§19 Хранение информации. Понятие данных. Базы данных.

Cистема баз данных — это компьютеризированная система хранения записей, т.е. компьютеризированная система, основное назначение которой — хранить информацию, предоставляя пользователям средства ее извлечения и модификации. К информации может относиться все, что заслуживает внимания отдельного пользователя или организации, использующей систему, иначе говоря, все необходимое для текущей работы данного пользователя или предприятия.

Информация – любые сведения, факты (СМЫСЛ)

Данные – запись (хранение) информации в конкретной форме. (Одно и то же число можно хранить по-разному – 20, '20', 20.00, XX, ‘двадцать’, 'twenty')

Модель данных— это абстрактное, самодостаточное, логическое определение объектов, операторов и прочих элементов, в совокупности составляющих абстрактную машину, с которой взаимодействует пользователь. Упомянутые объекты позволяют моделировать структуру данных, а операторы — поведение данных.

Отметим преимущества использования баз данных, связанные с наличием централизованного управления.

• Возможность совместного доступа к данным

• Сокращение избыточности данных

• Устранение противоречивости данных (до некоторой степени)

• Возможность поддержки транзакций

• Обеспечение целостности данных

• Организация защиты данных

• Возможность балансировки противоречивых требований

• Возможность введения стандартизации

С базами данных взаимодействуют различные пользователи. В зависимости от ролей, которые они выполняют их принято делить на:

Администраторы – занимаются поддержанием работоспособности базы данных и предоставляют другим пользователям те или иные права.

Программисты – пишут прикладные программы, которые могут решать сложные задачи

Конечные пользователи – пользователи, которые обращаются к данным - посылают запросы к базе и получают в ответ информацию (могут использовать программы, написанные программистами)

Программы – отдельный класс пользователей. В случае непонимания с пользователями-людьми можно вести уточняющий диалог, программы обычно в диалоге ограничены.

(см., например, К. Дж. Дейт: Введение в системы баз данных

http://inethub.olvi.net.ua/ftp/pub/kpi/selena/documentation/technical%20library/databases/%D0%BA.%D0%B4%D0%B6.%D0%B4%D0%B5%D0%B9%D1%82%20-%20%D0%B2%D0%B2%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%B2%20%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B%20%D0%B1%D0%B0%D0%B7%20%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85.pdf )

§20 Инфологическая модель. Реляционный подход.

Описание предметной области.

Собирается видение предметной области локальными пользовательскими представлениями (ЛПП) – локальные схемы.

На их основе создаётся глобальное пользовательское представление (ГПП) – концептуальная схема

Составляемая модель предметной области должна быть проста, наглядна, содержать все сведения для дальнейших этапов проектирования, легко преобразовываться в модели баз данных для распространенных СУБД. Исходя из этих требований, в описываемой методике проектирования используется модель, названная «сущность-связь» (или «объекты-связи»).

Модель «сущность-связь» позволяет представлять объекты предметной области и отношения между ними, т.е. позволяет описывать структуру предметной области. Она определяется в терминах: сущность, атрибут, связь.

Сущность - представление (абстракция) реально существующего объекта, процесса или явления. Наименование сущности должно быть уникально во всей модели.

Тип сущности - определяет набор однородных объектов.

Экземпляр сущности - конкретный объект из этого набора.

Например: сущность «Ученик» определяет всю информацию об учениках вообще. Конкретный ученик Ваня Иванов является экземпляром сущности «Ученик», а совокупность всех учеников составляет тип сущности.

Атрибут - свойство сущности (объекта). Его имя должно быть уникально в рамках одной сущности.

Экземпляр атрибута - конкретное значение свойства.

Например: сущность «Ученик» определяется атрибутами: «Фамилия ученика», «Класс» и т.п. То есть для каждого конкретного ученика (экземпляра сущности) мы должны определить экземпляры атрибутов (их конкретные значения). Продолжим с нашим примером: экземпляр сущности «Ученик» Ваня Иванов имеет экземпляр атрибута «Фамилия ученика» - «Иванов» и экземпляр атрибута «Класс» - «8А».

Отношения – связи между сущностями

РЕЛЯЦИОННЫЙ ПОДХОД (см., например, К. Дж. Дейт: Введение в системы баз данных)

Понятие домена – основной информационный объект – ИМЯ, ВЕС…

Понятие отношения – множество кортежей, каждый атрибут которого взят из определенного домена.

Аналогия ОТНОШЕНИЕ-ТАБЛИЦА

Манипулирование данными с иллюстрацией на таблице

Выборка (WHERE) Возвращает отношение, содержащее все кортежи из заданного отношения, которые удовлетворяют указанным условиям. Операцию выборки также иногда называют операцией ограничения, поэтому далее в этой книге будет также употребляться термин ограничение, если подразумевается данная алгебраическая операция

Проекция (PROJECTION) Возвращает отношение, содержащее все кортежи (подкортежи) заданного отношения, которые остались в этом отношении после исключения из него некоторых атрибутов

Произведение (TIMES) Возвращает отношение, содержащее все возможные кортежи, которые являются сочетанием двух кортежей, принадлежащих соответственно двум заданным отношениям

Объединение (UNION) Возвращает отношение, содержащее все кортежи, которые принадлежат либо одному из двух заданных отношений, либо им обоим

Пересечение (INTERSECT) Возвращает отношение, содержащее все кортежи, которые принадлежат одновременно двум заданным отношениям

Разность (MINUS) Возвращает отношение, содержащее все кортежи, которые принадлежатпервому из двух заданных отношений и не принадлежат второму

Соединение (JOIN) Возвращает отношение, содержащее все возможные кортежи, которые представляют собой комбинацию атрибутов двух кортежей, принадлежащих двум заданным отношениям, при условии, что в этих двух комбинируемых кортежах присутствуют одинаковые значения в одном или нескольких общих для исходных отношений атрибутах (причем эти общие значения в результирующем кортеже появляются один раз, а не дважды)