Размещено на http: //www. allbest. ru/

Белорусский государственный университет культуры и искусств

Факультет информационно-документных коммуникаций

Кафедра информационных ресурсов

Курсовая работа

Базы и банки данных

Выполнила: студентка 432 гр.

ФИДК Леончук Светлана

Проверила: ст.препод. Юхновец Т.С.

Минск 2011

План

Введение

Глава 1 «Введение в базы и банки данных»

1.1 Понятия банка данных

1.2 Структура банка данных.

1.3 Объект управления (База данных)

1.3.1 Понятия базы данных

1.3.2 Структурные элементы

1.3.3 Классификация

1.4 Управляющий орган

1.4.1 Функции АБД

1.5 Пользователи баз данных

Глава 2. Система управления базами данных

2.1 Понятия СУБД

2.1.1 Основные компоненты

2.1.2 Основные функции

2.2 Преимущества централизации управления данными

Глава 3 .Модель данных

3.1 Иерархическая

3.2 Сетевая

3.3 Реляционная модель

Глава 4. Понятие информационного объекта

4.1 Понятие информационного объекта

4.2 Нормализация отношений

4.2.1 Формы отношений

4.3 Типы связей

Глава 5. Современные технологии, используемые в работе с данными

Заключение

Список сокращений

БД- база данных

БнД- Банк данных

СУБД- система управления базами данных

АБД- администратор баз данных

АС- автоматизированная система

ПО- программное обеспечение

ТС- технические средства

ЭВМ - электронные вычислительные машины

Введение

Сегодня трудно себе представить сколько-нибудь значимую информационную систему, которая не имела бы в качестве основы или важной составляющей базу данных. Концепции и технологии баз данных складывались постепенно и всегда были тесно связанны с развитием систем автоматизированной обработки информации. Создание баз данных после появления реляционного подхода превратилось из искусства в науку, но, как показала практика последних лет, все, же окончательно его не исключившая. Тем не менее, сейчас это вполне сложившаяся дисциплина (хотя являющаяся скорее инженерной, чем чисто научной), основанная на достаточно формализованных подходах и включающая широкий спектр приемов и методов создания баз данных.

Соответственно назначение систем управления базами данных - обеспечение в течение длительного времени их сохранности, а также возможности выборки и актуализации. Данные существуют всегда , пока есть потребность в их использовании, хотя характер использования, как и пути извлечения практической пользы могут быть самыми разными: от их использования для совершенствования сложных систем управления до формирования «чемоданов компромата».

Широкое использование баз данных различными категориями пользователей привело, с одной стороны, к созданию интерфейсов, требующих минимум времени на освоение средств управления системой, а с другой - к построению мощных, гибких СУБД, имеющих в том числе развитые средства защиты данных от случайного или намеренного разрушения. Появились и средства автоматизации разработки, позволяющие создать базу данных любому пользователю, даже не владеющему основами теории БД. Базы данных - это уже достаточно хорошо проработанная научная дисциплина.

Объект исследования: банк данных, база данных

Предмет:структурные элементы “банка данных” и ”базы данных”,. различия между понятиями.

Цель работы: изучить различия двух понятий,

Задачи курсовой работы:

1.Изучить структуру банка данных.

2. Раскрыть содержание понятий база данных, СУБД.

3.Изучить контингент пользователей БД.

4.Изучить возможные варианты представления данных в БД

.5Рассмотреть видовое разнообразие моделей представления данных..

Источниковедческая база: книги, интернет- источники.

Методологическая основа исследования:

1.Метод операционализации понятий.

2.Сравненительный метод.

3. Аналитический метод.

4.Системный метод.

Глава 1. «Введение в базы и банки данных»

1.1 Понятия Банка Данных

Определение банка данных (БнД). Состав и структура банка данных. Назначение основных компонентов банка данных.

Банк данных (БнД) - это система специально организованных данных, программных, языковых, организационных и технических средств,предназначенных для централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных [4, С. 17].

Услугами БнД пользуется обычно большое число пользователей.

Обычно со стороны внешних пользователей к БнД формулируются следующие требования. БнД должен:

* Удовлетворять актуальным информационным потребностям внешних пользователей, обеспечивать возможность хранения и модификации больших объемов многоаспектной информации.

* Обеспечивать заданный уровень достоверности хранимой информации.

* Обеспечивать доступ к данным только пользователям с соответствующими полномочиями.

* Обеспечивать возможность поиска информации по произвольной группе признаков.

* Удовлетворять заданным требованиям по производительности при обработке запросов.

* Иметь возможность реорганизации и расширения при изменении границ ПО.

* Обеспечивать выдачу информации пользователю в различной форме.

* Обеспечивать простоту и удобство обращения внешних пользователей за информацией.

* Обеспечивать возможность одновременного обслуживания большого числа внешних пользователей.

1.2 Структура банка данных

БнД - информационная система, реализующая централизованное управление данных в интересах всех пользователей АС. (Средство интеграции данных) [6, С. 17].

БнД - может рассматриваться в узком и широком смысле этого понятия. БнД в узком смысле включает в состав два основных компонента:

* БД;

* СУБД - для реализации централизованного управления данными, хранимыми в базе, доступа к ним.

БнД = БД + СУБД

В широком

БнД =АС (автоматизированная система).

Рассматривая БнД как систему управления, необходимо указывать объект управления и управляющий орган. В качестве объекта управления выступает БД, а в качестве управляющего органа- группа специалистов. Эти специалисты являются АБД [6, С. 26].

1.3 Объект управления (Банк данных)

1.3.1 Понятия базы данных.

Под базой данных (БД) обычно понимается именованная совокупность данных, отображающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области [3, С. 16].

· База данных -- организованная в соответствии с определёнными правилами и поддерживаемая в памяти компьютера совокупность данных, характеризующая актуальное состояние некоторой предметной области и используемая для удовлетворения информационных потребностей пользователей.

· База данных -- совокупность данных, хранимых в соответствии со схемой данных, манипулирование которыми выполняют в соответствии с правилами средств моделирования данных.

· База данных -- некоторый набор перманентных (постоянно хранимых) данных, используемых прикладными программными системами какого-либо предприятия [24, с.51].

· База данных -- совместно используемый набор логически связанных данных (и описание этих данных), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации.

· База данных (БД) -- это поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области [8, С. 3].

Характерной чертой баз данных является постоянство: данные постоянно накапливаются и используются; состав и структура данных, необходимых для решения тех или иных прикладных задач, обычно постоянны и стабильны во времени; отдельные или даже все элементы данных могут меняться - но это и есть проявление постоянства - постоянная актуальность.

Так как цель любой информационной системы -- обработка данных об объектах реального мира. В широком смысле слова база данных -- это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области. Под предметной областью принято понимать часть реального мира, подлежащего изучению для организации управления и в конечном счете автоматизации, например, предприятие, вуз и т д.

Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро извлекать выборку с произвольным сочетанием признаков. Сделать это возможно, только если данные структурированы [25, С. 58-59].

Структурирование -- это введение соглашений о способах представления данных.

Неструктурированными называют данные, записанные, например, в текстовом файле [7].

1.3.2 Структурные элементы базы данных

Понятие базы данных тесно связано с такими понятиями структурных элементов, как поле, запись, файл (таблица).

Поле -- элементарная единица логической организации данных, которая соответствует неделимой единице информации -- реквизиту. Поля базы данных не просто определяют структуру базы -- они еще определяют групповые свойства данных, записываемых в ячейки, принадлежащие каждому из полей. Ниже перечислены основные свойства полей таблиц баз данных на примере СУБД Microsoft Access.

· имя поля -- определяет, как следует обращаться к данным этого поля при автоматических операциях с базой (по умолчанию имена полей используются в качестве заголовков столбцов таблиц).

· тип поля -- определяет тип данных, которые могут содержаться в данном поле. база данные access выборка

· размер поля -- определяет предельную длину (в символах) данных, которые могут размещаться в данном поле.

· формат поля -- определяет способ форматирования данных в ячейках, принадлежащих полю.

· маска ввода -- определяет форму, в которой вводятся данные а поле (средство автоматизации ввода данных).

· подпись -- определяет заголовок столбца таблицы для данного поля (если подпись не указана, то в качестве заголовка столбца используется свойство Имя поля).

· значение по умолчанию -- то значение, которое вводится в ячейки поля автоматически (средство автоматизации ввода данных).

· условие на значение -- ограничение, используемое для проверки правильности ввода данных (средство автоматизации ввода, которое используется, как правило, для данных, имеющих числовой тип, денежный тип или тип даты).

· сообщение об ошибке -- текстовое сообщение, которое выдается автоматически при попытке ввода в поле ошибочных данных.

· обязательное поле -- свойство, определяющее обязательность заполнения данного поля при наполнении базы.

· пустые строки -- свойство, разрешающее ввод пустых строковых данных (от свойства Обязательное поле отличается тем, что относится не ко всем типам данных, а лишь к некоторым, например к текстовым).

· индексированное поле -- если поле обладает этим свойством, все операции, связанные с поиском или сортировкой записей по значению, хранящемуся в данном поле, существенно ускоряются. Кроме того, для индексированных полей можно сделать так, что значение в записях будут проверяться по этому полю на наличие повторов, что позволяет автоматически исключить дублирование данных.

Поскольку в разных полях могут содержаться данные разного типа, то и свойства у полей могут различаться в зависимости от типа данных. Так, например, список вышеуказанных свойств полей относится в основном к полям текстового типа. Поля других типов могут иметь или не иметь эти свойства, но могут добавлять к ним и свои. Например, для данных, представляющих действительные числа, важным свойством является количество знаков после десятичной запятой. С другой стороны, для полей, используемых для хранения рисунков, звукозаписей, видео клипов большинство вышеуказанных свойств не имеют смысла.

Запись -- совокупность логически связанных полей. Экземпляр записи -- отдельная реализация записи, содержащая конкретные значения ее полей.

Файл (таблица) -- совокупность экземпляров записей одной структуры.

В структуре записи файла указываются поля, значения которых являются ключами первичными (ПК), которые идентифицируют экземпляр записи, и вторичными (ВК), которые выполняют роль поисковых или группировочных признаков (по значению вторичного ключа можно найти несколько записей) [22, С. 34-37].

1.3.3 Классификации БД

Существует огромное количество разновидностей баз данных, отличающихся по различным критериям (например, в «Энциклопедии технологий баз данных» определяются свыше 50 видов БД).



Рис.1

Классификация БД по степени распределённости:

· централизованные (сосредоточенные);

· распределённые.

Отдельное место в теории и практике занимают пространственные (англ. spatial), временные, или темпоральные (temporal) и пространственно-временные (spatial-temporal) БД.

По технологии обработки данных базы данных подразделяются на

централизованные и распределенные.

Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе. Такой способ использования баз данных часто применяют в локальных сетях ПК.

Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).

По способу доступа к данным базы данных разделяются на базы данных с локальным доступом и базы данных с удаленным (сетевым) доступом.

Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагают различные архитектуры подобных систем;

* файл-сервер;

* клиент-сервер.

Файл-сервер. Архитектура систем БД с сетевым доступом предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов). На такой машине хранится совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети выполняют функции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользовательской системы к централизованной базе данных. Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где в основном и производится обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность информационной системы падает. Пользователи могут создавать также на рабочих станциях локальные БД, которые используются ими монопольно.

Клиент-сервер. В этой концепции подразумевается, что помимо хранения централизованной базы данных центральная машина (сервер базы данных) должна обеспечивать выполнение основного объема обработки данных. Запрос на данные, выдаваемый клиентом (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные (но не файлы) транспортируются по сети от сервера к клиенту. Спецификой архитектуры клиент-сервер является использование языка запросов SOL[26, с.92-94].

Классификация БД по модели данных:

Примеры:

· иерархические (древовидные)

· сетевые.

· реляционные.

· объектные

· объектно-ориентированные.

· объектно-реляционные [16, с. 17].

Классификация БД по среде физического хранения:

· БД во вторичной памяти (традиционные): средой постоянного хранения является периферийная энергонезависимая память (вторичная память) -- как правило жёсткий диск. В оперативную память СУБД помещает лишь кеш и данные для текущей обработки.

· БД в оперативной памяти (in-memory databases): все данные находятся в оперативной памяти.

· БД в третичной памяти (tertiary databases): средой постоянного хранения является отсоединяемое от сервера устройство массового хранения (третичная память), как правило на основе магнитных лент или оптических дисков. Во вторичной памяти сервера хранится лишь каталог данных третичной памяти, файловый кеш и данные для текущей обработки; загрузка же самих данных требует специальной процедуры.

Классификация БД по содержимому:

Примеры:

· географические;

· исторические;

· научные;

· мультимедийные.

1.4 Управляющий орган (администратор баз данных)

АБД- группа группа специалистов, которая занимается управлением БД [17, С. 26].

БнД отличаются тем, что их внедрение и последующая эксплуатация занимает довольно продолжительное время. Поэтому функции АБД являются долгосрочными и направлены на координацию всех этапов проектирования, реализации и ведения БД.

1.4.1 Функции АБД

Основной функцией АБД является обеспечение структур данных и взаимосвязь между ними, эффективных для обслуживания именно всего коллектива пользователей. Это функция администрирования БД.

На стадии проектирования АБД выступает основным идеологом, руководит всеми работами по разработке или приобретению ПО, обучение обслуживающего персонала и т.п.

На стадии эксплуатации отвечает за нормальную эксплуатацию и функционирование БнД, управляет режимом работы, отвечает за сохранность данных [27, с. 59].

Также стоит отметить наличие иных функции АБД:

* решение вопросов организации данных об объектах ПО и установлении связей между этими данными с целью объединения информации о различных объектах; согласовывать представления пользователей;

* координирование всех действий по проектированию, реализации и ведению БД; учитывать текущие и перспективные требования пользователей;

* вопросы расширения БД в связи с изменением границ ПО;

* защита данных от некомпетентного использования, от сбоев ТС, определения степени секретности части информации и разграничения доступа к ним;

* ведение СД, контроль избыточности и противоречивости, достоверность;

* методы хранения данных, пути доступа к ним, связей между данными, определение форматов данных, определять степень влияния изменений в данные на всю БД;

* координация вопросов технического обеспечения системы;

* координация работы системных программистов, разрабатывающих дополнительные ПО для улучшения эксплуатационных характеристик системы;

* координация работы прикладных программистов, разрабатывающих новые прикладные программы в рамках состава ПО системы [18, С. 26-27].

1.5 Пользователи баз данных

Массовый, так называемый конечный пользователь, как правило, имеет дело только с внешним интерфейсом, поддерживаемым СУБД.

БД являются четыре основные категории потребителей ее информации и/или поставщиков информации для нее: (1) конечные пользователи, (2) программисты и системные аналитики, (3) персонал поддержки БД в актуальном состоянии и (4) администратор БД. Хорошо спроектированные системы управления БД (СУБД), используют развитые графические интерфейсы и поддерживают системы отчетов, отвечающие специфике пользователей указанных четырех категорий. В этом случае персонал поддержки БД и конечные пользователи могут легко осваивать и использовать СУБД для обеспечения своих потребностей без какой-либо специальной подготовки, т.е. специфика функционирования данных систем скрыта от пользователя. Более того, хорошо спроектированные СУБД предоставляют опытному пользователю средства для создания собственных БД-приложений, не требуя от него специальной программистской подготовки. Конечным пользователям для обеспечения доступа к информации БД предоставляется графический интерфейс, как правило, в виде системы окон с функциональными меню, позволяющими легко получать необходимую информацию на экран и/или принтер в виде удобно оформленных отчетов.

Программисты и системные аналитики используют СУБД совершенно в ином качестве, обеспечивая разработку новых БД-приложений, поддерживая и модифицируя (при необходимости) уже существующие. Для данной группы пользователей СУБД требуются средства, обеспечивающие указанные функции (создание, откладка, редактирование и т.д.). Пользователи третьей категории нуждаются в интерфейсе, как правило, графическом для обеспечения задач поддержания БД в актуальном состоянии. Эти пользователи состоят в штатах подразделений функциональных и/или обработки информации, обеспечивающих прикладную область, и отвечают за актуальное состояние соответствующей ей БД (контроль текущего состояния, удаление устаревшей информации, добавление новой и т.д.). Программисты выполняют своего рода посреднические функции между БД и конечными пользователями. И если на первых этапах развития БД-технологии они составляли весьма многочисленную группу пользователей, то в процессе развития СУБД и, прежде всего, массового использования ПК эта категория сходит на нет. Особую и ответственную роль выполняет администратор, отвечающий как за актуальность находящейся в БД информации, так и за корректность функционирования и использования БД и СУБД.

