30.04.20г
Тема: Системы управления базами данных (СУБД). Возможности СУБД. Основные элементы БД.
Решение практических задач из любой области деятельности человека требует большого количества данных. И базы знаний, и базы данных служат для получения различных сведений, которые затем используются для принятия решений в управлении, при постановке диагнозов, в обучении и в других видах человеческой деятельности.
(записываем тему урока) - тетрадь запишем тему, определение БД.
База данных (БД) – это совокупность взаимосвязанных данных, которые хранятся во внешней памяти компьютера, и организованы по определенным правилам, которые предполагают общие принципы описания, хранения и обработки данных.
Информация, которая хранится в БД, как правило, относится к некоторой конкретной
предметной области.
Например, базы данных:
1. книжного фонда библиотеки,
2. кадрового состава предприятия,
3. медицинского учреждения (сведения о пациентах),
4. законодательных актов уголовного права,
5. современной музыки.
Рассмотрим виды связей, так как именно они определяют тип базы данных.
1. Связь «один к одному». Наиболее простой способ указать связь между данными – поместить данные совместно, например, в одной строке ведомости. Тогда сразу ясно, что такой -то (фамилия) работает тем-то (должность) и получает столько-то (зарплата). Все строки ведомости имеют один шаблон, в столбцах находятся данные одного типа. Каждая строка, как элемент ведомости и как сведения об одном работнике, представляет собой одно целое и может быть помещена в файл как одна запись. В виде одной записи файла можно хранить большое количество сведений, касающихся одного человека, какого-либо другого объекта или явления.
2. Связь «один ко многим». Любому элементу, рассматриваемому как объект, свойство или атрибут в информационной системе, может соответствовать несколько других объектов, свойств или атрибутов. Подобная структура имеет несколько уровней. Каждый ее элемент может быть связан с несколькими другими, находящимися на нижнем уровне, и только с одним из более верхнего уровня. Такая структура называется древовидной или деревом. Каталоги, подкаталоги и содержащиеся в них файлы образуют древовидную структуру. Такую же структуру имеют практически все предприятия, министерства, ведомства и армия. Все, где есть единоначалие, может быть представлено в виде древовидной модели.
3. Связь «многие ко многим». Производственные отношения между предприятиями часто имеют сложный характер, отражающийся в сетевых структурах. Сеть – многоуровневая структура, каждый элемент которой может быть связан как с несколькими элементами нижнего уровня, так и с несколькими элементами верхнего уровня. Например, магазин получает товары от нескольких поставщиков. Бывает, что один и тот же товар поставляется разными поставщиками и в то же время один поставщик обеспечивает несколькими товарами. Если рассмотреть связи «товар–поставщик», то они представляют собой сеть. Также сетевая модель получится и при рассмотрении связей «учитель – класс».
Сама по себе БД содержит только информацию – «Информационный склад» – и не может обслуживать запросы пользователя на поиск и обработку информации. Обслуживание пользователя осуществляет СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БАЗОЙ ДАННЫХ. СУБД – Это ПО, которое позволяет создавать БД, обновлять и дополнять информацию, обеспечивать гибкий доступ к информации. СУБД создает на экране компьютера определенную среду для работы пользователя (интерфейс), и имеет определенные режимы работы и систему команд.
Именно на основе СУБД создаются и функционируют информационно-поисковые
системы(WWW).
Типы СУБД
Известны 3 способа организации информации в БД и связей между ними:
1. Иерархические (в виде дерева) .Существует строгая подчиненность элементов: один главный, остальные подчиненные. Например, система каталогов на диске.
2. Сетевые ( более гибкие): нет явно выраженного главного элемента и в ней
существует возможность установления горизонтальных связей. Например, организация информации в Интернете (WWW).
3. Реляционные - наиболее распространенные.
Термин «реляционный» (от латинского relatio – отношение) указывает, прежде всего, на то, что такая модель хранения данных построена на взаимоотношении составляющих ее частей. Реляционной называется БД, которая содержит информацию, организованную в виде прямоугольной таблицы.
Каждая строка таблицы содержит информацию об одном конкретном объекте БД (книге, сотруднике, товаре), а каждый столбец – конкретную характеристику этого объекта (фамилия, название, цена). Строки такой таблицы называются записями, столбцы – полями. Каждая запись должна отличаться от другой значением хотя бы одного поля, которое называется ключом. Ключевое поле – это поле или группа полей, которые однозначно определяют запись. Например, табельный номер сотрудника, код изделия, номер автомобиля.
3. Разбор примеров:
Рассмотрим таблицу, в которой хранятся сведения об учениках вашей школы (фамилия, имя, отчество, год рождения, класс, номер личного дела). На основании этой таблицы создадим базу данных школьников и назовем ее «Наша школа».
|
№ личного дела |
Класс |
Фамилия |
Имя |
Отчество |
Дата рождения |
|
К-15 |
7 «Б» |
Коновалов |
Максим |
Александрович |
11.10.92 |
|
М-22 |
8 «Б» |
Макаркин |
Андрей |
Владимирович |
30.03.91 |
|
У-4 |
9 «Б» |
Украсов |
Тимур |
Леонидович |
22.06.90 |
|
И-38 |
10 «А» |
Иванова |
Елена |
Сергеевна |
4.02.89 |
|
Ф-38 |
6 «Б» |
Фонева |
Анна |
Алексеевна |
11.01.93 |
Реляционная модель базы данных имеет следующие свойства:
• Каждый элемент таблицы – один элемент данных.
