Урок №2

Тема 1.1. Основные понятия и типы моделей данных.

1. Основные понятия бд.

2. Типы моделей данных.

Цель: познакомиться с терминами и понятиями необходимыми для построения информационной системы.

Тип урока: лекция

Литература: Хомоненко А.Д., Цыганков В.М. Мальцев М.Г. Базы данных.- М: Бином-Пресс; СПб.: КОРОНА принт, 2006, стр. 29-48

Ход урока:

1. Орг. момент

2. Беседа по термину «информационная система»

3. Изучение нового материала

4. Домашнее задание

План урока:

1. Включение в работу студентов.

2. Рассмотреть основные понятия и записать определения:

• предметная область, объект, класс, атрибут, отношение,

• первичный ключ, альтернативный ключ, запись данных, домен,

• связь, хранимые процедуры, триггеры, ссылочная целостность,

• нормализация отношений.

Домашнее задание: выбрать предметную область и объяснить на примере понятия: предметная область, объект, класс, атрибут, отношение, первичный ключ, альтернативный ключ.

1. Основные понятия бд.

Каждой цивилизации приходится иметь дело с обработкой информации. С развитием экономики и ростом численности населения возрастает, и объём взаимосвязанных данных, необходимых для решения коммерческих и административных задач. Взаимосвязанные данные называют информационными системами, которые призваны облегчать труд человека.

1. С какими информационными системами вы сталкивались в жизни?

2. Как вы считаете нужно продолжать разрабатывать информационные системы?

3. А вы хотите научиться проектировать информационные системы?

4. Как вы считаете, с чего нужно начать изучение?

Чтобы понять процесс построения информационной системы, необходимо знать ряд терминов, которые применяются при описании и представлении данных.

База данных (БД) – совокупность структурированных данных о какой-либо предметной области.

Предметной областью называется часть реальной системы, представляющая интерес для исследования. Примером предметной области может служить практически любой объект: техникум, магазин, бухгалтерия предприятия.

Информация, необходимая для описания предметной области, зависит от реальной модели и целей, который ставит перед собой разработчик программного обеспечения.

При проектировании АИС предметная область отображается моделями данных нескольких уровней. Число уровней зависит от сложности системы, однако включает всегда логический и физический уровни. Предметная область может относиться к любому типу организации (н-р, банк, больница или завод). Необходимо различать полную предметную область (склад, универмаг) и организационную единицу этой предметной области (цех, отдел), которые в свою очередь могут соответствовать определённым предметным областям.

Информация, необходимая для описания предметной области, зависит от реальной модели и может включать сведения о персонале, зарплате, товарах и т. д., то есть сведения о людях, предметах, событиях и понятиях.

Объектом (сущностью) - называется элемент ИС, информацию о котором мы сохраняем. Объект может быть реальным (человек, предмет, населенный пункт) и абстрактным ( событие, счёт покупателя, изучаемый студентами курс). В реляционной модели объект называется сущностью

Н-р, в области продажи автомобилей примером объекта могут служить:

Модель автомобиля, клиент и счёт;

На товарном складе – это поставщик, товар, отправление и т. д.

Классом объектов называют совокупность объектов, обладающим одинаковым набором действий. Н-р, класс объектов МОДЕЛЬ АВТОМОБИЛЯ будет иметь одинаковый набор свойств, описывающих характеристики автомобиля, и каждая модель будет иметь различные характеристики.

Объекты и их свойства являются понятиями реального мира. В мире информации, существующем в представлении программиста, говорят об атрибутах объектов.

Атрибут - это информационное отображение свойств объекта. Каждый объект характеризуется рядом основных атрибутов.

Каждый атрибут объекта имеет определенный тип данных: целочисленный, вещественный, символьный, денежный, логический, дата и т.п.

Н-р, МОДЕЛЬ АВТОМОБИЛЯ характеризуется типом кузова, рабочим объёмом двигателя, мощностью, габаритами и т. д. Каждый атрибут в модели должен иметь своё уникальное имя – идентификатор. Атрибут при реализации информационной модели называют элементом данных или полем. Взаимосвязь между этими понятиями можно показать на схеме:

Три области представления данных

Реальный мир Информация Сохраняемые данные

------------------- ------------------ ---------------------------

О бъект

С войства Атрибуты Свойства

Значение значение

Атрибута элемента данных

Таблица ( отношение) – это некоторая регулярная структура, состоящая из конечного набора однотипных записей.

