1. Определение СУБД Основные определения и термины: предметная область, таблица, объект (сущность), атрибут (поле), экземпляр (запись) объекта, ключ, словарь базы данных. Администрация базы данных (АБД) и основные функции АБД

База данных (БД) – совокупность взаимосвязанных данных.

Система управления базой данных (СУБД) – комплекс программных средств, предназначенный для создания, ведения и использования БД.

По возможностям выделяют две группы СУБД:

1. Полнофункциональные СУБД – наиболее мощные, многопользовательские, с системами защиты, копирования и восстановления данных (Oracle, Microsoft SQL Server, Informix, DB/2), но более сложные СУБД.

2. Персональные СУБД – с ограниченными возможностями, но более простые в использовании (Access, Visual FoxPro, Paradox, Clipper, dBase, Clarion, DataEase, DataFlex, R: BASE).

Это деление довольно условно, так как персональные СУБД постоянно совершенствуются, догоняя полнофункциональные СУБД.

Банк данных (БнД) – совокупность БД, СУБД и комплекса технических средств (компьютеры, внешние устройства, устройства связи и др.).

Хранилище (склад) данных (ХД) – извлеченные данные из оперативных и архивных БД, преобразованные в формат, приемлемый для сложных нерегламентированных запросов и многомерного анализа.

Предметная область базы данных (ПО) – организация, подразделение, для которого создается БД.

Приложение – комплекс программ, автоматизирующий обработку данных для прикладной задачи.

Объект (сущность) – предмет, человек или событие, о котором собирается и хранится информация.

Экземпляр объекта (кортеж, запись) – единичное значение объекта.

Пример. Объект “СОТРУДНИК”, экземпляр – данные об Иванове И.

Атрибут – отдельная характеристика (свойство) объекта.

Домен – область значений одного или нескольких атрибутов.

Порядок (степень)/Мощность отношения (кардинальное число) отношения – число атрибутов/кортежей в отношении.

Таблица – совокупность записей с фиксированным числом полей. Таблица (отношение) содержит все экземпляры объекта. Объект, экземпляр объекта и атрибут соответствуют понятиям: таблица, строка (кортеж отношения) и колонка таблицы соответственно.

Рекомендуется называть атрибут и сущность существительными в единственном числе, а таблицу – именем объекта во множественном числе (например, объекту “СОТРУДНИК” соответствует таблица “СОТРУДНИКИ”).

Ключ – атрибут или группа атрибутов (называемых ключевыми), однозначно определяющая экземпляр объекта (запись или строку таблицы).

Пример. Атрибуты “Код завода”, “Код изделия”, “Дата выпуска изделия” образуют составной ключ объекта “ВЫПУСК ИЗДЕЛИЯ”.

Словарь – централизованное хранилище сведений об объектах, данных, взаимосвязях, источниках, значениях, форматах представлениях. Словари бывают встроенные (интегрированные) или внешние (автономные).

Встроенный словарь является частью самой СУБД. Достоинства: высокая степень защиты и контроля данных. Недостаток: ориентация на конкретную СУБД.

Автономный словарь создается отдельно от СУБД специальными пакетами. Достоинства: переносимость в другие СУБД. Недостаток: слабый контроль.

Администрация базы данных (АБД) – лицо или группа лиц, ответственная за проектирование и эффективное использование БД.

Основные функции АБД:

1. Участие в разработке проекта по созданию БД.

2. Обеспечение целостности БД (копирование, восстановление).

3. Обучение пользователей работе с БД (вход в БД, ввод паролей, работа в нормальной и экстремальной ситуациях и др.).

4. Отслеживание трафика загрузки БД, сбоев, характеристик (время доступа, общее время обработки запросов и т.д.).

5. Реорганизация БД с целью улучшения характеристик базы.

6. Реализация многопользовательского режима работы с БД (парольная защита от несанкционированного доступа, шифрование данных, разделение доступа и др.).

2. Концептуальная, логическая, внутренняя, внешняя модели данных. Формы записи концептуальных моделей. Физическая и логическая независимость данных

Объект (сущность) – предмет, человек или событие, о котором собирается и хранится информация.

Экземпляр объекта (кортеж, запись) – единичное значение объекта.

Выделяют четыре уровня моделей представления данных в базе:

1. Концептуальная модель (концептуальная схема) – это совокупность объектов и их взаимосвязей вне зависимости от конкретной СУБД.

2. Логическая модель (логическая схема) – это концептуальная модель в терминах конкретной СУБД.

3. Внутренняя модель (физическая схема, физическая модель) – это представление данных на внешнем носителе.

4. Подмодель (подсхема, внешняя схема) – это представление о базе с точки зрения пользователя таблицы. Эта модель упрощает для пользователя представление о базе (не нужно знать всю базу, а только ее часть, используемую пользователем) и защищает базу данных от несанкционированного использования данных за пределами внешней модели.

Такое многоуровневое представление упрощает реализацию, управление и использование таблицы. Проектирование и управление базой ведется на каждом уровне представления.

Независимость данных – это возможность использования БД без знания внутреннего представления данных и отсутствие необходимости корректировать программы при изменении логической (первый уровень независимости) и физической (второй уровень) моделей базы данных.

Причины стремления к независимости данных: отсутствие перепрограммирования в случае изменения структуры БД, упрощение работы пользователя, защита от несанкционированного доступа.

Формы записи концептуальной модели

Рассмотрим четыре формы записи концептуальной модели.

• Овал‑диаграммы Бахмана. Наименование каждого объекта заключается в овал, и овалы соединяются линиями связей объектов. Достоинства: наглядность и компактность. Недостаток – отсутствие атрибутов.

• Табличная форма. Объект представляется в виде таблицы: наименование объекта – это наименование таблицы, а наименования атрибутов указываются в ее строках или колонках. Ключевые атрибуты выделяются (обычно подчеркиванием). Достоинство: детализация. Недостатки: громоздкость при большом числе объектов и трудоемкость.

• Списки. Объект представляется в виде списка: наименование объекта является наименованием списка, которое указывается перед списком, а наименования атрибутов указываются через запятые в виде списка, заключенного в круглые скобки. Ключевые атрибуты выделяются. Достоинства: детализация и меньшая трудоемкость. Недостатки: меньшая наглядность и громоздкость при большом числе объектов.

• ER‑диаграммы. Графическое изображение взаимосвязей объектов и их экземпляров в виде ER‑диаграмм и диаграмм ER‑экземпляров (ER (Essence Relation) – англ. “сущность” и “связь”).

Диаграмма ER‑типа: [ЗАВОД|*]–<производит>–[*|ИЗДЕЛИЕ]

Диаграмма ER‑экземпляров (таблица: |ЗАВОД*|ПРОИЗВОДИТ|*ИЗДЕЛИЕ|)

Для класса обязательного объекта “жирная” точка указывается на линии связи в прямоугольнике, смежном с прямоугольником этого объекта, а для необязательных – вне прямоугольника объекта.