Информационные модели в базах данных

1 этап. Постановка задачи. Как и любая картотека, компьютерная информационная модель должна отвечать интересам определенного пользователя. Поэтому постановка задачи создания информационной модели тесно связана с целями моделирования. Цели:

• Хранение информации

• Возможность упорядочения данных

• Возможность создания различных критериев выбора данных

• Представление информации в удобном для пользователя виде

2 этап. Разработка модели

Данные об объекте – сбор сведений об объекте.

Выделение группы исходных данных – структуры информации, достаточной для получения требуемых сведений.

Формирование структуры базы – наиболее простой способ организации БД – реляционный (в виде таблицы).

Создание структура БД – описание полей, соответствующих параметрам объекта или процесса.

Наполнение БД данными.

3 этап. Компьютерный эксперимент (Манипулирование данными в соответствии с поставленной целью с помощью инструментов СУБД). Компьютерный эксперимент включает две стадии: тестирование и проведение эксперимента с реальными данными. Эксперимент завершается выдачей результатов в удобном для анализа и принятия решения виде.

4 этап. Анализ результатов моделирования. Это конечный пункт – принятие решения. Например, можно сделать выводы на основе анализа информации, дополнить базу новыми полями.

Объекты и система объект – это то, о чем идет речь.

Система – это целое, состоящее из элементов, взаимосвязанных между собой.

Пример объекта, который можно рассматривать в качестве системы: человек. Дерево, дом, книга, солнечная система и т.д.

Системы бывают материальные, нематериальные и смешанные Материальные: человек, дом. Нематериальные: математика. Смешанные: школьная система (портфели, учебники, расписание, темы …).

Главное свойство любой системы – принцип эмерджентности. При объединении элементов в систему у системы появляются новые свойства, которыми не обладал ни один из элементов в отдельности. Пример. Самолет – система из метала, пластика, электроники и т.п. главное свойство – способность к полету. Ни одна из составляющих этим свойством не обладает.

Информационная модель объекта – это его описание. Способы описания могут быть разными: вербальными, графические (схема метрополитена, родословное дерево, структура молекул, блок-схема алгоритма …), табличное (таблицы типа «объекты-свойства», «объекты-объекты», вычислительные таблицы), математическое, и др.

Таблицы типа «Объекты – свойства».

Это таблицы , где

• Рассматриваются отдельные объекты (все свойства относятся некоторой группе объектов, а к какому-то одному объекту) и

• Все объекты принадлежат одному классу.

Задание:

1. Построить таблицу типа «объекты- свойства» по следующим данным: Столица, площадь, население и форма правления некоторых стран.

• Франции. Столица – Париж. Площадь– 552 тыс.кв.км. Население – 52 млн. чел. Форма правления – республика.

• Великобритания. Столица – Лондон, Площадь – 244 тыс.кв.км. Население – 56 млн. чел. Форма правления – королевство.

• Япония. Столица – Токио. Площадь – 370 тыс.кв.км. Население – 108 млн. чел. Форма правления – империя.

Таблицы «объекты – объекты»

Это таблицы, где

• Описываются пары объектов (свойства характеризуют не один объект, а пару)

• Свойство только одно.

Задание:

2. Построить таблицу типа «объекты – объекты» по следующим данным:

• Годовые оценки по всем предметам за прошлый год лицеистов своей группы.

• Выделить объекты и свойства. Название свойств записать в заголовок таблицы, название классов в заголовок боковика и верхнего яруса головки.

• Название первых объектов записать в боковик, название вторых объектов записать в головку.

• Значения свойств вписать в ячейку таблицы.

Фамилия	Предметы
	Математика	Физика	Информатика
Петров
Иванов

Тема №2: Базы данных. Организация данных, модели баз данных. Этапы разработки баз данных. Информационно-логическая модель. Логическая структура реляционной базы данных.

ПРОГРАММНО - ДИДАКТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ: ЭВМ типа IBM. ОС Windows 95 и выше. Microsoft Office 97 и выше. Обучающие программы.

ЦЕЛЬ УРОКА: Анализ предметной области и выделение информационных объектов. Определение связей информационных объектов и построение информационно-логической модели. Построение и описание логической структуры реляционной базы данных. Выработка навыков работы в СУБД АССESS.

ТИП УРОКА: объяснительно – демонстрационный с элементами практикума.

ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ:

Учащиеся должны знать:

• что такое модель и моделирование;

• какие существуют модели БД;

• что такое реляционная модель БД;

• структуру реляционная БД

• какие существуют средства в СУБД для построения БД;

• что такое информационно-логическая модель БД;

• технологию разработки информационно-логической модели;

• этапы разработки БД.

Учащиеся должны уметь:

• различать типы моделей;

• составлять информационно-логические модели;

• классифицировать информационные модели;

• ориентироваться в этапах разработки информационно-логической модели БД;

• выявлять состав БД и связи ее информационных объектов;

• строить информационно-логическую модель БД.

ПЛАН УРОКА:

• Орг. момент.

• Модели баз данных

• Структура реляционной модели.

• Основные средства СУБД.

• Этапы разработки баз данных.

• Подведение итогов.

содержание урока

Организация БД во внутримашинной сфере характеризуется на двух уровнях – физическом и логическом. Физическая организация данных – способ размещения данных на машинном носителе. Логическая организация данных зависит от используемых программных средств. Метод логической организации данных определяется используемым типом структур данных и видом модели.

Модель данных – это совокупность взаимосвязанных структур данных и операций над этими структурами.

Файловая модель.

В файловых системах реализуется модель типа плоский файл. Основные типы структур данных файловой модели – поле, запись, файл.

Более сложными моделями являются сетевые и иерархические модели. В иерархических моделях любой объект может подчиняться только одному объекту вышестоящего уровня. В сетевых – любой объект может быть подчинен нескольким объектам.

Реляционная модель данных.

Реляционные модели отличаются от остальных простой структурой данных, удобным для использования табличным представлением и доступом к данным.

Реляционная модель – совокупность простейших двумерных таблиц – отношений.

Структуры данных реляционной модели.

Таблица – основной тип структуры данных реляционной модели. Структура таблицы определяется совокупностью столбцов. В каждой строке таблицы содержится по одному значению в соответствующем столбце. В таблице не может быть двух одинаковых строк. Общее число строк не ограничено. Столбец соответствует некоторому элементу данных – атрибуту. Каждый столбец должен иметь имя атрибута. Один или несколько атрибутов, значения которых однозначно идентифицируют строку таблицы, является ключом таблицы.

СУБД является универсальным программным средством, предназначенным для создания и ведения баз данных на внешних запоминающих устройствах, а также доступа к данным и их обработки.

Основными средствами СУБД являются:

• Средства задания (описания) структуры базы данных.

• Средства конструирования экранных форм, предназначенных для ввода данных, просмотра и их обработки в диалоговом режиме.

• Средства создания запросов для выборки данных при заданных условиях, а также выполнения операций по их обработке.

• Средства создания отчетов из базы данных для вывода на печать результатов обработки в удобном для пользователя виде.

• Макросы, встроенный алгоритмический язык, язык запросов.

• Средства создания приложений пользователя.

Разработка базы данных.

Целью разработки базы данных является определение ее логической структуры.

Основные этапы разработки базы данных:

1. Разработка информационно-логической модели данных. Сначала осуществляется определение состава и структуры данных. Анализ выявленных данных позволяет определить зависимости и структурные связи между объектами.

2. Определение логической структуры базы данных.

3. Конструирование таблиц средствами СУБД.

Информационно-логическая модель.

Это совокупность информационных объектов и структурные связи между ними

Информационный объект – это отображение реального объекта, явления, процесса или события.

Структурные связи- это бинарные связи между парами информационных объектов.

Между информационными объектами имеется функциональная связь, если необходима совместная обработка данных.

Отношения между объектами могут быть одно-однозначные(1:1); одно-многозначные(1:М); много-многозначные(М:М)

Технология разработки информационно-логической модели.

1. Выделение информационных объектов

• установить функциональные зависимости между реквизитами

• разделить все реквизиты на две группы описательных и ключевых реквизитов и установить между ними соответствие

• образовать информационные объекты

2. Определение структурных связей и построение информационно-логической модели.

Определение логической структуры реляционной базы данных.

1. Определение логической структуры реляционных таблиц.

Логическая структура реляционных таблиц определяется в соответствии с реквизитным составом информационных объектов. В структуре реляционной таблицы каждый столбец (поле) соответствует одному из реквизитов в заданной последовательности. Ключевые реквизиты образуют уникальный ключ реляционной таблицы. Для каждого столбца д.б. определен формат данных, размер.

2. Определение логических связей в структуре БД.

Структурные связи в БД отображаются в виде ключевой связи, которая реализуется через ключ связи.