БАЗА ДАННЫХ - Ядро МИС РОССИЕВ Дмитрий Анатольевич

Порядок на лекции 1. Главный принцип – дать возможность работать лектору и тем, кто его слушает 2. На лекции мы в белых халатах. 3. Все звучащие устройства отключаются. 4. Во время лекции можно задавать вопросы по теме лекции. 5. Отвлечение лектора и/или сокурсников разговорами и иными действиями влечет удаление из зала. Все разборки – потом. 6. Если Вам срочно необходимо выйти, Вы НЕ спрашиваете лектора, а просто тихо выходите. Возвращение – на перерыве. 7. Некорректное, вызывающее, неуважительное поведение приведет к большим неприятностям.

План лекции 1. Определения, классификация БД 2. Устройство БД 3. Данные, хрянящиеся в БД 4. Запросы к данным в БД 5. Интерфейсы для работы с данными

Цель и задачи лекции ЗАДАЧИ 1. Знать основную терминологию баз данных 2. Понимать принцип работы баз данных Ваша цель – усвоить и систематизировать знания о базах данных уметь применять эти знания при работе с медицинскими информационными системами

Что такое База данных? Ядро любой информационной системы - электронное хранилище данных, организованных во взаимосвязанные таблицы

Еще одно определение! БД – это виртуальная модель части реального мира (предметной области), которая позволяет отражать внутреннюю, информационную сущность объектов, процессов, и, что очень важно, связей между ними.

Модели автомобиля Макет автомобиля позволяет получить представление о его форме, размерах, дизайне Модель автомобиля в БД позволит мгновенно узнать, например, суммарную стоимость всех его деталей, весящих менее 122 грамм и сделанных из пластика.

Человек – программа - БД ПО - МИС Пользователь БД

СЕРВЕР Принципиальные схемы реализации информационной системы База данных СЕРВЕР База данных Программа «Толстый клиент» «Тонкий клиент»

Зачем нужны БД? Систематизированное хранение больших объемов взаимосвязанных данных Одновременное коллективное пользование данными Быстрый поиск и обработка данных Легкое управление данными (добавление, изменение, удаление)

Классификация баз данных РеляционныеMS Access, MS SQL, MySQL, DB2, Oracle Dbase, FoxPro, Paradox ОбъектныеLotus (IBM) Объектно-реляционные (постреляционные) Cache (Intersystems)

Изобретение БД в 1970 г. Эдгар Франк Кодд (Edgar Frank Codd) A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks Communications of the ACM, Volume 13, Number 6, June, 1970 Внедрение этого изобретения перевернуло мир В 2002 журнал Forbes поместил реляционную модель данных в список важнейших инноваций последних 85 лет.

Рынок БД Более 15 миллиардов $ в год Крупнейшие игроки: Oracle – 40% IBM – 31% Microsoft – 12%

Уровни знания БД 4. Профессиональные знания и навыки Создание МИС 3. Основы проектирования Участие в разработке модулей МИС 2. Устройство, функционирование, использование Использование МИС, Обработка научных данных 1. Общее понятиеОбщекультурный уровень

Что такое таблица? Это хранилище сведений о нескольких (десятках, сотен, тысяч и т.д.) ОДНОРОДНЫХ объектах (сущностях) Примеры объектов: Студент Иванов И.И. Преподаватель Петров П.П. Палата 6 Должность «Доцент кафедры» Процедура «Внутримышечная инъекция» Прием врача-психиатра Консультация врача-офтальмолога

Таблица БД user_idsurnamefirstnamesecnameuser_nameuser_passworduser_birthdateuser_sex 1РоссиевДмитрийАнатоль- евич rossiev 548a6b708611caccdc 649f0cd91092a КубушкоИринаВладимир овна kubushko 12d276b0ca4cc8cdf1f 97a21ba7c449e Клемен- ков Алекса- ндр Сергеевичklemenkova 9f99ed0bd6b7b3773b 991eb0f50c5a9 e Клемен- ков СергейВениамин ович klemenkovs bfda90519c0e6c76f20 e16df3b96a2a Свидерс- кая ЛилияНиколаев на sviderskaya c0eb34d0abde45ce8e 603d8b7c67c1e ЗаписьПоле

ПОЛЯ: Таблица имеет как минимум 1 поле Обычно количество полей - от 2 до нескольких десятков Максимальное количество – обычно 255 ЗАПИСИ: Таблица может не иметь ни одной записи (пустая) Обычно – десятки, сотни записей Максимальное количество не ограничено Количество полей и записей в таблице БД

Особенности таблиц БД 1. Строгая сетка (невозможно объединение или дробление ячеек) 2. Шапка – структура (метаданные) 3. Никакая строка (запись) таблицы базы данных не может быть полностью пустой 4. Данные в каждой ячейке должны быть атомарными, т.е. трактоваться однозначно

Атомарность для числовых значений blood_pressure 120/80 140/90 bp_upperbp_lower НЕПРАВИЛЬНОПРАВИЛЬНО

Атомарность для текстовых значений fullname Петров Иван Иванович Иванов Петр Петрович surnamenamesec_name ПетровИванИванович ИвановПетрПетрович ЗАВИСИТ ОТ ПРЕДСТОЯЩЕЙ ОБРАБОТКИ

Атомарность значений Значение НЕ является атомарным, если при какой-либо его обработке придется выделять какую-либо его часть. Значение ЯВЛЯЕТСЯ атомарным, если при любой обработке оно используется как единое целое.

