Слайд 1Основные понятия и определения баз данных
Преподаватель: Егорова Наталья Александровна
Слайд 2Назначение базы данных – организация информации так, чтобы можно было
легко и быстро находить её, чтобы одну и туже совокупность
данных можно было использовать для максимального числа приложений.
Слайд 3Структурирование – это введение соглашений о способах представления данных.
Пример неструктурированных
данных
Слайд 4Пример структурированных данных
Слайд 5База данных (БД) – это именованная совокупность структурированных и взаимосвязанных
данных, относящихся к одной предметной области.
База данных – именованная
совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.
Слайд 6Предметная область – это часть реального мира, определяющая информационные потребности
системы.
Слайд 7Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс программных и
языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в
актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.
СУБД – это универсальное прикладное программное средство, предназначенное для создания и ведения (обслуживания) в различных предметных областях баз данных на внешних запоминающих устройствах компьютера, а также доступа к данным и их обработки.
Слайд 8Типовые функции обработки данных
в базах данных
Добавление и удаление данных.
Изменение данных – модификация значений данных в полях записей.
Выборка данных
– выборка записей из массивов в соответствии с заданными условиями. Выборка осуществляется средствами запросов.
Обработка данных из одного массива или взаимосвязанных данных из нескольких массивов.
Слайд 9Основные требования к базам данных
Отсутствие дублирования (избыточности) данных, обеспечивающее однократный
ввод данных и соответственно простоту корректировки.
Целостность и непротиворечивость данных
– это такое наполнение базы данными, при котором все записи из разных массивов имеют корректные логические связи с записями других массивов, в случае если такие связи определены в логической структуре БД.
Слайд 10
Основные требования к базам данных
Возможность многоаспектного доступа – обеспечиваются всевозможные
выборки из массивов не дублированной информации и многоцелевое использование одних
и тех же данных различными задачами и приложениями пользователя.
Защита и восстановление данных при аварийных ситуациях, аппаратных и программных сбоях, ошибках пользователя.
Возможность модификации структуры базы данных без повторной загрузки данных.
Слайд 12Модель данных – это совокупность структур данных и операций их
обработки.
Модель данных – это метод (принцип) логической организации данных, реализуемый
в СУБД.
Каждая конкретная СУБД работает с определенной моделью данных.
Слайд 13Модели данных различаются по способу установления связей между данными:
иерархическая,
сетевая,
реляционная.
Слайд 15Иерархическая модель позволяет строить базы данных с древовидной структурой, где
каждый узел содержит свой тип данных
Дерево представляет собой иерархию элементов,
называемых узлами.
Узел – совокупность атрибутов данных, описывающий некоторый объект.
Слайд 17Требования к ИМД:
Каждый узел на более низком уровне связан только
с одним узлом, находящимся на более высоком уровне.
Иерархическое дерево
имеет только одну вершину.
К каждому объекту базы данных существует только один путь от вершины.
Слайд 18Достоинства:
наличие промышленных СУБД, поддерживающих данную модель;
простота описания иерархических структур
реального мира,
быстрое выполнение запросов.
Слайд 19Недостатки:
иерархия в значительной степени усложняет операции включения информации о новых
объектах в БД и удаления устаревшей;
доступ к любому узлу возможен
только через корневой.
Слайд 22Каждый объект в сетевой модели может быть связан с любым
другим объектом.
Сетевая структура модели БД
Слайд 23Недостатки сетевой модели: сложность и возможная потеря независимости данных при
реорганизации БД.
Слайд 25Реляционная модель данных ориентирована на организацию данных в виде двумерных
таблиц.
Реляционная база данных – это совокупность отношений, содержащих всю
информацию, которая должна храниться в БД.
Реляционная база данных – это множество взаимосвязанных двумерных реляционных таблиц.
Слайд 26Основные элементы реляционных баз данных
Слайд 27Реляционная таблица – это двумерная таблица, в которой содержатся сведения
об одной сущности.
Структура реляционной таблицы определяется составом и последовательностью полей,
соответствующих ее столбцам.
Содержание реляционной таблицы заключено в строках таблицы.
