VI. Базы данных
6.1. Базы данных (бд), системы управления базами данных (субд)
В широком смысле слова база данных (БД) – это совокупность сведений об объектах реального мира в какой-либо предметной области. Для удобной работы с данными их необходимо структурировать, т. е. ввести определенные соглашения о способах их представления.
База данных (в специальном смысле слова) — совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, независимая от прикладных программ.
Между собственно данными и пользователями располагается уровень программного обеспечения.Ядром его является система управления базами данных (databasemanagementsystem–DBMS), или диспетчер БД (databasemanager).
Система управления базами данных (СУБД)- это комплекс программных и языковых средств, реализующих создание баз данных, поддержание их в актуальном состоянии, а также обеспечивающих различным категориям пользователей возможность получать из БД необходимую информацию.
Выделяют следующие функции, реализуемые СУБД:
организация и поддержка логической структуры данных;
организация и поддержка физической структуры данных во внешней памяти;
организация доступа к данным и их обработка в оперативной и внешней памяти.
Основная особенность СУБД как вида программного обеспечения (ПО) ЭВМ заключается в том, что являясь прикладным программным обеспечением, они выполняют и системные функции – расширяют возможности файловых систем системного ПО.
СУБД поддерживает пользовательские операции высокого уровня, т. е. предоставляет возможности работы с БД, не вникая в детали на уровне аппаратного обеспечения. Сюда включены и операции, которые можно выполнить с помощью языка SQL.
SQL - это специальный язык БД. Сейчас он поддерживается большинством СУБД и является официальным стандартом языка для работы с реляционными системами. НазваниеSQLвначале было аббревиатурой отStructuredQueryLanguage(язык структурированных запросов), сейчас название языка уже не считается аббревиатурой, так как функции его расширились и не ограничиваются только созданием запросов.
СУБД не единственный компонент ПО для работы с БД, хотя и наиболее важный. Среди других – утилиты, средства разработки приложений, средства проектирования, генераторы отчетов и т. д.
Наибольшее распространение получили реляционные БД и, соответственно, реляционные СУБД.
6.2. Реляционные базы данных
Любая модель данных, в том числе и реляционная, включает три взаимосвязанные составляющие, которые кратко можно назвать объекты (структурная составляющая), целостность данных (целостная составляющая) и операторы (манипуляционная составляющая).
Реляционные объекты данных
Существует специальная терминология, принятая в теории реляционных БД (рис. 13).
-
№
Фамилия
Имя
Отчество
Адрес
Телефон
1
Иванов
Иван
Иванович
Ленина,12-4
22-22-22
2
Петров
Петр
Петрович
Свободы,2-9
33-33-33
3
Андреев
Андрей
Андреевич
Грина,34-18
44-44-44
…
Отношениемназывается вся таблица, отвечающая определенным свойствам (о которых более подробно – ниже).
Отношение характеризуется следующими понятиями:
Поле (атрибут)соответствует столбцу этой таблицы, а именно – свойствам объектов, сведения о которых хранятся в ней.
Степень отношения– количество полей отношения.
Запись (кортеж)соответствует заполненной строке таблицы.
Кардинальное число– количество записей в отношении в текущий момент времени.
Первичный ключ– это поле (или множество полей), значения которого уникально идентифицируют записи. Значения элементов первичного ключа не должны быть пустыми. Первичный ключ не должен быть избыточен.
Например, если надо в таблицу поместить сведения о студентах, то первичным ключом может быть полеНомерЗачетнойКнижки или НомерСтуденческогоБилета, но не оба вместе.
Домен– это общая совокупность значений, из которой берутся значения для конкретного поля. На практике домены часто не описывают явно, а задают типом, форматом и другими свойствами полей. Каждое поле должно быть определено на единственном домене.
Для всех отношений должны выполняться следующие свойства.
Нет одинаковых записей.
Следствие этого свойства: в отношении всегда существует первичный ключ.
Записи неупорядочены.
Поля не упорядочены.
Все значения полей неделимы.
Для обозначения таблицы (отношения) и его полей условимся использовать следующую запись:
ИмяТаблицы(ИмяПоля1,ИмяПоля2, …,ИмяПоляN),
где будем подчеркивать поля, входящие в первичный ключ, и где N– степень таблицы (отношения).