Информацию о некоторой предметной области можно представить с помощью нескольких объектов, каждый из которых описывается несколькими элементами данных. Объекты связываются между собой определённым образом. Соответствующая модель объектов с составляющими их элементами данных и взаимосвязи называется концептуальной моделью.

Основным элементом реляционной модели данных является таблица.

Таблица – это постоянная структура, состоящая из конечного набора однотипных записей. В реляционной модели таблица также называется отношением. Каждая таблица состоит из столбцов и строк.

Каждый столбец имеет определенную ширину и тип, и соответствует какому-либо атрибуту (свойству) объекта. Столбец чаще всего называют полем таблицы.

Строка таблицы называется записью или кортежем таблицы.

Запись – это совокупность значений связанных элементов данных. Элементы данных располагаются в ячейках таблицы на пересечении строк и столбцов.

Таблица (Отношение)

Поле (Атрибут, Столбец)

Запись (Кортеж, Строка)

Элемент данных

Н-р, для данных вида: Таб.№, ФИО, должность, оклад

запись данных будет выглядеть так:

34 Петров А.А. инструктор 2000.

Записи данных хранятся на некотором носителе.

Тип данных характеризует вид хранящих данных ( числовые, строковые, датовые и др.).

Ключевым элементом данных – называется такой элемент, по которому можно определить значение других элементов данных.

Однозначно идентифицировать объект могут два или более элемента данных. Выбирать ключевые элементы данных следует тщательно, поскольку правильный выбор способствует созданию достоверной концептуальной модели данных.

Первичный ключ – это атрибут ( или группа атрибутов), которые единственным образом идентифицируют каждую строку в таблице.

Альтернативный ключ – это атрибут(или группа атрибутов), несовпадающая с первичным ключом и уникально идентифицирующий экземпляр объекта.

Н-р,

Для объекта служащий, который имеет атрибуты:

• «идентификатор служащего»

• «фамилия»

• «имя»

• «отчество»

группа «фамилия», «имя», «отчество» может являться альтернативным ключом по отношению к атрибуту «идентификатор служащего».

Доменом называется набор значений элементов одного типа, отвечающий поставленным условиям.

Например, домен «фамилия» допускает значения «Иванов», «Петров», «Лумумба», «Токугава». Но при этом значение «а27_?JN-чтм» не может считаться принадлежащим к данному домену, несмотря на то, что также является значением символьным и не превышает заданную длину. Домен «пол» вообще допускает только два значения «мужской» и «женский».

Связь – это функциональная зависимость между объектами. Если между объектами существует связь, то факты из одного объекта ссылаются или некоторым образом связаны с фактами из другого объекта. Поддержание непротиворечивости функциональных зависимостей между объектами называются ссылочной целостностью.

Связи могут быть представлены пятью характеристиками:

• тип связи (идентифицирующая (однозначно определяющая), не идентифицирующая,

• полная/ неполная категория, неспецифическая связь);

• родительская сущность;

• дочерняя (зависимая сущность);

• мощность связи;

• допустимость пустых значений.

Реляционная БД состоит из таблиц и связей между ними. Связь осуществляется по какому-либо полю. Помимо этого БД может содержать в себе:

1. Хранимые процедуры.

2. Правила – вызывают выполнение заданных действий при изменении или добавлении данных в БД и тем самым контролировать правильность помещаемых данных.

3. Триггеры

Для работы с БД используются специальные программы – системы управления базами данных (СУБД).

СУБД позволяют структурировать, систематизировать и организовывать данные для их компьютерного хранения и обработки. СУБД являются основой для создания ИС.

Каждая СУБД обладает рядом функциональных свойств:

1. Поддержание логически согласованного набора файлов.

2. Обеспечение языка манипулирования данными.

3. Восстановление информации после разного рода сбоев.

4. Обеспечение параллельной работы нескольких пользователей.

Хранимые процедуры – это приложения (программа), объединяющее запросы и процедурную логику, хранящиеся в базе данных.

Триггеры – это предварительно определённое или последовательность действий, автоматически осуществляемых при выполнении операции обновления, добавления или удаления данных.триггер является мощным инструментом контроля за изменением данных в БД. Он выполняется после проверки правил обновления данных.

Ссылочная целостность – это обеспечение соответствия значения внешнего ключа дочерней сущности значениям первичного ключа в родительской сущности.

Ссылочная целостность может контролировать при всех операциях, изменяющих данные.

Нормализация отношений – это процесс построения оптимальной структуры таблиц и связей в реляционной БД. В процессе нормализации элементы данных группируются в таблицы, представляющие объекты и их взаимосвязи.

Урок №3