Основные понятия теории баз данных.

Централизованный характер управления данными в БД предполагает необходимость существования некоторого лица (администратора) или группы лиц, на которое возлагаются функции администрирования данными, хранимыми в базе.

Структурные элементы бд

Структурными элементами БД являются: поле, запись, таблица, файл.

Поле – элементарная единица логической организации данных, которая соответствует неделимой единице информации реквизиту (характеристика или параметр объекта). Для описания поля используются характеристики:

• Имя (поля) – н-р, ФИО, Дата рождения;

• Тип, н-р, текстовый (символьный), числовой;

• Длина, н-р, 15 байт – максим. возможное количество символов;

• Точность, для числовых данных – число десятичных знаков.

Запись – совокупность логически связанных полей. Экземпляр записи – отдельная запись, содержащая конкретные значения её полей.

Файл (таблица) – совокупность экземпляров записей одной структуры. Файл может состоять из одной таблицы (таблица, как частный случай файла).

Описание логической структуры записи файла – это последовательность расположения полей записи и их основные характеристики.

В логической структуре файла указываются поля:

• (ПК – первичный ключ), значения которых идентифицируют экземпляр записи;

• (ВК – вторичный ключ), которые выполняют роль поисковых или группировочных признаков, по значению ВК можно найти несколько записей.

Описание логической структуры записи таблицы «Общие сведения о студентах»

Поле		Признак ключа	Формат поля
Имя	Наименование		Тип	Длина (размер)	Точность (для числовых)
Код студента	№ студента в БД	ПК – первичный ключ	Счетчик	--	--
Номер группы	№ студенческой группы	--	Текстовый	15	--
Фамилия		--	Текстовый	20	--
Имя Отчество		--	Текстовый	50	--
Пол		--	Текстовый	10	--
Дата рождения		--	Дата/время	Краткий формат даты	--
Адрес		--	Текстовый	50	--
Телефон		--	Текстовый	15	--

Виды моделей организации данных в бд

Понятие модели. Ядром любой БД является модель организации данных. Модель организации данных – совокупность структур данных и операций их обработки. С помощью модели могут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи между ними.

СУБД основывается на одной из моделей или на их комбинации. Рассмотрим три основных типа моделей:

1. Иерархическая,

2. Сетевая,

3. Реляционная.

Иерархическая модель (организации) данных

В иерархической структуре используются следующие понятия:

1. Узел (элемент) – совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект.

2. Уровень – уровень расположения данных (значимости в дереве).

3. Связь – отношения между узлами (или доступ к данным этих узлов).

И ерархическая структура представляет совокупность элементов, связанных между собой по определенным правилам. Объекты, связанные иерархическими отношениями, образуют ориентированный граф (перевернутое дерево), и имеет только одну вершину (корень дерева), на 1-м уровне, неподчиненную никакой другой. Узел на нижнем уровне связан только с одним узлом на верхнем уровне. К каждой записи (узлу) такой БД существует только один (иерархический) путь от корневой записи (узла). Доступ к данным возможен только с первого уровня.

Пример БД. Структура управления АГАУ.

Сетевая модель данных

В сетевой структуре используются те же понятия: узел, уровень и связь. Но в отличие от иерархической структуры, нет строгих правил. Каждый узел на любом уровне может быть связан с любым другим узлом на другом уровне. Доступ к данным возможен с любого уровня.

Пример БД. НИР студентов в АГАУ.

О дин студент может участвовать в нескольких темах НИРс, а также несколько студентов могут участвовать в одной теме НИРс.

Реляционная модель данных

Понятие реляционный связано с разработками известного американского ученого в области систем БД - Е. Кодда. (Relation – отношение, связь, англ.).

Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.

В реляционной модели данные организованы в виде двумерных таблиц – реляционных таблиц. Каждая Р.т. – это двумерный массив, которая обладает следующими свойствами:

1. Каждый элемент таблицы (ячейка) – один элемент данных (Фамилия, Дата рождения и т.д.);

2. Все столбцы в таблице однородные, т.е. все данные имеют одинаковый тип (текстовый, числовой и т.д.) и длину;

3. Каждый столбец имеет уникальное имя;

4. Одинаковые строки в таблице отсутствуют;

5. Порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Пример реляционной таблицы.

Код студента	Номер группы	Фамилия	Имя Отчество	Пол	Дата рождения	Адрес	Телефон
1	4201	Сергеев
2	4221	Иванов
3	4241

Отношения представлены в виде таблиц, строки которых соответствуют записям или кортежам, а столбцы – атрибутам отношений, полям или доменам.