Информационные системы (ИС) Базы данных (БД) СУБД Модели данных 28.11.20121. - презентация

1 Информационные системы (ИС) Базы данных (БД) СУБД Модели данных

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 Компьютерная информационная система (ИС) - это совокупность больших объемов данных и комплекса аппаратно-программных средств для: хранения информации, ее изменения, поиска в массиве нужных сведений, взаимодействия пользователя с информацией

8 Примеры: Система продажи железнодорожных и авиационных билетов. Справочные информационные системы. Электронные телефонные справочники и т.д

9 Основой всякой информационной системы является БАЗА ДАННЫХ БД - организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения в долговременной памяти ЭВМ и постоянного применения

10 БД классифицируются: по характеру хранимой информации по способу хранения данных по структуре организации данных

11 по характеру хранимой информации: фактографическиедокументальные содержат краткие сведения о каких-либо объектах, представленные в строго определенном формате. (картотеки) содержат обширную информацию самого разного типа: текстовую, графическую, звуковую, мультимедийную. (архивы)

12 по способу хранения данных: централизованныераспределенные вся информация хранится на одном компьютере (автономный ПК или сервер сети) используются в локальных и глобальных компьютерных сетях (разные части хранятся на разных компьютерах)

13 Составляющие модели данных Структура данных определяет способ организации данных, множество возможных типов данных (целые числа, действительные числа, текстовые данные, мультимедийные данные, массивы чисел или текстов и др.) и набор операций, которые можно выполнить над данными конкретного типа. Средства обработки данных определяют набор команд (аналогично системе команд исполнителя алгоритма), которые обеспечивают обработку данных в зависимости от способа их организации. Ограничение целостности определяет требования для обеспечения правильности данных в любой момент времени. Различают требования, которые налагаются соответствующим видом модели данных, и требования, которые устанавливает пользователь

14

15 По структуре организации данных: иерархические реляционные (табличные) сетевые

16 Иерархическая Иерархическая (греч. священная власть) модель данных определяет организацию данных об объектах в виде дерева. В иерархической модели структура данных предусматривает, что у каждого объекта есть только один объект высшего уровня, которому он подчинен (родительский), и могут быть несколько подчиненных (потомков). Исключение составляет только наивысший по иерархии объект - у него нет родительского объекта. Примером иерархической организации данных является файловая структура, которая используется при размещении данных на дисках, например FAT32. В указанной файловой структуре на диске есть один основной родительский объект (корневая папка), который содержит данные о подчиненных объектах - папках и файлах

17 Каждый родительский объект в совокупности с подчиненными объектами (потомками) можно рассматривать как отдельное дерево. Для обработки данных в иерархической модели данных используется такой набор команд: найти указанное дерево, например дерево 8 класс; перейти от одного дерева к другому, например от дерева Начальная школа к дереву Старшая школа; перейти от родительского объекта к объекту-потомку внутри дерева, например от объекта 6-А к объекту Семенец Богдан; перейти от одного объекта к другому в порядке, предусмотренном иерархической структурой, например от объекта 7-Б к объекту 1-А; вставить новый объект в указанном месте; удалить текущий объект и др

18 Ограничение целостности в иерархической модели данных, в частности, предусматривает сохранение связей между родительскими объектами и потомками. Основное правило ограничения целостности - ни один подчиненный объект (потомок) не может существовать без родительского объекта, за исключением одного основного родительского объекта. То есть, объект 9-Б не может существовать без родительского объекта 9 класс, потому что если нет девятых классов в школе, то не может существовать список учеников одного из девятых классов. Иерархическую модель данных удобно использовать, когда нужно создать базу данных предметной области, объекты которой также имеют между собой иерархическую зависимость. При значительном количестве данных в базах данных, построенных на иерархической модели, на поиск нужных данных можно потратить много времени. Например, попробуйте найти среди всех файлов жестких дисков вашего компьютера файл, который содержит определенный фрагмент текста. Поиск может длиться несколько минут, а то и несколько десятков минут. За это же время в Интернете подобный поиск будет длиться максимум несколько секунд, при этом обрабатываются значительно большие объемы данных. При поиске данных в Интернете используются соз­ данные поисковыми машинами базы данных, в которых содержание разнообразных сайтов проанализировано и классифицировано

19 Сетевая модель Расширенные возможности для описания такой предметной области предоставляет сетевая модель данных, разработанная в конце 60-х годов XX ст. Ав­тором концепции сетевой модели данных является американский ученый Чарльз Бахман (род г.) (рис. 3.8). Сетевая структура данных предусматривает, что у каждого объекта может быть как несколько объектов-потомков, так и несколько родительских объектов. Для обработки данных в сетевой модели данных используется такой набор команд: найти указанный объект среди однотипных объектов, например объект с данными об ученике Степаненко; перейти от родительского объекта к первому потомку, используя определенную связь, например к объекту с данными о первом ученике класса; перейти от объекта-потомка к родительскому объекту, используя определенную связь, например найти класс, в котором Петренко яв­ляется старостой; вставить новый объект в указанном месте; удалить текущий объект; изменить объект; включить объект в определенную связь; разорвать связь и др. Ограничение целостности в сетевой модели данных предусматривает сохранение связей между объектами. Вместе с тем использование сетевой модели данных осложняется при значительном увеличении количества объектов предметной области и усложнении связей между этими объектами. Проблемы возникают и во время модификации базы данных: при добавлении новых связей, замене объектов, связаных между собой, и т. п

