
Номер заказа
Код блюда
INTEGER
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Блюда
Код
Название
Цена
DECIMAL
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
102
Установка связей между таблицами
Сервис – Связи
добавить
все
?
Как определить,
где 1 и N?
перетащить
ЛКМ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
103
Заполнение таблиц
Заказы
Номер
Дата
1
11.04.13
2
12.04.13
3
12.04.13
Код
1
2
3
4
5
6
7
8
8
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Заказано
Номер
Код
заказа
блюда
1
1
1
3
1
4
2
1
2
2
2
2
2
5
3
1
3
5
Блюда
Код Название
1 борщ
2 бифштекс
3 гуляш
4 чай
5 кофе
Цена
80 р.
110 р.
70 р.
10 р.
50 р.
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
104
Запрос данных из нескольких таблиц
Заказы
Блюда
ЛКМ
добавить
все
?
Зачем добавлять все таблицы?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
105
Запрос данных из нескольких таблиц
перетащить
нужные поля
названия при
выводе
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
106
Запрос данных из нескольких таблиц
ПКМ – Редактировать в режиме SQL
псевдоним
связи
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
107
Запрос данных из нескольких таблиц
ПКМ – Формат столбца
!
Формат столбца не сохраняется!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
108
Итоговый запрос
?
Почему?
Название столбцов
при выводе
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
109
Итоговый запрос
Группировка по
номеру и дате
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Считать
сумму цен
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
110
Форма с подчинённой (субформой)
Таблица Заказы
?
Откуда брать данные?
ЗапросЗаказы
ЗапросКОплате
!
Задача: объединить данные из трёх
связанных источников!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
111
Форма с подчинённой (субформой)
ЛКМ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
112
Форма с подчинённой
ПКМ – ИзменитьУдалить столбец Заказ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
113
Добавление третьей формы
Навигатор
форм
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
114
Добавление третьей формы
ПКМ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
115
Добавление элементов на форму
нарисовать
область
метка на
форме
ПКМ – Свойства
ЛКМ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
116
Добавление элементов на форму
Дополнительные
элементы управления
Поле валюты
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
117
Добавление элементов на форму
нарисовать
область
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Поле валюты
на форме
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
118
Добавление элементов на форму
ПКМ – Свойства
ЛКМ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
изменить
изменить
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
119
Отчёт с группировкой
ПКМ – Мастер отчётов
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
120
Отчёт с группировкой
два уровня
группировки
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
121
Редактирование отчёта
ПКМ – Изменить
ПКМ – …
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
122
Сумма заказа
!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Стандартными средствами
OOBase не получить!
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
123
Использование Oracle Report Builder
http://extensions.openoffice.org/en/project/oracle-report-builder
Свойства (F4)
Навигатор отчёта (F5)
или Ctrl+G
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
124
Использование Oracle Report Builder
Поле
Метка
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
125
Использование Oracle Report Builder
ПКМ – Новая функция
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
126
Использование Oracle Report Builder
ЛКМ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных
§ 22. Нереляционные базы данных
127
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
128
Проблемы реляционных БД
данные нужно разбить на множество таблиц
человек мыслит не таблицами, а объектами
данные об одном объекте разбросаны по
нескольким таблицами замедление запросов
структура хранимых объектов строго определена и
не может меняться
как хранить объекты с разными свойствами?
как распределить нагрузку между серверами в
Интернете? (реляционные БД плохо
масштабируются)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
129
БД «ключ-значение»
!
• добавление записи
• поиск по ключу
• удаление записи по ключу
• изменение записи по ключу
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Все данные об объекте в
одном месте!
!
Связи не
поддерживаются!
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
130
Документо-ориентированные БД
хэш-код
{
ключ: 1231239786234762394769237
автор: «А.С. Пушкин»
название: «Евгений Онегин»
}
набор полей произвольный
документы в одной базе могут иметь разный набор
полей
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
131
БД «ключ-значение»
близость к человеческому восприятию
масштабируемость
ключи
1-1000
1-500
501-1000
не поддерживаются связи между объектами
нет стандарта на язык управления данными
запросы – только поиск по ключу (сортировка?)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
132
Нереляционные БД
NoSQL = Not Only SQL
система хранения данных BigTable
база данных SimpleDB
www.facebook.com СУБД Cassandra
twitter.com СУБД Cassandra
Бесплатные СУБД:
• MongoDB (www.mongodb.org)
• CouchDB (couchdb.apache.org).
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных
§ 23. Экспертные системы
133
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
134
Что такое экспертная система?
Эксперт
?
Кто такой эксперт?
• обладает глубокими знаниями
• имеет опыт работы в своей области
• может ответить на вопросы, на которые нельзя найти
ответы в Интернете
• может предложить решение плохо поставленных
задач
• может примерно оценить вероятность своей версии
Экспертная система – это компьютерная программа,
задача которой – заменить человека-эксперта при
выработке рекомендаций для принятия решений в
сложной ситуации.
искусственный интеллект
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
135
Состав экспертной системы
• база знаний
• блок получения решения («решатель»)
• интерфейс с пользователем
База знаний
эксперт
Факты
инженер по знаниям
• у окуня есть жабры
• Иван – отец Марьи
• Волга впадает в Каспийское море
Правила
• если x – животное и x дышит жабрами, то x – рыба;
• если x – отец y, и y – отец z, то x – дед z;
• если x состоит из атомов углерода и обладает
высокой твердостью, то x – алмаз.
!
Оценка степени уверенности!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
136
Экспертная система: пример
• есть перья птица
• дышит жабрами рыба
• кормит детенышей молоком млекопитающее
• млекопитающее и ест мясо хищник
кормит детей молоком?
да
нет
имеет перья?
ест мясо?
да
нет
дышит жабрами?
нет
да
?
рыба
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
птица
!
млекопитающее
нет
да
?
хищник
Язык программирования Пролог!
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
137
Экспертные системы: итоги
• ЭС применяется в достаточно узкой области
• использует базу знаний, которая может расширяться
• может применяться при неточных и противоречивых
данных
• выдает ответ в виде рекомендации
• может показать, как получено решение
опыт и интуицию экспертов сложно свести к правилам
отладка и проверка ЭС очень сложна, трудно
гарантировать правильность выводов
ЭС неспособны самообучаться, необходима работа
инженера по знаниям
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru
Базы данных, 11 класс
138
Источники иллюстраций
1.
2.
3.
4.
server.tkat.ru
ru.wikipedia.org
иллюстрации художников издательства «Бином»
авторские материалы
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru