Системы управления базами данных

Лекция 1: Основные типы и объекты баз данных.

Цель: Рассмотреть основные типы и объекты баз данных.

План.

Основные понятия.

2. Требования к базам данных (самостоятельная работа).

Системы управления базами данных.

Классификация СУБД (самостоятельная работа).

Типы баз данных (самостоятельная работа).

Иерархические БД.

Сетевые базы данных.

Реляционная модель данных.

Ход лекции.

 

Основные понятия.

Восприятие реального мира можно соотнести с последовательностью разных, хотя иногда и взаимосвязанных, явлений. С давних времен люди пытались описать эти явления (даже тогда, когда не могли их понять). Такое описание называют данными и представляют собой информацию.

Носители информации в различные эпохи менялись в зависимости от состояния технического прогресса – от человеческой памяти (устная передача сведений) через печатные издания до магнитных и оптических носителей в настоящее время. Экспоненциальный рост информации со временем поставил перед человеком задачу хранения, систематизации и быстрой обработки данных. Так появились информационные технологии вообще и специальные компьютерные программы по управлению базами данных в частности.

Традиционно фиксация данных осуществляется с помощью конкретного средства общения (например, с помощью естественного языка или изображений) на конкретном носителе (например, камне или бумаге). Обычно данные (факты, явления, события, идеи или предметы) и их интерпретация фиксируются совместно, так как естественный язык достаточно гибок для представления того и другого. Примером может служить утверждение "Стоимость авиабилета 128". Здесь "128" – данное, а "Стоимость авиабилета" – его интерпретация.

Активная деятельность по отысканию приемлемых способов обобществления непрерывно растущего объема информации привела к созданию в начале 60-х годов специальных программных комплексов, называемых " Системы управления базами данных " (СУБД).

Процесс решения любой задачи на компьютере представляет собой обработку данных по заданному алгоритму. Данными могут, например, быть: числа, буквы, слова, фамилии учеников и др.

Основная особенность СУБД – это наличие процедур для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры

База данных — это единое, централизованное хранилище для большого количества систематизированных данных заданной предметной области, организованных специальным образом, к которой имеют доступ многие программы и с которыми можно производить определенные действия (добавление, удаление, изменение, копирование, упорядочивание и т.д.). Под предметной областью здесь понимается, например, школа, предприятие, район и др.

Примерами баз данных являются: библиотечные каталоги, записная книжка, классные журналы, журналы учета имущества и др.

Основным назначением базы данных является организация быстрого поиска содержащейся в ней информации.

Каждая программа выбирает из базы данных лишь те данные, которые нужны только для данной задачи.

Использование баз данных обеспечивает независимость прикладных программ от данных. Это означает, что изменения в данных не влекут за собой необходимости изменения в программе.

В дальнейшем при работе с базами данных будут использоваться следующие термины:

Поле - столбец информации в таблице, которая содержит такие элементы, как, например, фамилия, почтовый адрес, телефон, или другую информацию.

Запись - строка информации в таблице, например, вся информация про одного клиента.

Реляционная БД – это база данных, в которой все данные, доступные пользователю, организованны в виде нескольких связанных между собой таблиц, а все операции над данными сводятся к операциям над этими таблицами. Эти таблицы обладают следующими свойствами:

§ все поля в таблице однородные;

§ полям однозначно присваиваются условные имена, состоящие максимум из десяти символов.

§ в таблице не может быть двух одинаковых записей;

§ в операциях с таблицей ее поля и записи просматриваются в любом порядке и любой последовательности.

К популярным реляционным базам данных принадлежат Access, dBase, Paradox и SQL Server.

С таблицами реляционной базы данных можно выполнять следующие действия:

■ создавать таблицу или определять ее структуру;

■ изменять структуру таблицы;

■ изменять имя таблицы;

■ удалять таблицу с диска.

Запрос – это способ поиска и возврата информации из базы данных согласно встроенным критериям.

Банк данных с точки конечного пользователя должен отвечать следующим основным требованиям:

• иметь возможность обновления, пополнения и расширения баз данных;

• обеспечить высокую надежность хранения информации;

• выбрать полную и достоверную информацию на запросы;

• иметь средства, обеспечивающие защиту БД от несанкционированного доступа.

Редактирование баз данных включает следующие основные операции:

1. Удаление устаревших записей.

2. Замену одних записей другими.

3. Изменение отдельных данных в записях.

4. Вставку в определенные места новых записей.

5. Добавление новых записей.

6. Добавление новых полей, изменение их имен и др.

2. Требования к базам данных (самостоятельная работа).

 

Системы управления базами данных.

Система управления базой данных — это специальный пакет программ, обеспечивающий создание, сопровождение и использование баз данных многими пользователями.

Создание базы данных начинается с определения перечня, содержания и
типа используемых данных. Под типом данных здесь понимаются числовые,
текстовые данные и данные типа — дата. Для каждого элемента данных
необходимо указать его размерность (длину).

Для описания типов данных в СУБД обычно используется собственный язык, который называют языком описания данных (ЯОД). Имена полей во многих СУБД записываются латинскими символами.

СУБД должна обеспечить ввод в компьютер подготовленных данных, т.е. имен полей, их типов и размерностей.

Следующая функция, реализуемая СУБД на этапе создания баз данных,– обеспечение ввода данных в компьютер. При этом одновременно с вводом данных осуществляется проверка их правильности. Простейший метод контроля — это проверка данных по типу. При этом, если тип вводимых данных не соответствует заданному, то система их игнорирует.

Информация выдается пользователю в соответствии с поступившим от него запросом.

Любая СУБД должна обеспечить выполнение наиболее употребимых видов обработки данных. Например, она должна выполнять сортировку данных в алфавитном порядке, подсчет суммы чисел столбца, поиск необходимой записи и др.

Особая функция СУБД состоит в обеспечении целостности базы данных. Эта функция должна реализоваться, например, при машинных сбоях, при внезапном отключении электропитания и других ситуациях.