Слайд 28Структурные компоненты таблицы БД
Слайд 30Свойства реляционных таблиц:
каждая таблица состоит из однотипных строк и имеет
уникальное имя;
один элемент таблицы — один элемент данных;
все поля
таблицы содержат однородные по типу данные (целочисленный, числовой, текстовый, и т.д.);
каждое поле имеет уникальное имя;
Слайд 31Свойства реляционных таблиц:
число полей задается при создании таблицы;
записи имеют
фиксированное число полей и значений;
порядок записей в отношении может быть
произвольным;
Слайд 32Свойства реляционных таблиц:
строки таблицы обязательно отличаются друг от друга хотя
бы единственным значением;
количество записей в отношении не ограничено.
Слайд 33В реляционной таблице каждый столбец есть домен (его альтернативное название
поле), а совокупность элементов каждой строки – кортеж (или запись).
Слайд 34Сущность – это объект любой природы, данные о котором хранятся
в БД.
Пример. ВУЗ, группа в ВУЗе, каждый студент в
группе – это сущности.
Сущностями могут быть не только материальные предметы.
Тип сущности – набор однородных личностей, предметов, событий или идей, выступающих как единое целое.
Экземпляр сущности – конкретная вещь в наборе.
Слайд 35Атрибут – это поименованная характеристика сущности, т.е. некоторый показатель, который
характеризует некий объект и принимает для конкретного экземпляра объекта некоторое
числовое, текстовое или иное значение.
Связь – это ассоциирование двух и более сущностей.
Слайд 36Типы связей
один к одному (1:1),
один ко многим (1:М),
многие ко
многим (М:М).
Слайд 37Связь один к одному означает, что каждому экземпляру первого объекта
(А) может соответствовать только один экземпляр второго объекта (В) и,
на оборот, каждому экземпляру второго объекта (В) может соответствовать только один экземпляр первого объекта (А).
Слайд 38Связь один ко многим означает, что каждому экземпляру одного объекта
(А) может соответствовать несколько экземпляров другого объекта (В), а каждому
экземпляру второго объекта (В) может соответствовать только один экземпляр первого объекта (А).
Слайд 39Связь многие ко многим означает, что каждому экземпляру одного объекта
(А) могут соответствовать несколько экземпляров второго объекта (В) и, наоборот,
каждому экземпляру второго объекта (В) могут соответствовать тоже несколько экземпляров первого объекта (А).
Слайд 40Основные типы связей в реляционных таблицах
1:1 - отношение 1:1 предполагает,
что каждой записи одной таблицы соответствует одна запись в другой;
1:М
- отношение 1:М предполагает, что каждой записи первой таблицы соответствует много записей во второй, но каждой записи второй таблицы соответствует только одна запись в первой.
Слайд 41Первичный ключ – это поле или совокупность полей (атрибутов), значение
которых однозначно идентифицирует каждую запись.
Если таблица удовлетворяет требованию уникальности
первичного ключа, она называется отношением.
Строка заголовков называется схемой отношения.
Пример:
СТУДЕНТ (ФАМИЛИЯ, ИМЯ, ОТЧЕСТВО, ФАКУЛЬТЕТ, КУРС, ГРУППА)
Слайд 42Если первичный ключ состоит из одного атрибута, он называется простым,
если из нескольких - составным первичным ключом.
По значению первичного
ключа может быть найден единственный экземпляр строки.
Вторичный ключ (ВК) – это такой атрибут, значение которого может повторяться в нескольких записях таблицы, т.е. он не является уникальным.
Слайд 43В реляционной модели все таблицы должны быть преобразованы в отношения.
Отношения реляционной модели связаны между собой.
Связи поддерживаются внешними ключами.
Внешний
ключ – это поле (совокупность полей), значение которых однозначно характеризует значения первичного ключа другого отношения (таблицы).
Слайд 44Свойства первичного ключа
уникальность – в таблице может быть назначен только
один первичный ключ, у составного ключа поля могут повторяться, но
не все;
неизбыточность – не должно быть полей, которые, будучи удаленными из первичного ключа, не нарушат его уникальность;
в состав первичного ключа не должны входить поля типа, комментарий и графическое.