• Все столбцы в таблице являются однородными, т. е. имеют один тип (числа, текст, дата и т. д.).
• Каждый столбец (поле) имеет уникальное имя.
• Одинаковые строки в таблице отсутствуют.
• Порядок следования строк в таблице может быть произвольным и может характеризоваться количеством полей, количеством записей, типом данных.
Рассмотрим приведенный выше пример. Данные в нем представлены в виде таблицы, которая содержит сведения об учениках школы. Раз мы хотим создать базу данных, то данной таблице необходимо присвоить имя. Пусть она называется «Школа». В столбцах данной таблицы будем записывать параметры, характеризующие каждого ученика, а в строках будем записывать сведения об одном конкретном ученике. Каждый столбец (поле) также должен иметь свое имя. В нашем случае это: номер личного дела, класс, фамилия, имя, отчество, дата рождения. Имена полей в одной таблице не могут повторяться. Если вы хотите поместить в таблицу телефоны (домашний и рабочий родителей), вы должны создать два поля с разными названиями, например: Телдом и Телраб.
Над этой моделью базы данных удобно производить следующие действия:
• сортировку данных (например, по алфавиту);
• поиск записей (например, по фамилиям) и т. д.
• выборку данных по группам (например, по датам рождения или по фамилиям);
Реляционная модель данных, как правило, состоит из нескольких таблиц, которые связываются между собой ключами.
Ключ — поле, которое однозначно определяет соответствующую запись.
В нашем примере в качестве ключа может служить номер личного дела учащегося.
В заключение отметим, что в настоящее время реляционная модель является наиболее удобной и применимой моделью хранения данных.
Рассмотрим иерархическую модель на примере базы данных «Наша школа», построенной нами ранее. С точки зрения иерархи ческой модели, она должна принять следующий вид: в состав школы входят классы; параллельные классы делятся по буквам, в состав каждого класса входят конкретные ученики. Модель может быть представлена в виде схемы:
|
Уровень 1 ШКОЛА
Уровень 2 Первые классы Вторые классы Третьи классы Пятые классы ...
Уровень 3 1 «А» 1 «Б» 2 «А» 2 «Б» 3 «А» 3 «Б» 5 «А» 5 «Б»
Уровень 4 Отдельные ученики разных классов |
4. Типы данных и их свойства
4. Самостоятельная работа учащихся:
1. Преобразовать приведенную ниже информацию к табличному виду, определив имя таблицы и название каждого поля (индивидуальная работа).
Цель – закрепить понятия Поле, Запись.
Вариант 1. Оля, Петя, 13, пение, 14, баскетбол, Вася, Катя, 13, хоккей, баскетбол, футбол, 15, 11, Коля, 11, танцы, Сережа.
Вариант 2. +18, Москва, северный, Пермь, дождь, дождь, южный, +20, +15, Санкт-Петербург, южный, без осадков, без осадков, Екатеринбург, +17, восточный.
2. Предлагается составить базу данных об абитуриентах, которая содержит такие данные: Фамилия, имя, отчество, школа, адрес, телефон.
3. Дана таблица данных «Автомобилисты». Перечислить названия всех полей таблицы и определить ее ключевое поле.
|
Владелец |
модель
|
номер
|
дата регистрации
|
|
Левченко Н.Г.
|
Волга
|
А537АК-59
|
15.03.96
|
|
Сидоров А.М.
|
Форд
|
К1370П-59
|
14.02.95
|
|
Горохов Н.Н.
|
Жигули
|
Б171АМ-5Э
|
27.10.95
|
|
Федоров К. Р.
|
Волга
|
А138АП-02
|
20.05.96
|
|
Сидоров А.М.
|
Жигули
|
К735ММ-59
|
27.10.95
|
4. Имеется база данных:
|
Номер |
Фамилия |
Имя |
Отчество |
Год рождения |
Класс |
Школа |
|
1 |
Иванченко |
Олег |
Олегович |
1988 |
7 |
105 |
|
2 |
Карасев |
Сергей |
Иванович |
1986 |
9 |
95 |
|
3 |
Беликов |
Никита |
Петрович |
1985 |
11 |
35 |
|
4 |
Носков |
Андрей |
Павлович |
1986 |
10 |
2 |
Количество полей в ней равно:
а) 2 б) 4 в) 6 г) 7
Количество записей в ней равно:
а) 2 б) 4 в) 6 г) 7.
Домашнее задание:
Задания
1. Составьте реляционную модель собственной записной книжки, в которой хранятся сведения о ваших друзьях и знакомых.
2. Составьте реляционную модель табеля успеваемости учеников вашего класса.
3. Создайте на листе бумаги базу данных, которая описывала бы административное устройство какого-либо предприятия или фирмы. Какую модель базы данных лучше применить в этом случае?
4. Создайте на листе бумаги базу данных, которая описывала бы любую административную структуру.