Два основных закона БД Все данные в базе хранятся в таблицах и нигде больше. Доступ к любому значению (ячейке) однозначно осуществляется по цепочке: Таблица -> Запись (строка) -> Поле (столбец) Таблица: users Запись: 267 Поле: surname Россиев

Обращение к данным похоже на принцип шахматной доски

Скорость доступа к таблицам Благодаря трехшаговому механизму доступа данные из таблиц извлекаются (и записываются) с огромной скоростью. Скорость доступа к таблицам в тысячи раз выше, чем к обычным файлам. При загрузке личной страницы на сайте КрасГМУ из БД извлекается более 100 значений из 15 таблиц.

Два режима работы с таблицами Работа со структурой таблицы Работа с данными таблицы

Поле таблицы БД Параметр, целостная и неделимая характеристика, применимая к каждому объекту, сведения о котором хранятся в таблице Для каждого поля задается: Уникальное имя в пределах таблицы (латинскими символами) Русский эквивалент или перевод имени Тип данных и длина Возможность пустых значений NULL Значение по умолчанию DEFAULT Диапазон или перечень возможных значений Ключевое или нет - KEY Комментарий

Основные типы данных Численный Произвольная строка Текст Дата Логический (разновидность численного) Номинальный (разновидность численного)

Численные типы данных ТипыПримерыЗначения Целое числоРост (см) 170 Число с плавающей точкой Температура тела (градусы) 36,6 ЛогическийНаличие судимостиНет/Да; 0/1; False/True Номинальный (неупорядоченный) Район городаСоветский; Центральный; Ленинский;... Номинальный (упорядоченный) Стадия заболеванияПервая; Вторая; Третья

Другие типы данных ТипПримерыЗначения СтрокаФИОРоссиев Д.А. Большой текст Реферат статьи... много текста... ДатаДата рождения ВремяПриход на работу08.45 Дата и времяКонсультация по диплому СчетчикИдентификатор4876 ОбъектФото

Тип данных определяет: характер информации, содержащейся в свойствах объектов способ хранения данных в информационной системе возможные способы представления данных возможности обработки данных (поиск, отбор, сортировка, статистика)

Ключи Ключ – это поле базы данных, с помощью которого программа быстро находит нужные данные в таблице Первичный Вторичный (индекс) Внешний

Запросы к таблицам БД Запросы – операции для извлечения и изменения данных в таблицах баз данных.

Виды запросов Выборка (+ сортировка) Добавление записи Редактирование (изменение) записи Удаление записи Модификация структуры Связывание таблиц

Выборка ТАБЛИЦА Выбранная запись Совокупность выбранных записей КРИТЕРИЙ !

Добавление записи ТАБЛИЦА Новая запись

Изменение записи ТАБЛИЦА Изменяемая запись

Удаление записи ТАБЛИЦА Удаляемая запись

Язык управления таблицами SQL Structured Query Language

Пример запроса на SQL SELECT user_id, surname, firstname, secname FROM users WHERE user_id=12345 user_idsurnamefirstnamesecname 12345ПетровИванИванович

Кто имеет право на те или иные операции с рабочими таблицами? Добавление записиПользователь Изменение записиПользователь Удаление записиПользователь или СА ВыборкаПользователь Модификация структурыСА Связывание таблицСА

Интерфейсы БД Интерфейсы – визуальные средства представления и управления данными, находящимися в таблицах баз данных

Стандартные интерфейсы 1. Визуализация таблицы

Стандартные интерфейсы 2. Форма ввода данных

Стандартные интерфейсы 3. Диаграмма

Стандартные интерфейсы 4. Текстовый/табличный отчет

Стандартные интерфейсы 5. Изображения, видеоролики

Связывание таблиц

Способы связывания таблиц 1. Один к одному 2. Один ко многим 3. Многие ко многим

Один к одному Код врача ФИО 5Доктор Айболит 6Доктор Пеппер 7Доктор Курпатов Код врача Пол Возраст 5М50 6М35 7М27

Когда возникает необходимость связывания 1 к 1? 1. Очень много полей 2. Часть данных используется намного реже 3. Повышение скорости работы

Один ко многим Код врача Врач 5Доктор Айболит 6Доктор Пеппер 7Доктор Курпатов Код врача Код паци- ента Пациент 51Заяцев 52Волков 63Лисицина 64Медведева Отношение: врач ЛЕЧИТ пациентов

Многие ко многим Код врача Врач 5 Доктор Айболит 6 Доктор Пеппер 7 Доктор Курпатов 8 Доктор Хаус Код паци- ента Пациент 1 Зайцев 2 Волков 6 Лисицина 7 Медведева Код врача Код паци- ента Отношение: врачи ЛЕЧАТ пациентов

Вопрос Как вы считаете, какая организация имеет самую большую базу данных в мире?