17. Бази даних. Моделі даних. Поняття бази даних. Моделі бази даних (ієрархічна, мережева та реляційна). Проектування баз даних. Модель “об’єкт-атрибут-зв’язок”. Опрацювання відношень.

Дані — це інформація, зафіксована (закодована) у певній формі, придатній для подальшої обробки, зберігання і використання.

Банк даних — сукупність спеціальних методів і засобів (математичних, інформаційних, програмних, мовних, організаційних та технічних) для підтрим­ки динамічної інформаційної моделі предметної галузі з метою забезпечення інформаційних запитів користувачів.

Банк даних містить два основних компоненти: базу даних (БД) і систему управління базами даних (СУБД).

Базою даних називають сукупність взаємопов'язаних даних деякої предмет­ної галузі, що зберігаються в пам'яті ЕОМ та організовані так, що їх можна використовувати для розв'язування багатьох задач різними користувачами.

БД — датологічне подання інформаційної моделі предметної галузі.

БД розробляють таким чином, щоб існувала можливість формулювати запит і отримувати потрібну інформацію без трудомісткого написання про­грам.

Системою управління базами даних називають сукупність програм і мов­них засобів, за допомогою яких реалізується централізоване управління дани­ми в базі, доступ до них і забезпечується взаємодія бази з прикладними про­грамами.

Найпопулярніші СУБД, що встановлюються в невеликих організаціях і орієнтовані на роботу з кінцевими користувачами, є Access, FoxPro, Paradox.

Для автоматичного опрацювання даних їх потрібно певним чином форма­лізувати. Формалізація даних відбувається на основі певної моделі даних. До основних моделей даних належать: ієрархічна, мережева і реляційна.

Ієрархічна модель даних будується за принципом ієрархії об'єктів, тобто один тип об'єкта є головним, усі нижчележачі - підлеглими. Установлюється зв'язок "один до багатьох", тобто для деякого головного типу існує кілька підлеглих типів об'єктів. Інакше, головний тип іменується вихідним типом, а підлеглі - породженими. У підлеглих типів можуть бути у свою чергу підлеглі типи. Найвищий в ієрархії вузол (сукупність атрибутів) називають кореневим.

Мережна модель даних будується за принципом "головний і підлеглий тип одночасно", тобто будь-який тип даних одночасно може одночасно породжувати кілька підлеглих типів (бути власником набору) і бути підлеглим для декількох головних (бути членом набору).

Реляційна модель дані об'єкти і зв'язки між ними представляються у виді таблиць, при цьому зв'язки теж розглядаються як об'єкти. Усі рядки, що складають таблицю в реляционной базі даних повинні мати первинний ключ. Усі сучасні засоби СУБД підтримують реляционную модель даних.

Об'єкт (Сутність) - елемент якої-небудь системи, інформація про яке зберігається. Об'єкт може бути як реальним (наприклад - людина), так і абстрактним (наприклад - подія).

Атрибут - інформаційне відображення властивостей об'єкта. Кожен об'єкт характеризується набором атрибутів.

Первинний ключ — атрибут (або група атрибутів), що дозволяє однозначно визначити кожен рядок у таблиці.

Альтернативний ключ — атрибут (або група атрибутів), що не збігається з дозвільним первинним ключем і однозначно визначає кожен рядок у таблиці.

Проектування баз даних. Модель "об’єкт-атрибут-зв’язок". Реляційна модель даних. Опрацювання відношень.

Робота з базами даних складається з двох етапів: створення бази даних ті її використання. Створення бази даних починається зі створення структури запису. Створити структуру запису означає: визначити кількість і тип, надати назви та описати властивості всіх його полів. Коли структуру запису створено, в базу даних можна вводити конкретні дані у відповідні поля.

Реляційна база даних характеризується поданням даних у вигляді декількох таблиць і зв’язками між таблицями. Використовується зв’язок "один до одного". Зараз реляційні БД найбільш поширені. В основі цієї моделі, яку запропонував Е.Ф.Колд у 1970 р., лежить поняття відношення. Відношення оформлені у вигляді двовимірних таблиць. Двовимірні таблиці складаються з рядків, що називаються у термінології баз даних записами, і стовпців, що іменуються полями.

Розглянемо приклад реляційної моделі даних. Припустімо, що треба скласти базу даних "Похід" про підготовку до походу, у який вирушають студенти групи. У цій базі є таблиця "Учасники", що містять відомості про учасників походу (Код учасника, Прізвище, Ім’я, Група, Адреса, Телефон). У базу даних "Похід" уведемо ще одну таблицю – "Спорядження". У неї будуть заноситися відомості про спорядження, яке мають взяти із собою учасники (Код спорядження, Код учасника, Спорядження). Потрібні дані будуть черпатися з двох таблиць. Поле з назвою Код учасника є спільним. Саме за цим полем встановлюється зв’язок між таблицями. Є вимога до такого поля: значення поля не можуть повторюватися. У нашому випадку зв’язок між таблицями за цим полем вдалий, оскільки код учасника у кожного різний. Отже, для зв’язку між таблицями використовується поле, значення якого не повторюється в різних записах. Це поле називається ключовим полем: для кожного запису воно набуває унікального значення. Розглянемо, що дають реляційні зв’язки. Якщо реляційні таблиці мають спільні поля, то зміни в спільному полі в одній таблиці автоматично відображатимуться у всіх таблицях. Мета запровадження реляційних зв’язків – мінімізувати дублювання даних і забезпечити можливість опрацьовувати (шукати) дані з декількох таблиць.