В случае больших БД может быть достаточно много конечных пользователей, ряд программистов и несколько администраторов БД; в случае небольших БД (что особенно характерно для ПК) все эти функции могут обеспечиваться одним человеком. Важные функции выполняет администратор БД, отвечающий за выработку требований к БД, ее проектирование, реализацию, эффективное использование и сопровождение. Необходимость в таком специалисте вытекает из принципа независимости данных, а также диктуется важностью БД в деятельности организаций и более крупных объединений -- поставщиков и потребителей информации БД. Администратор БД взаимодействует с пользователями в определении требований к базе в процессе выработки требований к системе в целом, пользуется языков описания данных для определения БД в процессе проектирования системы, взаимодействует с программистами, которые создают ПС использующее доступ к БД, отвечает за загрузку БД информацией в процессе реализации системы, контролирует работоспособность БД, используя соответствующие программные и аппаратные средства, и определяет, когда следует реорганизовывать данные в базе или начать работы по созданию новой, более совершенной БД. В целом функции администратора БД сводятся к поддержанию целостности БД, необходимого уровня защиты ее данных и эффективности. Среди его наиболее важных обязанностей -- согласование конфликтующих требований, которое требуется достаточно часто, ибо БД обслуживает, как правило, целый ряд различных прикладных процессов.

Глава 2. Система управления базами данных

В современной технологии баз данных предполагается, что создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляются централизованно с помощью специального программного инструментария -- системы управления базами данных.

2.1 Понятия СУБД

Существует ряд определений. Вот некоторые из них:

Системма управлемния бамзами дамнных (СУБД) -- совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

Система 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 представляет собой оболочку, с помощью которой при организации структуры таблиц и заполнения их данными получается та или иная база данных. В связи с этим полезно поговорить о системе программно-технических, организационных и «человеческих» составляющих [2, с. 43-75].

Системой управления базами данных называют программную систему, предназначенную для создания на ЭВМ общей базы данных, используемой для решения множества задач. Подобные системы служат для поддержания базы данных в актуальном состоянии и обеспечивают эффективный доступ пользователей к содержащимся в ней данным в рамках предоставленных пользователям полномочий.

2.1.1 Основные компоненты

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

· ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти, и журнализацию,

· процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода,

· подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД

· а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

2.1.2 Основные функции СУБД

1.Хранение, извлечение и обновление данных

СУБД должна предоставлять пользователям возможность сохранять, извлекать и обновлять данные в базе данных (самая фундаментальная функция СУБД).

Способ реализации этой функции в СУБД должен позволять скрывать от конечного пользователя внутренние детали физической реализации системы (например, файловую организацию или используемые структуры хранения).

2.Каталог, доступный конечным пользователям

СУБД должна иметь доступный конечным пользователям каталог, в котором хранится описание элементов данных (системный каталог).

4.Службы управления параллельной работой

СУБД должна иметь механизм, который гарантирует корректное обновление баз данных при параллельном выполнении операций обновления многими пользователями.

5.Службы восстановления

СУБД должна предоставлять средства восстановления базы данных на случай какого-либо ее повреждения или разрушения.

6.Службы контроля доступа к данным

СУБД должна иметь механизм, гарантирующий возможность доступа к базе данных только санкционированных пользователей.

Термин безопасность относится к защите базы данных от преднамеренного или случайного несанкционированного доступа. Предполагается, что СУБД обеспечивает механизмы подобной защиты данных.

7.Поддержка обмена данными

8.Службы поддержки целостности данных

9.Службы поддержки независимости от данных

10.Вспомогательные службы [23, С. 33].

2.2 Преимущества централизации управления данными

СУБД предназначена для централизованного управления базой данных в интересах всех работающих в этой системе.

Преимущества централизации управления данными:

* Сокращение избыточности хранимых данных (минимально необходимых - дублирование данных).

* Устранение противоречивости хранимых данных (хранимых в различных файлах).

* Многоаспектное использование данных (принцип однократного ввода данных для разных пользователей и приложений).

* Комплексная оптимизация. (Например, выбор структуры хранения данных, которая обеспечивает наилучшее обслуживание в целом). В максимальной степени удовлетворяются противоречивые требования.

* Обеспечение возможности стандартизации (упрощение обмена данных, контроля и восстановления данных).

* Обеспечение возможности санкционированного доступа к данным. