Тема: Система управления базами данных (СУБД)

План лекции

1. Понятие баз данных. Логическая организация. Логические модели данных
2. Система управления базами данных (СУБД)

1. База данных (БД) – совокупность специальным образом организованной информации в виде упорядоченного набора элементов (записей одинаковой структуры).

Основной элемент БД – запись: совокупность некоторых полей, каждое из которых принимает значение. Одна запись содержит в себе данные об одном конкретном объекте.

            Логическая организация БД – представление проектировщика о предметной области, информация о которой должна хранится в БД. Результатом логического проектирования является логическая модель предметной области. Такая модель отражает три вида информации – объекты, их свойства и отношения. Такая модель не зависит от ЭВМ, организации хранения, ОС и СУБД.

            Логическая модель представляется графическим или табличным способом. Графический способ основан на изображении ориентированного графа, вершины которого - объекты, дуги – связи.

Задача физического этапа проектирования – выбор рациональной структуры хранения данных и методов доступа к ним исходя из методов и средств, который предоставляется разработчику СУБД.

Табличный способ  - в виде таблиц, заголовок которых аналогичен объекту.

Различают три логические модели данных.

Иерархическая модель – основана на использовании графического способа построения; представляет собой дерево, в вершинах которого расположены объекты, а каждая из вершин связана с одной из вершин вышележащего уровня.Пример: МS DOS, диск, каталог, подкаталог, файл.

Рис 1 – Графическая диаграмма иерархической структуры данных

            Сетевая модель – также использует графический способ, представляется в виде графа, но без ограничений на количество связей, входящих в каждую вершину (Рис 2.).

            Реляционная модель – основана на табличном представлении данных, строки которой – записи, - столбцы – атрибуты (поля).  (Рис 3.)

            Реляционная модель имеет ряд преимуществ по сравнению с другими моделями:

• Простота понимания и работы с БД;
• Все реляционные СУБД работают с очень большими объемами информации;
• В реляционных СУБД таблицы можно без труда связать, представив их данные в виде единой таблицы;
• В реляционных СУБД дублирование информации сведено к минимуму, практически повторяются только коды, связывающие несколько таблиц.
• Простота развития и дополнения;
• Упрощения контроля секретности данных;
• Упрощение физической организации данных и ее интерфейс с логической структурой.

Рис 2 – Графическая диаграмма сетевой структуры данных

Рис 3 – Графическая диаграмма реляционной структуры данных

            Основные требования к реляционной БД:

• Значение атрибутов является неделимым;
• В отношении не может быть двух одинаковых записей;
• Порядок следования атрибутов фиксирован, но поскольку они имеют имена, порядок не играет роли, а атрибуты могут обрабатываться в любой последовательности;
• Порядок следования записей безразличен.

Это достигается выполнением следующих правил:

• Поддержка целостности данных: каждому вхождению внешнего ключа записи должна отвечать другая запись, для которой этот ключ первичный. (Избежание записей-сирот в связанных таблицах). Использование ключа является простейшим способом предотвращения дублирования записей в таблице.

Ключ записи всегда однозначно идентифицирует запись в таблице.

·         Нормализация – это формализованная процедура, в процессе выполнения которой атрибуты данных (поля) группируются в таблицы, а таблицы в свою очередь - в базы данных. Цели нормализации следующие:

-          исключить дублирование информации в таблицах

-          обеспечить возможность изменений в структуре таблиц

-          уменьшить влияние структурных изменений базы данных на работу приложений, обеспечивающих пользователям доступ к данным.

     Процесс нормализации состоит из 5 этапов.

2.  СУБД  (Система управления БД)  - специальный пакет программ, который обеспечивает создание, сопровождение, и использование БД многими пользователями.

Основные функции СУБД

-          создание БД

-          ввод новых, добавление записей и удаление старых записей

-          редактирование БД (изменение данных, добавление новых полей)

-          введение информации в удобной форме

-          поиск необходимых записей, сортировка

-          использование арифметических операций над полями БД

-          формирование и выдача отчетов.

СУБД Access представляется в виде таблиц, форм, запросов, отчетов, макросов, модулей.

В табличном виде представляется информация БД в виде записей.

Формы служат для удобства ввода данных и для создания кнопочных форм

Запросы служат для выбора записей, удовлетворяющих поставленным условиям

Отчет – выходной документ, созданный на основе табличных данных или запроса, служащие для вывода на печать

Макрос, Модуль – программы,  записанные на языках SQL и Visual Basic.

Приложение в Access представляет собой 1 файл с расширением .mdb.