Введение в теорию баз данных›екції/1... · 2016-11-06 · Базы...

Введение в теорию

баз данных

Лекция 1

Базы данных на основе Microsoft SQL

Server 2008. Лекция 1 2

План лекции

Основные понятия

Организация данных в БД

Виды моделей данных

Архитектура БД

Классификация БД




Чаще всего под БД понимается

поименованная совокупность

структурированных данных,

относящихся к некоторой предметной

области

Однако в этом случае, БД весьма

трудно отличить от обычной картотеки

или архива документов




Свойства, которые отличают БД от простой

совокупности данных:

БД хранится и обрабатывается

в вычислительной системе

данные в БД хорошо структурированы,

т.е. выделены основные элементы,

их типы и связи между элементами,

а также ограничения на допустимые операции

обеспечение поиска и обработки данных




Основные элементы реляционной БД:

Поле – элементарная единица организации данных Для описания поля используют характеристики:

имя, тип, длина, точность и т.д.

Соответствует столбцу в таблице

Запись – совокупность логически связанных полей Соответствует строке в таблице

Собственно таблица (отношение)



Система баз данных

Система баз данных (СБД) – это компьютеризированная система структурированных данных, основная цель которой хранение информации и предоставление ее по требованию

Элементы СБД: Данные

Аппаратное обеспечение

Программное обеспечение (ПО)

Пользователи




Конечные

пользователи Прикладные

программы

База данных




Однопользовательская система (Single-user system) – это система, в которой в одно и тоже время к БД может получить доступ только один пользователь

Многопользовательская система (Multi-user system) – это система, в которой одновременно к БД могут получить доступ несколько пользователей Основная задача – позволить нескольким

пользователям работать с БД как с однопользовательской




Данные в БД можно охарактеризовать как

интегрированные и общие

Интегрированные – данные можно

представить как объединение нескольких

отдельных файлов, полностью или частично

неперекрывающихся

Общие – отдельные области данных можно

использовать нескольким различным

пользователям




Аппаратное обеспечение СБД:

накопители для хранения информации

вместе с устройствами ввода/вывода

процессор вместе с основной памятью,

которая используется для поддержки

работы ПО системы




Прикладные программы

Основная часть ПО – это система управления

базами данных – СУБД (DBMS – DataBase

Management System – диспетчер БД)

Основная функция СУБД – предоставление

пользователю возможности работать с БД не

вникая в детали на уровне аппаратуры




Группы пользователей СБД:

прикладные программисты

конечные (рядовые) пользователи

администраторы БД




Виды данных:

собственно данные

входные данные

выходные данные

объекты

связи

свойства




В БД собственно данные обычно

называют постоянными, хотя они не

являются таковыми в общепринятом

понимании

Так их назвали в сравнении

с изменчивыми данными – транзитными

(промежуточные результаты, входные,

выходные данные)




Входные данные – это информация,

передаваемая системе с терминала

или рабочей станции

Выходные данные – это сообщения

и результаты, выдаваемые системой

на экран, печать или иное устройство

вывода




Объекты – в реляционных БД объектами

являются таблицы (отношения)

Связи отображают зависимости между

объектами

Схема, на которой представлены

объекты и их связи называется

Схема объект-отношение или

Диаграмма объект-отношение




Свойства:

все объекты и связи имеют

определенные свойства

свойства объектов выражаются полями

таблицы

свойства связей выражаются в их

характеристиках при формировании




Модель данных – это совокупность

структуры данных и операций

их обработки

Виды моделей данных:

иерархическая

сетевая

реляционная

система индексов




Иерархическая модель данных

Представляет собой совокупность

элементов, связанных по строго

определенным правилам

Объекты, связанные иерархическими

отношениями, образуют

ориентированный граф




Свойства иерархической модели: каждый узел связан только с одним вышестоящим

узлом, кроме вершины

иерархическая модель данных имеет только одну вершину, узел не подчинен более никаким узлам

