>1>1 Технология хранения, поиска и сортировки информации Н. Угринович. Информатика и информационные технологии класс. Глава 13. Учитель информатики МОУ г. Кургана «Гимназия 47» Вольман Н.Н.

Понятие базы данных

Веками человечество накапливало знания, навыки работы, сведения об окружающем нас мире, другими словами - собирало информацию. Вначале информация передавалась из поколения в поколение в виде преданий и устных рассказов. Возникновение и развитие книжного дела позволило передавать и хранить информа- цию в более надежном письменном виде. Открытия в области электричества привели к появлению телеграфа, телефона, радио, телевидения - средств, позволяющих оперативно передавать и накапливать информацию. Развитие прогресса обусловило резкий рост информации, в связи с чем вопрос о ее сохранении и переработке становился год от года острее. С появлением вычислительной техники значительно упростились способы хранения, а главное, обработки информации. Развитие вычислительной техники на базе микропроцессоров приводит к совершенствованию компьютеров и программного обеспечения.

Появляются программы, способные обработать большие потоки информации. С помощью таких программ создаются информационные системы. Целью любой информационной системы является обработка данных об объектах и явлениях реального мира и предоставление нужной человеку информации о них. Если мы рассмотрим совокупность некоторых объектов, то сможем выделить объекты, обладающие одинаковыми свойствами. Такие объекты выделяют в отдельные классы (рыбы, мебель, ученики и т. д.). Внутри выделенного класса объекты можно упорядочивать как по общим правилам классифицирования, например по алфавиту, так и по некоторым конкретным общим признакам, например по цвету или материалу.

Группировка объектов по определенным признакам значительно облегчает поиск и отбор нужной информации. Рассмотрев свойства объекта, можно продумать, какие действия можно совершать над этим объектом. База данных (БД) – это организованная совокуп- ность данных, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти вычислительной системы, постоянного обновления и использования. Базы данных хранят информацию о группах объектов с одинаковым набором свойств. Эта информация хранится в упорядоченном виде.

Для реализации возможностей компьютерной обработки требуется специальное программное обеспечение. Такое обеспечение принято называть Системами Управления Базой Данных или СУБД. СУБД - универсальное программное обеспечение. Для адаптации СУБД к конкретной предметной области необходима возможность «подстройки» программного обеспечения. С этой точки зрения большинство СУБД обладают собственным языком программирования. Информационная система – это БД + СУБД

Функции СУБД: Ввод информации в БД и обеспечение ее логического контроля ( проверка на допустимость вводимых значений). Исправление информации. Удаление устаревшей информации. Контроль целостности непротиворечимости данных (данные хранящиеся в разных частях БД не противоречат друг другу). Защита данных от разрушений. Поиск информации с необходимыми свойствами. Автоматическое упорядочивание информации в соответ- ствии с требованиями человека. Обеспечение коллективного доступа к данным. Защита от несанкционированного доступа. Удобный и понятный интерфейс.

1. Один из признаков, по которому можно классифицировать базы данных - характер хранимой информации. Классификация баз данных Фактографические БД содержат данные, представляемые в краткой форме и строго фиксированных форматах. В фактографи- ческих БД регистрируются факты. БД являются аналогами бумаж- ных карточек (н-р, библиотечный каталог или каталог видеотеки). Документальные БД содержат обширную информацию самого разного типа: текстовую, графическую, звуковую, мультимедий- ную. Здесь аналогом являются архивы документов (н-р, БД эстрадной песни или архив судебных дел, архив исторических документов).

2. По способу хранения данных: Классификация баз данных Централизованные БД Вся информация хранится на одном компьютере. Это может быть автономный ПК или сервер сети, к которому имеют доступ пользователи-клиенты. Распределенные БД используются в локальных и глобальных компьютерных сетях. В этом случае разные части БД хранятся на разных компьютерах.

3. По структуре данных: Классификация баз данных Иерархические Сетевые Реляционные

Разновидности структуры данных

Иерархическая модель БД Иерархические БД графически могут быть представлены как перевернутое дерево (граф), состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень (корень дерева) занимает один объект, второй – объекты второго уровня и т.д. Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (более низкого уровня). Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами.

Пример иерархической БД ( набор данных в виде многоуровневой структуры) Прайс-лист: Продавец (уровень 1) Товар (уровень 2) Модель (уровень 4) Цена (уровень 5) Марка (уровень 3) $50000 $70000 Камри Королла Тойота Хонда Лексус Автомобили Мотоциклы Иванов И.

Иерархической БД является Каталог папок Windows. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол. На втором уровне находятся папки: Мои документы, Мой компьютер, Сетевое окружение и Корзина. Эти папки являются потомками папки Рабочий стол, а между собой являются близнецами. В свою очередь папка Локальный диск (С:) является предком по отношению к папкам третьего уровня (Intel, TP7, и т.д.) Пример иерархической БД ( набор данных в виде многоуровневой структуры)

Сетевая модель БД Сетевая БД - это набор узлов, в которых каждый может быть связан с каждым. Сетевая модель данных позволяет отображать разнообразные взаимосвязи элементов данных в виде произвольного графа, обобщая тем самым иерархическую модель данных. БГ А В Связи между атрибутами могут быть произвольными. Этот тип организации БД наиболее соответствует реальным данным от объекте (человек может быть и работником, и клиентом банка, и больным, и водителем и т.д.). Но, к сожалению, такую БД очень сложно организовать в компьютере. Сетевой БД фактически является Всемирная паутина глобальной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую БД.

Реляционная модель БД Это слово происходит от английского relation – отношение. В реляционной БД используют табличную модель данных. База данных может состоять из одной таблицы – однотабличная БД, или из нескольких взаимосвязанных таблиц – многотабличная БД. Табличная база данных содержит перечень объектов одного типа, т.е. объектов, имеющих одинаковый набор свойств. Такую БД удобно представить в виде двумерной таблицы: в каждой ее строке последовательно размещаются значения свойств одного из объектов; каждое значение свойства – в своем столбце, озаглавленным именем свойства. Преимущество таких БД – наглядность и понятность организации данных, быстрота поиска нужной информации.

Реляционная база данных Каждый столбец в такой таблице называется – полем - это признак объекта, выделенный в отдельный столбик и которому задано имя Каждая строка такой таблицы называется запись - совокупность значений полей, которые относятся к конкретному объекту. Каждая таблица должна содержать, по крайней мере, одно ключевое поле, содержимое которого уникально для каждой записи в этой таблице. Ключевое поле позволяет однозначно идентифици- ровать каждую запись в таблице.

Табличные БД ФамилияИмяАдресТелефон ИвановаСвета г. Курган, ул. Красина, д. 32, кв ПетровКостя г. Москва, ул. Ленина, д.5, кв СмирновИванг. Киров, ул. 1 Мая, д.12, кв Моделью табличной БД может служить, например картотека в библиотеке или записная книжка. Иванова Света г. Курган, ул Красина, д. 32, кв записи поля

Домашнее задание: Составить схему, показывающие взаимоотношения основных понятий базы данных, рассмотренных на этом уроке. Данные смотри на следующем слайде.

Система основных понятий БАЗЫ ДАННЫХ Классификация баз данных Фактографические Документальные Централизованные Иерархические По структуре данных: По характеру информации: По способу хранения данных: Реляционные Сетевые Таблица – структура данных БД Запись Поле Ключевое поле