Основы построения Баз данных

Лекция 4. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ БАЗ ДАННЫХ

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ БАЗ ДАННЫХ 2

1.1. Понятие базы данных 2

1.2. Классификация баз данных 2

1.3. Основы проектирования БД 3

2.. МОДЕЛИ ОРГАНИЗАЦИИИ ДАННЫХ 4

2.1. Иерархическая модель данных 5

2.2. Сетевая модель данных 5

2.3. Реляционная модель данных 6

3. ТИПЫ СВЯЗЕЙ В БАЗАХ ДАННЫХ 7

3.1. Связь «один к одному» 7

3.2. Связь «один ко многим» 7

3.3. Связь «многие ко многим» 7

4.НОРМАЛИЗАЦИЯ ОТНОШЕНИЙ В БАЗАХ ДАННЫХ 8

5. ПОСТРОЕНИЕ ИНФОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 9

1. Основные понятия теории баз данных

1.1. Понятие базы данных

База данных- унифицированная совокупность данных, совместно используемая различными задачами в рамках некоторой единой автоматизированной ИС.

Теория управления БД, как самостоятельная дисциплина начала развиваться приблизительно с начала 1950-х гг. За это время в ней сложилась определенная система фундаментальных понятий:

Предметная область- часть реального мира, подлежащая изучению с целью организации управления в этой сфере и последующей автоматизации процесса управления.

Объект- элемент ИС, сведения о котором хранятся в БД.

Атрибут (поле) – информационное отображение свойств объектов.

Ключевой элемент данных - атрибут (или группа атрибутов), который позволяет определить значения других элементов данных.

Запись данных (англ. эквивалент – record) совокупность значений связанных элементов данных (полей).

Первичный ключ- атрибут (или группа атрибутов), который уникальным образом идентифицирует каждый экземпляр объекта (запись).

Вторичный ключ- атрибут (или группа атрибутов), значение которого может повторяться для нескольких записей (экземпляров объекта). Прежде всего, вторичные ключи используются в операциях поиска записей.

Процедуры хранения данных в БД должны подчиняться некоторым общим принципам, среди которых в первую очередь следует выделить:

• целостность и непротиворечивость данных- т.е. физическая сохранность данных, а также, предотвращение неверного использования данных, поддержка допустимых сочетаний их значений, защита от структурных изменений и несанкционированного доступа;

• минимальная избыточность данных – т.е. любой элемент данных должен храниться в БД в единственном экземпляре, что позволяет избежать необходимости дублирования операций, проводимых с ним.

Система управления базой данных (СУБД) – программное обеспечение, осуществляющее операции над БД

1.2. Классификация баз данных

По технологии обработки данных базы данных подразделяются на:

• централизованные - база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе. Такой способ использования баз данных часто применяют в локальных сетях ПК.

• распределенные - база данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).

По способу доступа к данным базы данных разделяются на:

• базы данных с локальным доступом;

• базы данных с удаленным (сетевым доступом).

Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагают различные архитектуры подобных систем:

• файл-сервер - из машин сети выделяется одна в качестве центральной (сервер файлов), на ней хранится совместно используемая централизованная БД. Все остальные машины сети выполняют функции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользовательской системы к централизованной базе данных. Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где в основном и производится обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность ИС падает. Пользователи могут создавать также на рабочих станциях локальные БД, которые используются монопольно. Концепция файл-сервер условно отображена на рис. 1

Рис.1. Схема обработки информации в БД по принципу файл-сервер

• клиент-сервер - помимо хранения централизованной БД центральная машина (сервер базы данных) должна обеспечивать выполнение основного объема обработки данных. Запрос на данные от клиента (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные (но не файлы!) транспортируются по сети от сервера к клиенту. Спецификой архитектуры клиент-сервер является использование языка запросов SQL. Концепция клиент-сервер условно изображена на рис.2.

Рабочие станции

Рис.2. Схема обработки информации в БД по принципу клиент-сервер