Базы данных: введение в теорию

Артюхова Инна Петровна, заместитель начальника отдела информатизации

Информационное общество и школа

НАЦИОНАЛЬНАЯ ПРОГРАММА ускоренного развития услуг в сфере

информационно- коммуникационных технологий

на 2011–2015 годы

(утверждена Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 28 марта 2011 г. № 384, в редакции Постановления Совета Министров Республики Беларусь от 6 января 2012 г. № 20)

ПОДПРОГРАММА «ЭЛЕКТРОННОЕ ОБУЧЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО КАПИТАЛА»

Информационное общество и школа

В средней общеобразовательной школе обеспечить

одновременное решение двух задач:

подготовка выпускников школ как пользователей ИКТ,

которые способны успешно применять их в повседневной

жизни;

изучение информатики как науки, позволяющей

продолжить образование и работать в сфере ИКТ или

использовать полученные знания в иных областях

профессиональной деятельности.

Актуально воспитание знаний, умений, навыков обработки и анализа больших объемов информации

на основе использования современных технологий:

компьютерных

мультимедийных

сетевых

коммуникационных

информационных

Информационное общество и школа

Повышение квалификации «Информационные системы и СУБД

Microsoft Office Access в профессиональной деятельности

педагога»

36 академических часов

12 лекций

24 практических занятия

Зачет

Информация

совокупность сведений,

воспринимаемых из окружающей

среды, выдаваемых в окружающую

среду, сохраняемых внутри некоей

информационной системы

Классификация информации

по стабильности

по форме представления

по способу обработки

по способу хранения

по сфере применения

и т.д.

Классификация информации по стабильности

относительно постоянная

переменная

Классификация информации по форме представления

текстовая

числовая

графическая

и т.д.

Классификация информации по способу обработки

входящая

промежуточная (обрабатываемая)

исходящая

Классификация информации по способу хранения

бумажно-документальная

визуально-графическая

аудиальная

компьютерно-мультимедийная

и т.д.

Классификация информации по сфере применения

универсальная

специализированная

Информационная база

совокупность сведений об однотипных

объектах и явлениях,

основа любой информационной системы

Характеристики информационной базы

востребованность актуальность (корректность) сведений полнота эффективность организации хранения удобство доступа

и т.д.

Информационная система

предназначена для хранения, выдачи и

поиска информации по запросам

(обращениям к системе за

информацией) потребителей

Примеры информационных систем

газета объявлений

библиотечный каталог

телефонное справочное бюро

электронная карта города

автоматизированная система управления движением

и т.д.

Данные

информация,

представленная в виде, позволяющем

упростить и автоматизировать ее сбор,

хранение и дальнейшую обработку

Таблица

оптимальный способ организации

хранения данных

Фамилия, Имя

Класс

Адрес

Телефон

Иванов Иван

8А

пр.Пушкина 14-44

211-75-88

Петров Петр

8А

ул.Некрасова, 20

285-78-78

Сидорова Екатерина

8Б

ул.Ленина, 10

Запись Значение

Поле

Требования к таблице

атомарность (нерасчленяемость) отдельных значений

однотипность значений в поле

уникальность отдельных записей

уникальность имен полей

последовательность полей несущественна

последовательность записей несущественна

Первичный ключ

поле (совокупность полей таблицы),

имеющих уникальные непустые

значения для каждой записи.

Ключевое поле (поля) однозначно

определяет содержимое всей записи

целиком

Пример: одаренные дети

Задача:

регулярный сбор и анализ сведений о

победителях областных,

республиканских и международных

олимпиад, отмеченных специальными

премиями Президентского фонда

Пример: одаренные дети

Реализация 1:

«бумажный» журнал (текстовый

документ) с информацией

Пример: одаренные дети

Реализация 2:

набор таблиц

Идентификатор

ФИО

дата рождения

школа

домашний адрес

****

___________

Идентификатор

Год

Награда

****

Список полей:

Нормализация

процесс реорганизации данных путем

ликвидации повторяющихся групп и иных

противоречий в их хранении с целью

приведения таблиц к виду, позволяющему

осуществлять непротиворечивое и

корректное редактирование данных

Нормализация

- приведение структуры набора данных к виду,

обеспечивающему минимальную избыточность

данных.

Устранение избыточности производится за счёт

декомпозиции отношений (таблиц) таким образом, чтобы

свести к минимуму функциональные зависимости между

их атрибутами (полями).

Нормализация — обратимый процесс, из группы таблиц,

получившихся при декомпозиции, всегда можно получить в

точности исходную таблицу.

Первая нормальная форма

значения полей атомарны

все записи уникальны

Недостатки:

неключевые данные дублируются

внесение изменений требует

редактирования многих записей

Вторая нормальная форма

наследует свойства первой НФ

неключевые поля полностью зависят

соответствующих ключевых полей

1НФ→2НФ:

добавить первичный ключ (разбить его на части,

определяющие неключевые поля)

создать новую таблицу для полей составного ключа

удалить из исходной таблицы лишние поля

Третья нормальная форма

наследует свойства второй НФ

неключевые поля нетранзитивны (независимы друг от друга)

2НФ → 3НФ:

определить взаимозависимые поля

создать новые таблицы для таких связанных полей

удалить перемещенные поля из исходной таблицы

Набор данных

совокупность связанных

нормализованных таблиц

Схема данных

графическое представление связей

между таблицами

Классификация наборов данных

иерархические

реляционные

распределенные

и т.д.

Типы отношений

1:1 (один к одному)

1:N (один ко многим)

N:1 (многие к одному)

N:M (многие ко многим)

Требования к набору данных

единая логическая структура

единый способ физической организации и хранения

минимальная избыточность

целостность (каскадное обновление и удаление записей)

возможность различных уровней доступа, способов использования и сторон рассмотрения данных

Действия над набором данных

DD

DM

DC

Определение данных (DD - data definition)

описание структуры данных

указание типа данных в полях

создание связей между таблицами

определение форматов ввода

задание критериев проверки

допустимости значений

и т.д.

Обработка данных (DM – data mining)

создание выборок

фильтрация

сортировка

объединение данных на основе

установленных в наборе связей

и т.д.

Управление данными (DС – data control)

преобразование и изменение данных

разграничение доступа

определение правил коллективного

пользования данными

и т.д.

База данных

совокупность взаимосвязанных данных,

которая допускает их использование оптимальным образом

для одного или нескольких приложений в определенных областях

человеческой деятельности

База данных

DD

DM

DC

Система управления базами данных (СУБД)

программа-обработчик набора

данных, создающая надстройки

над данными, позволяющие с ними

эффективно работать

СУБД: принцип независимости

созданные программными средствами надстройки

(фильтры, запросы, формы, интерфейс управления приложением и т.д.)

независимы от данных набора

(их конкретного значения, количества, области применения)

Виды СУБД

СУБД для разработки информационно-поисковых систем (ИПС)

СУБД для разработки автоматизированных систем управления (АСУ)

офисные СУБД dBase Clipper FoxPro Oracle Access и т.д.

СУБД: человеческий фактор

востребованность информации из набора данных

поддержание набора данных в актуальном состоянии

возможность оперативного доступа к данным

наличие удобного пользовательского интерфейса

и т.д.