15.1. Основные понятия _________ 15.2. Реляционный подход к построению
ГЛАВА инфологической модели
15.3. Функциональные возможности субд
15.4. Основы технологии работы в субд
Современные информационные системы, основанные на концепции интеграции данных, ха рактеризуются огромными объемами хранимых данных, сложной организацией, необходи мостью удовлетворять разнообразные требования многочисленных пользователей.
Данная глава направлена на формирование представления о базах данных (БД), воз можностях систем управления базами данных (СУБД) и их использовании. Основные функ циональные возможности и технологические операции работы в СУБД рассматривают^ без привязки к конкретному типу программного продукта. Знания, полученные при изуче нии данной главы, являются базовыми при практическом знакомстве с любым новым видо? СУБД.
Практическое освоение возможностей СУБД предлагается в главе б практикума среде Microsoft Access2.0 for Windows.
Цель главы— познакомить вас с функциональными возможностями СУБД общей методологией использования этих программных средств в профессис нальной работе, связанной с организацией хранения и обработки данных.
ПОСЛЕ ИЗУЧЕНИЯ ГЛАВЫ ВЫ ДОЛЖНЫ ЗНАТЬ:
Понятие и назначение базы данных (БД) и системы управления базами даннь,
(СУБД)
Различие архитектур баз данных: клиент-сервер и файл-сервер
Структурные элементы базы данных
Виды моделей данных
Особенности и назначение реляционной модели
Понятие и назначение инфологической модели предметной области
Типы реальных связей информационных объектов
Назначение нормализации отношений и виды форм
Функциональные возможности СУБД
Основные технологические этапы решения задач в СУБД
Команды для выполнения типовых операций
15 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
15.1. Основные понятия
• База данных и Виды моделей данных
БАЗА ДАННЫХ
Общие положения
Цель любой информационной системы — обработка данных об объектах реального мира. В широком смысле слова база данных — это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области Под предметной областьюпринято по- нимать часть реального мира, подлежащего изучению для организации управления и в ко- нечном счете автоматизации, например, предприятие, вуз и т.д.
Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различ- ным признакам и быстро извлекать выборку с произвольным сочетанием признаков. Сде- лать это возможно, только если данные структурированы.
Структурирование— это введение соглашений о способах представления данных
Неструктурированными называют данные, записанные, например, в текстовом файле
Пример 15.1. На рис 15 1 пример неструктурированных данных, содержащих сведе- ния р студентах (номер личного дела, фамилию, имя, отчество и год рождения) Легко убедиться, что сложно организовать поиск необходимых данных, хранящихся в неструктурированном виде, а упорядочить подобную информацию практически не представляется реальным
Личное дело № 16493 Сергеев Петр Михайлович, дата рождения 1 января 1976 г, Л/д № 16593, Петрова Анна Владимировна, дата рожд 15 марта 1975 г, № личн дела 16693, д р 14 04 76, Анохин Андрей Борисович
Рис. 15.1. Пример неструктурированных данных
Чтобы автоматизировать поиск и систематизировать эти данные, необходимо вырабо- тать определенные соглашения о способах представления данных, т е дату рождения нужно записывать одинаково для каждого студента, она должна иметь одинаковую длину и определенное место среди остальной информации Эти же замечания спра- ведливы и для остальных данных (номер личного дела, фамилия, имя, отчество)
Пример 15.2. После проведения несложной структуризации с информацией, указан- ной в примере (рис 151), она будет выглядеть так, как это показано на рис 15 2
|
№ личного дела |
Фамилия |
Имя |
Отчество |
Дата рождения |
|
16493 |
Сергеев |
Петр |
Михайлович |
01 01 76 |
|
16593 |
Петрова |
Анна |
Владимировна |
1503.75 |
|
16693 |
Анохин |
Андрей |
Борисович |
140476 |
Рис. 15.2. Пример структурированных данных
Пользователями базы данных могут быть различные прикладные программы, i граммные комплексы, а также специалисты предметной области, выступающие в роли требителей или источников данных, называемыеконечными пользователями.
В современной технологии баз данных предполагается, что создание базы данны? поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляются централизова с помощью специального программного инструментария — системы управления баз данных.
База данных (БД)— это поименованная совокупность структурирован данных, относящихся к определенной предметной области.Система управления базами данных (СУБД)— это комплекс програ ных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддер ния их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходи информации.
Централизованный характер управления данными в базе данных предполагает нео( димость существования некоторого лица (группы лиц), на которое возлагаются функции министрирования данными, хранимыми в базе.
Классификация баз данных
По технологии обработкиданных базы данных подразделяются на централизованны распределенные.
Централизованная базаданных хранится в памяти одной вычислитель системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возмог распределенный доступ к такой базе. Такой способ использования баз данных часто при няют в локальных сетях ПК.
Распределенная базаданных состоит из нескольких, возможно пересек щихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычис тельной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управле распределенной базой данных (СУРБД).
По способу доступак данным базы данных разделяются на базы даннылокальным доступом и базы данных с у д а л е н н ы м (сетевым) доступе
Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагают различ» архитектурыподобных систем:
• файл-сервер;
• клиент-сервер.
Файл-сервер.Архитектура систем БД с сетевым доступом предполагает выделе! одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов). На такой машине храни совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети выполняют фу ции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользовательс! системы к централизованной базе данных. Файлы базы данных в соответствии с пользо тельскими запросами передаются на рабочие станции, где в основном и производится об ботка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительна информационной системы падает. Пользователи могут создавать также нарабочих стан) ях локальные БД, которые используются ими монопольно. Концепция файл-сервер услов отображена на рис. 15.3.
Клиент-сервер.В этой концепции подразумевается, что помимо хранения ueHTpaJ зеванной базы данных центральная машина (сервер базы данных) должна обеспечиватье полнение основного объема обработки данных. Запрос на данные, выдаваемый клиент
151 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
(рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере Извлеченные данные (но не файлы) транспортируются по сети от сервера к клиенту. Спецификой архитектуры клиент-сервер является использование языка запросов SQL.Концепция клиент-сервер ус- ловно изображена на рис. 15.4.
хранение
CS^ —обработка
Передача файлов БД для обработки
Транспортировка извлеченных данных из БД ^ f^
Рабочие станции
Рис. 15.3. Схема обработки информации в БД по принципу файл-сервер
Рабочие станции
Рис. 15.4. Схема обработки информации в БД по принципу клиент-сервер
Структурные элементы базы данных
Понятие базы данных тесно связано с такими понятиями структурных элементов, как поле, запись, файл (таблица) (рис 15 5).
Поле —элементарная единица логической организации данных, которая соответст- вует неделимой единице информации — реквизиту. Для описания поля используются сле- дующиехарактеристики:
имя,например. Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения;
т ил, например, символьный, числовой, календарный;
длина^например, 15 байт, причем будет определяться максимально возможным ко- личеством символов;
точностьдля числовых данных, например два десятичных знака для отображения дробной части числа.
мя поля1
Имя пол
-^
[
^тл
^
Поле Запись Рис. 15.5. Основные структурные элементы БД
Запись —совокупность логически связанных полей. Экземпляр записи — отдельная реализация записи, содержащая конкретные значения ее полейФайл (таблица) — совокупность экземпляров записей одной структуры.
Описание логической структуры записи файла содержит последовательность располо- жения полей записи и их основные характеристики, как это показано на рис. 15.6