Лекция. 12 База данных

1. Понятие базы данных

Процесс создания компьютерной базы данных состоит в переносе информации с традиционных бумажных документов (картотек, таблиц) на магнитные диски компьютера. Все вы видели, например, картотеку в библиотеке.

Например, можно считать базой данных картотеку в библиотеке, если ее занести в компьютер. При занесении данных в компьютер необходимо обеспечить возможность упорядочивать информацию по различным признакам (в библиотеке по темам или по автору, если это список класса, то по алфавиту, если это пациенты у врача, то может быть по возрасту и т.д.), возможность быстро искать и извлекать нужную информацию, упорядочивать ее по нужному признаку и т.д. Введение каких-то соглашений о способах представления данных называется структурированием. Для хранения и обработки данных компьютером необходимо структурирование по строго определенным правилам. Совокупность тем или иным способом структурированных данных является базой данных.

База данных (БД) представляет собой определенным образом организованную совокупность данных, отображающих состояние и взаимосвязи объектов какой-либо предметной области.

6.2. Типы моделей баз данных.

Все базы данных делятся на три категории:

• реляционные.

• иерархические,

• сетевые,

Реляционная модель представляет собой двумерный массив или двумерную таблицу. Рассмотрим таблицу 4.1., в которой хранятся сведения об учениках школы (фамилия, имя, отчество, номер личного дела, класс, адрес). На основе этой таблицы можно создать базу данных. Каждая строка таблицы в базе данных называется записью. Каждый столбец таблицы в базе данных называется полем.

Таблица 1

№ личного дела	Класс	Фамилия	Имя	Отчество	Адрес
Л-11	11б	Матвеев	Михаил	Павлович	Морская 1-5
Л- 9	9а	Алексеев	Антон	Петрович	Ленина 5-9
Л-8	8в	Петров	Иван	Андреевич	Мира 6-34
Л-10	10а	Серов	Сергей	Иванович	Шмидта 7-21
Л-7	7в	Марков	Роман	Сергеевич	Победы 2-1

Реляционная модель базы данных имеет следующие свойства:

• Каждый элемент таблицы - один элемент данных.

• Все столбцы в таблице являются однородными, т.е. они имеют один тип (числа, текст, дата и т.д.).

• Каждый столбец (поле) имеет уникальное имя.

• Одинаковых строк в таблице нет.

• Порядок следования строк в таблице может быть произвольным и может характеризоваться количеством полей, количеством записей, типом данных.

Над этой моделью базы данных удобно производить следующие действия:

• сортировку данных (например по алфавиту;

• выборку данных по группам (например по адресам);

• поиск записей (например по фамилиям) и т.д.

Каждая таблица должна содержать , по крайней мере одно ключевое поле, содержимое которого уникально для каждой записи в этой таблице.

Ключевое поле позволяет однозначно идентифицировать каждую запись в таблице.

Иерархическая модель базы данных представляет собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих перевернутое дерево (граф). Данная модель характеризуется такими параметрами, как уровни, узлы, связи. Тогда данные всей базы данных «Школа» , должна принять следующий вид :

• в состав школы входят классы: параллельные классы делятся по буквам,

• в состав каждого класса входят конкретные ученики.

Модель можно представить в виде схемы

Уровень 1 Школа

У ровень 2 Первые классы Вторые классы... Одиннадцатые классы

Уровень 3 1»А» 1»Б» 2»А» 2»Б» 2»В» 11«А» 11 »Б»

Уровень 4 Отдельные ученики в каждом классе

(Рис. 4.28).

Иерархической базой данных является каталог папок Windows, с которым можно работать запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол. На втором уровне находится папки Мой компьютер, Мои Документы, Сетевое окружение, Корзина.

Примерами иерархической базы данных являются также Реестр Windows и Доменная система имен , подключенных к Интернету компьютеров.

Иерархическая модель базы данных имеет следующие свойства:

• несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня:

• иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень) , не подчиненный никакой другой вершине:

• каждый узел имеет свое имя (идентификатор).

Существует только один путь от корневой записи к более частной записи данных.

Сетевая модель базы данных похожа на иерархическую. Она имеет теже основные составляющие (узел уровень, связь.), однако характер их отношений принципиально иной. . В сетевой модели принята свободная связь между элементами разных уровней.

В качестве примера рассмотрим базу данных, хранящую сведения о закреплении учителей предметников за определенными классами (рис.4.23).

		Педагогический коллектив
Историк Марченко А.И.		Информатик Васильева Г.В.		Физик Андреев А.Д.
10 б .		9 а		7 в

Видно, что один учитель может преподавать в нескольких классах

Отличаются базы данных разного типа по способу установления связей между данными.

Наиболее распространенными из трех типов баз являются реляционные базы данных. К ним относятся: Paradox, Clarion, DBaseIII, DBaseIII+plus – русифицированная версия (называется РЕБУС), FOX BASE, Clipper, FoxPro, Access.

Работу с базами данных, то есть их создание, введение, обновление, получение различного вида документов с использованием информации обеспечивает система управления базами данных (СУБД). СУБД характеризуются принятой в ней организацией Базы данных и типом используемого транслятора или компилятора.

В пакет системы управления базами данных входят следующие компоненты:

1. среда пользователя, дающая возможность непосредственно управлять данными с клавиатуры;

2. алгоритмический язык для программирования прикладных систем обработки данных, реализованный как интерпретатор. Последний позволяет быстро создавать и отлаживать программы;

3. компилятор для придания завершенной программе вида готового коммерческого продукта в форме независимого EXE-файла;

4. программы утилиты (вспомогательные программы) быстрого программирования рутинных операций (генераторы отчетов, экранов, меню и других приложений).