Тема 11. Организация информационных систем Понятие базы данных

БД – совокупность наборов данных, объединенных в целях создания информационной модели объекта, используемой при обработки информации.

Различают БД:

– библиографические;

– проблемно – ориентированные;

– фактографические.

Они создаются и хранятся в памяти ЭВМ в процессе разработки, внедрения и работы автоматических систем управления (АСУ), информационно – справочных систем, САПР и т.д.

Запись – логическая единица набора данных, т.е. единица данных с точки зрения из семантического (смыслового) содержания или обработки.

Одна запись может содержать несколько констант исходных данных. Каждая запись состоит из цепочки полей.

СУБД – программа, позволяющая формировать ВЮ, производить поиск требуемых данных по информационным запросам, вносить изменения в БД, обрабатывать БД.

Информационно - поисковая система

Рутинная работа по работе с большим объемом информации преследует каждого. Каждый, кто пользовался библиотекой знает, как долго приводится искать книгу, в каталоге, особенно если вы не помните точно название книги.

В этих случаях происходит следующее: в большом объеме информации разыскивается та, которая нужна в данные момент. Речь идет о большом количестве однотипных объектов (книги). Для каждого из этих объектов существенными являются значения лишь некоторых признаков – название, фамилии авторов, год и место издания и т.д.

Поиск объектов по значениям их признаков вполне можно поручить ЭВМ. Для этого и создаются ИПС. Каждая ИПС предназначена для решения определенного класса задач, для которого характерен свой набор оъектов и их признаков. Поэтому и соответствующие ИПС будут различными (БД для работы с директором школы, каталог).

Впрочем, для разных классов задач объекты могут быть одинаковыми, а наборы нужных признаков – разными.

ИПС состоит из двух частей:

– специально организованная совокупность данных (БД);

– программа оперирования ими.

Данные, характеризующиеся в БД – это значения заранее фиксированных признаков некоторого набора объектов.

Оперировать – находить объекты по заданным признакам, изменять и дополнять сведения об объектах, а также решать задачи иного характера (статистические).

Правила записи запросов на поиск в каждой ИПС свои. В настоящее время в мире существует более 100 тысяч ИПС. Некоторые из них объединены в крупные, централизованные ИПС – банки данных.

Информационная модель

Информационная модель – одно из узловых понятий в инфоматике.

Модель – объект знаменатель, которые в определенных условиях может заменять объект – оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала, причем имеет существенные преимущества, удобства (наглядность, обозримость, доступность испытаний, легкость оперирования с ними и т.д.). (Физические модели самолета, корабля, автомобиля и т.д.).

Информационная модель – это информация (т.е. знания, сведения) о реальном объекте, процессе, явлении.

Пример: вам подробно описали внешность человека, которого вы никогда не видели. Замет по описанию вы узнали этого человека. Следовательно, в вашем сознании сложился некоторые образ человека в результате сообщенной информации, т.е. создалось ИМ (основные признаки совпали и этого хватило для того, чтобы узнать человека).

Пример: на физике узнаем о боровской модели атома (не имея возможности увидеть реальный атом); с описанием Солнечной системы, молекулярной структурой вещества и т.д.

Следовательно, наши знания о реальном мире – это множество ИМ.

Информация, отражающая существенные признаки объекта, процесса или явления и хранящаяся в памяти ЭВМ компьютерная ИМ. при ее построении необходимо решать две проблемы:

– какие признаки считать существенными;

– как их организовать в памяти ЭВМ (какой тип и структура информации).

Информация и структура данных

Пример: структура в материальном мире:

Структура – что-то упорядоченное, определенным образом организованное (структура молекулы, структура института, структура государства).

Куча кирпича и кирпичная стена (нарушить структуру – стены не будет).

Структура несет новое содержание, новое качество, новую информацию (из тех же кирпичей построить гараж, дом и т.д.), составляющие те же, содержание разное.

Аэропорт назначения	№ рейса	Тип самолета	Дни отправления	Время отправления
Москва Воронеж	320 3107	ТУ – 154 ТУ - 134	1, 3, 5 1, 3, 5, 7	16 – 20 8 - 40

Расписание – пример ИМ, представленной в табличном виде. Объекты модели – рейсы самолетов. В расписании указывается только те данные, которые интересуют пассажиров. Сведения о составе экипажа, техническом состоянии самолета и т.д. в него не включаются (входят в информацию для начальника аэропорта). - ? о существенных признаках.

Все данные взаимосвязаны. Если исказить связь – информация станет ложной. Совокупность взаимосвязанных данных – информационная структура (структура данных). Объекты – рейсы самолетов. Свойства (признаки) объектов – выделяются в столбцы и озаглавлены («аэропорт, «№ рейса» и т.д.).

Атрибуты объектов.

Каждая строка – совокупность значений атрибутов, относящихся к конкретному объекту – запись, а столбцы – поля записи.

Такая структура – дерево. Дерево в примере содержит 3 типа объектов: институт, факультет, кафедра. Каждый из объектов описывается своими атрибутами: институт: (название, адрес, ректор); факультет (название, количество студентов, декан); кафедра (название, количество преподавателей, зав. кафедрой). Объекты в дереве разделены на уровни:

1 уровень: 1 объект – корень дерева;

2 уровень: 3 объекта (ветви);

3 уровень: объекты самого нижнего уровня – в форме дерева описываются системы объектов с иерархической структурой. Характерна подчиненность объектов нижнего уровня объектам верхнего уровня (соотношение «один ко многим»).

Сеть

Пример:

(на каких факультетах занимаются какие ученики).

Соотношение «многие ко многим».

Важно не только собрать вместе нужную информацию, но и удачно структуровать ее.

Последовательность построения структуры данных.

– определяются объекты описания;

– определяются атрибуты этих объектов;

– выбирается тип структуры отображающей связи между объектами (таблицы, деревья, сети);

– строится конкретный экземпляр информационной структуры.

Базы данных

С появлением ЭВМ возникла возможность хранить информацию в компьютерной памяти. Преимущества:

– нет расхода бумаги;

– программным путем можно организовать изменения и дополнения информации;

– с помощью специальных программ поиска нужные сведения отыскиваются намного быстрее.

Информационные структуры, содержащие взаимосвязанные данные о реальных объектах и хранящиеся во внешней памяти ЭВМ – базы данных.

Реляционные базы данных

БД, содержащие информацию в виде прямоугольных таблиц – реляционные. Таблица как совокупность атрибутов объекта – отношение.

Чаще всего РБД – это множество таблиц, связанных между собой через общие атрибуты.

Пример:

Сотрудник

Ф.И.О.	адрес	отдел	должность	Оклад
Абрамов А.В. Савин Г.Н.	Мира, 30-45 Геологов, 5-13	310 315	Программист инженер	400 550

Отдел

Отдел	Комната	Начальник
302 310 315	124 250 222	Иванов И.И. Петров П.П. Козлов К.К.

Две таблицы связаны общим полем «отдел». Таблицы №1 и №2 представляют собой экземпляры двух отношений, составляющих БД. Структура:

Сотрудник (ФИО, адрес, № отдела, должность, оклад);

Отдел (номер отдела, комната, начальник).

Ключевые поля (ФИО, номер отдела) – должны удовлетворять требования однозначной идентификации записи.