20 Реляционная модель Для упрощения описания объектов и связей между ними в 1970 году американским ученым Эдгаром Фран­ком Коддом ( ) (рис. 3.10) была предложена реляционная модель данных. Математик по образованию, он ввел в теорию баз данных математический подход, который основывается на теории множеств. Основой структуры данных этой модели является таблица. В таблицах каждая строка содержит набор значений свойств одного из объектов предметной области. Каждый столбец таблицы содержит набор значений определенного свойства объектов предметной области. Для описания структуры данных Кодд употребил термин «relation» (англ. relation - отношение), а модель данных стали называть реляционной. Учитывая, что таблица реляционной базы данных состоит из элементов определенных множеств, то для обработки данных этой таблицы ис­пользуются операции над множествами. Ограничение целостности в реляционной модели базы данных предусматривает соблюдение двух принципов: обязательная возможность идентификации объекта базы данных, используя уникальность набора значений его свойств, указанных в строке реляционной таблицы, и обязательная корректность связей между таблицами базы данных

21 Основные понятия реляционных БД запись (строка таблицы) – информация о конкретном объекте (событии) поле (столбец таблицы) – это определенная характеристика (свойство, атрибут) объекта Основой структуры данных этой модели является таблица

22

23 Как это выглядит в программе

24

25

26 Каждая таблица должна иметь ГЛАВНЫЙ КЛЮЧ( ключевое поле) Главный ключ( идентификаторы) – это поле или совокупность полей, которое однозначно определяет запись в таблице ( значения в этом поле не повторяются)

27

28 Каждому полю соответствует: имя (у разных полей разные имена) значение поля тип поля: множество значений, которые может принимать величина множество операций, которые можно выполнять с этой величиной форма внутреннего представления в памяти ЭВМ

29 Основные типы полей: символьный числовой «дата» логический

30 Выполни задания:

31 Особова справа 16493, Сергієнко Петро Миколайович, дата народження 1 січня, 1976 р.; О/С 16593, Петрова Ганна Володимирівна, дата народ. 15 березня 1975р.; особової справи 16693, д.н , Антін Андрій Борисович. Структуирование данных Таблица - Поля - Тип данных

32 Дано имя таблицы и перечень полей. Укажите главный ключ и определите типы всех полей: БИБЛИОТЕКА (номер, автор, название, год, полка) ПОГОДА (день, осадки, температура, давление, влажность) УСПЕВАЕМОСТЬ (ученик, русский, алгебра, химия, физика, история, музыка) ФАКУЛЬТАТИВЫ (ученик, геология, цветоводство, танцы) Приведите свои примеры таблиц с перечнем полей

33 Определена предметная область базы данных. Озаглавьте таблицу, определите имена полей и их типы, назначьте главный ключ. 1) Столица Франции – Париж. Площадь Франции – 552 тыс. кв. км. Население Франции – 52 млн. чел. Форма правления Франции – республика. Столица Австрии – Вена. Площадь Австрии – 84 тыс. кв. км. Форма правления Австрии – федеративная республика. Площадь Италии – 301 тыс. кв. км. Население Италии – 55 млн. чел. Форма правления Италии – республика. Столица Японии – Токио. Площадь Японии – 370 тыс. кв. км. Население Японии – 108 млн. чел. Форма правления Японии – конституционная монархия (империя)

34 Определена предметная область базы данных. Озаглавьте таблицу, определите имена полей и их типы, назначьте главный ключ. 2) 8 класс учится с понедельника по пятницу, с 8.30, у него каждый день по 5 уроков, 9 в класс учится с понедельника по четверг, с 11.50, у него каждый день по 4 урока, 10 А класс учится с понедельника по субботу, с 8.30, у него каждый день по 6-7 уроков, 11 А класс учится с понедельника по субботу, с 8.30, у него каждый день по 7 уроков, 11 Б класс учится с понедельника по пятницу, с 11.50, у него каждый день по 4 урока, 12 Б класс учится с понедельника по пятницу, с 8.30, у него каждый день по 4-5 урока

35 Определена предметная область базы данных. Озаглавьте таблицу, определите имена полей и их типы, назначьте главный ключ. 3)Горнолыжница Иванова по национальности русская, ей 14 лет, она ростом 177 см, ее вес 45 кг, Теннисистка Петрова по национальности украинка, ей 43 года, она ростом 167 см, ее вес 57 кг, Бегун Джонсон по национальности англичанин, ему 34 года, он ростом 178 см, его вес 86 кг, Хоккеистка Кошкина по национальности русская, ей 32 года, она ростом 179 см, ее вес 86 кг

36

37