Теоретический материал

1. Первоначальные сведения о базах данных

Первоначально средства вычислительной техники (ВТ) предполагалось использовать для выполнения различного рода математических вычислений. Развитие этого направления привело к развитию разделов математики, связанных с численными методами вычислений, и к появлению алгоритмических языков, удобных для математических расчетов. Затем, по мере увеличения возможностей и уменьшения стоимости ВТ, получило развитие второе направление, связанное с использованием средств ВТ в автоматизированных информационных системах. Здесь вычислительные возможности отходят на второй план – основной функцией становится поддержка надежного хранения информации и выполнение специфических преобразований информации. Со временем именно второе направление, связанное с хранением и обработкой данных, стало доминирующим, особенно после появления персональных компьютеров.

2. Определение базы данных (БД)

База данных (database) – это поименованная совокупность взаимосвязанных данных, организованных на машинном носителе средствами СУБД, отображающая отношения и свойства объектов в некоторой предметной области.

Объектом может быть предмет, вещество, событие, лицо, явление, абстрактное понятие, т.е. все то, что характеризуется набором значений некоторой совокупности атрибутов – информационного отображения свойств объекта. Например, объект «книга» характеризуется атрибутами: наименование, авторы, количество страниц, тираж, цена и т.п.

3. Модели данных

В настоящее время существует три основные модели организации БД.

I. Иерархическая модель

В данной модели любой объект может подчиняться только одному объекту вышестоящего уровня. Т.о. один объект главный, остальные – подчиненные.

II. Сетевая модель

В сетевой модели любой объект может быть подчинен нескольким объектам, т.е. может быть и главным и подчиненным, и может участвовать в любом количестве взаимосвязей.

III. Реляционная модель

В реляционной модели информация представляется в виде прямоугольных таблиц. Каждая таблица состоит из строк и столбцов и имеет имя, уникальное внутри БД. В свою очередь, каждая строка (запись) такой таблицы содержит информацию, относящуюся только к одному конкретному объекту, а каждый столбец (поле) таблицы имеет уникальное для своей таблицы имя.

Реляционные базы данных (РБД), в отличие от иерархических и сетевых моделей, позволяют организовывать связи между таблицами в любой момент. Для этого в РБД реализован механизм внешних ключей. В каждой таблице БД имеется хотя бы одно поле, служащее ссылкой для другой таблицы. В терминологии РБД такие поля называются полями внешних ключей. С помощью внешних ключей можно связывать любые таблицы БД на любом этапе работы с БД.

4. Реляционная модель данных

Реляционная БД (РБД) – это совокупность простейших двумерных логически взаимосвязанных таблиц-отношений, состоящих из множества полей и записей, отражающих некоторую предметную область.

Реляционная модель данных была предложена Е. Коддом, известным американским специалистом в области баз данных. Основные концепции этой модели были впервые опубликованы в 1970 г. Будучи математиком по образованию, Кодд предложил использовать для обработки данных аппарат теории множеств (объединение, пересечение, разность, декартово произведение). Он показал, что любое представление данных сводится к совокупности двумерных таблиц особого вида, известного в математике как отношение (по-английски – relation, отсюда и название – реляционные базы данных).

Одна из главных идей Кодда заключалась в том, что связь между данными должны устанавливаться в соответствии с их внутренними логическими взаимоотношениями. Второй важный принцип, предложенный Коддом, заключается в том, что в реляционных системах одной командой могут обрабатываться целые файлы данных, в то время как ранее одной командой обрабатывалась только одна запись.

Базовые понятия реляционных баз данных (рбд)

• Отношение – информация об объектах одного типа, например, о клиентах, заказах, сотрудниках. В реляционной БД отношение хранится в виде таблицы.

• Атрибут – определенная часть информации о некотором объекте – например, адрес клиента или зарплата сотрудника. Атрибут обычно хранится в виде столбца (поля) таблицы.

• Тип данных – понятие, которое в реляционной модели полностью эквивалентно соответствующему понятию в алгоритмических языках. Набор поддерживаемых типов данных определяется СУБД и может сильно различаться в разных системах.

• Связь – способ, которым связана информация в одной таблице с информацией в другой таблице. Связи осуществляются с помощью совпадающих полей, которые называются ключом.

• Объединение – процесс объединения таблиц или запросов на основе совпадающих значений определенных атрибутов.