от каждого узла существует единственный путь к вершине

связь не может быть установлена между объектами, находящимися через уровень

связь между узлами первого уровня не определяется




Директор

Руководитель

отдела продаж Руководитель

PR-отдела

Руководитель

отдела

обслуживания

Сотрудник Сотрудник Сотрудник Сотрудник Сотрудник




Преимущества:

простота

минимальный расход памяти




Недостатки:

Отсутствие универсальности

Не всякую информацию можно выразить

в иерархической модели данных

Исключительно навигационный принцип

доступа к данным

Доступ к данным только через корневой

элемент




Сетевая модель данных

Элементами этой модели являются:

уровень, узел, связь

Отличия в том, что элемент одного

уровня может быть связан с любым

числом элементов соседнего уровня

Не существует подчиненности уровней

друг другу




Свойства сетевой модели:

Связь не может быть установлена

между объектами, находящимися через

уровень

Связь между узлами первого уровня не

определяется




Сотрудник 1 Сотрудник 2 Сотрудник 3 Сотрудник 4

Проект 1 Проект 2 Проект 3

Заказчик 2 Заказчик 3 Заказчик 4

4

Заказчик 1





универсальность

возможность доступа к данным через

значения нескольких отношений





сложность

обилие понятий, вариантов их

взаимосвязей и способов реализации

допустимость только навигационного

принципа доступа к данным




Реляционная модель данных

(табличная)

Это способ представления данных

в виде таблиц

Элементы: поле (столбец), запись

(строка) и таблица (отношение)

Используется в реляционных системах




Реляционная система – это система,

основанная на следующих принципах:

данные пользователя представлены

только в виде таблиц

пользователю предоставляются

операторы, генерирующие новые

таблицы из старых (для выборки данных)





простота в такой модели всего одна информационная

конструкция, формализующая табличное представление

теоретическое обоснование существуют четкие методы формализации данных

в таблицах

независимость данных при изменении БД необходимы бывают лишь

минимальные изменения прикладных программ





низкая скорость при выполнении

операций соединения

большой расход памяти




Система инвертированных списков

– система индексов

Систему инвертированных списков можно

рассматривать как частный случай сетевой

модели данных, которая имеет два уровня

Основные элементы: основной файл,

инвертированный список (файл), список

связей




Инвертированные списки являются

основой для создания информационно-

поисковых систем

В информационно-поисковых системах

ключевые атрибуты соответствуют

ключевым словам, определяющим

тематику поиска




Существует архитектура БД,

предложенная исследовательской

группой ANSI/SPARC (Study Group on

Data Management Systems) и

называется она архитектурой

ANSI/SPARC




Уровни в архитектуре СУБД:

внутренний уровень (физический)

внешний уровень (пользовательский)

концептуальный уровень (логический)




Концептуальное

представление

Внешнее

представление 1

Внешнее

представление 2 Внешний уровень

Концептуальный

уровень

Внутренний

уровень

Пользователь 1 Пользователь 2 Пользователь 3




Классификация БД по технологии обработки:

централизованные

хранятся в памяти одной вычислительной системы

распределенные

состоят из нескольких возможно пересекающихся частей, хранящихся в различных узлах вычислительной сети




Классификация БД по способу доступа к

данным:

с локальным доступом

к такой БД имеется доступ пользователя

одной ЭВМ

с удаленным (сетевым) доступом

БД доступна для всех пользователей сети




Классификация БД по архитектуре:

файл-сервер

одна машина в сети выделяется в качестве

сервера файлов; на ней хранится

централизованная БД

клиент-сервер

выделяется сервер БД, который кроме

хранения осуществляет обработку данных




Классификация БД по содержимому

географические

исторические

научные

мультимедийные

…

Введение в теорию баз данных›екції/1... · 2016-11-06 · Базы...

Documents

Transcript of Введение в теорию баз данных›екції/1... · 2016-11-06 · Базы...