Информация – новые сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Данные могут рассматриваться как признаки или записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. Информацией являются используемые данные.

Базы данных (БД) – это набор данных, хранящихся в виде совокупности файлов или таблиц, которые используются информационной системой для удовлетворения потребностей пользователя.

База данных – это интегрированная совокупность структурированных и взаимосвязанных данных, организованная по определенным правилам, которые предусматривают общие принципы описания, хранения и обработки данных. Обычно база данных создается для предметной области.

Система управления базами данных (СУБД) – это специальное программное обеспечение, которое позволяет создавать, хранить, поддерживать и использовать БД. (Oracle, MS Access, MySQL)

Предметная область. Каждая ИС в зависимости от ее назначения имеет дело с конкретной частью окружающего мира, которую принято называть предметной областью (ПрО) ИС. Анализ ПрО является необходимым начальным этапом разработки любой ИС. На этом этапе определяются информационные потребности всей совокупности пользователей будущей системы, которые и предопределяют содержание ее базы данных.

ПрО рассматривается как некоторая совокупность реальных объектов, представляющих интерес ее пользователей.

Информационный объект (ИнфО) – это описание реального объекта, процесса, явления или события ПрО. ИнфО определяется совокупностью его свойств, представляющих собой качественные и количественные характеристики объекта. (ПрО «Поликлиника» можно выявить следующие ИнфО: БОЛЬНОЙ (свойства-ф,и,о,адрес,тел), ВРАЧ.)

Экземпляром ИнфО являются конкретные сведения об объекте. (Иванов Иван Иванович, ул. Строителей…)

Модели предметной области. Модель данных – совокупность структур данных и операций их обработки. Информационно-логическая модель (ИЛМ) – совокупность инф. объектов (сущностей) ПрО и связей между ними.

Процесс создания информационной модели начинается с определения требований будущих пользователей БД.

Эти требования интегрируются в единое «обобщенное представление пользователей», которую называют концептуальной моделью данной ПрО.

Концептуальная модель отражает ПрО в виде взаимосвязанных объектов без указания способов их физического хранения. При этом усилия разработчика должны быть направлены в основном на структуризацию данных, принадлежащих будущим пользователям БД, и выявление взаимосвязей между ними.

Версия концептуальной модели с логическими связями, которая может быть реализована конкретной СУБД, называется логической моделью. Логическая модель отражает логические связи между характеристиками объектов вне зависимости от их содержания и среды хранения. На основе логической модели реализуется физическая модель БД в выбранной СУБД.

Физическая модель представляет собой совокупность таблиц (имеющих столбцы и строки), которые хранятся в виде файла (или набора файлов) БД в памяти ЭВМ.

По способу установления связей между данными различают следующие типы логических моделей данных:

Иерархическую; Сетевую; Реляционную; Объектно-ориентированную.

Иерархическая модель представляет данные в виде иерархии. Модель ориентирована на описание объектов, находящихся между собой в отношении подчинения (структура кадров некоторой организации). [БД с древовидной структурой]

Поиск данных в этой модели всегда начинается с корня вниз по уровням пока не будет достигнут искомый уровень.

Преимущество: простота описания модели, т.к. иерархия БД напоминает иерархическую структуру реального мира (структура компании, генеалогическое дерево);

Недостатки: выбрать конкретные сведения об объекте можно, лишь пройдя всю цепочку групп сверху вниз; удаление из БД некоторого вышестоящего узла приводит к автоматическому удалению всех потомков.

Сетевая модель представляет собой развитие иерархической, где теоретически возможны связи всех объектов со всеми.

Пример. В учебном заведении каждый преподаватель может обучать много (теоретически всех) студентов, и каждый студент может обучаться у многих (теоретически всех) преподавателей.

Преимущество: гибкость отражается в множественных отношениях предок-потомок и позволяет ускорить доступ к информации в БД;

Недостаток: жесткость БД, т.к. структуру данных приходится задать заранее. Изменение структуры данных означает перестройку всей БД.

В основу объектно-ориентированной модели данных положена концепция объектно-ориентированного программирования, в которой данные представляются в виде набора объектов и классов, связанных между собой родственными отношениями, а работа с объектами осуществляется с помощью скрытых (инкапсулированных) в них методов.

Доминирование реляционной модели в современных СУБД определяется:

- наличием развитой теории реляционной алгебры;

- наличием аппарата сведения других моделей данных к реляционной модели;

- наличием специальных средств ускоренного доступа к информации;

- наличием стандартизированного высокоуровневого языка запросов к БД, позволяющего манипулировать ими без знания конкретной физической организации БД во внешней памяти.

Реляционная модель опирается на систему понятий реляционной алгебры, важнейшие из которых: таблица, строка, столбец, отношение и первичный ключ, а все операции сводятся к манипуляциям с таблицами. Данные представляются в виде прямоугольных таблиц, состоящих из строк и столбцов и уникального имени внутри БД. Каждая строка таблицы – информация об одном конкретном объекте, столбцы содержат свойства этого объекта. Взаимоотношения между объектами задаются с помощью связей между столбцами таблиц.

Таблица отражает ИнфО реального мира – сущность, а каждая ее строка (запись) отражает один конкретный экземпляр объекта – экземпляр сущности. Каждый столбец (атрибут сущности) таблицы имеет уникальное для своей таблицы имя. Столбцы расположены в соответствии с порядком следования их имен при ее создании. Таблица не может иметь менее одного столбца.

Таблицы могут быть базовыми или виртуальными.

Базовые – таблицы, хранящиеся в БД постоянно. Множество базовых таблиц составляет схему БД.

Виртуальные таблицы возникают как результат действий по манипулированию данными и существуют непродолжительное время.

Свойства столбцов:

- Имя столбца уникально в пределах одной таблицы. Если при манипулировании с данными имена столбцов различных таблиц совпадают, к имени столбца добавляется префикс из имени таблицы и точки, например: Студент. Фамилия

- Значения столбца принадлежат только одному домену. СУБД должна обеспечивать соблюдение этого свойства, позволяя размещение в столбцах только значений из разрешенного домена.

Свойства строк:

- На пересечении столбца и строки находится только одно значение. Не допускается наличие многозначных атрибутов.

- Строки в таблице должны быть уникальными. Если некоторые строки полностью совпадают, невозможно идентифицировать одну из них.

- Наличие первичного ключа.

В отличие от столбцов строки не имеют имен, порядок их следования в таблице не определен, а количество логически не ограничено. Логически среди строк не существует «первой» и «последней».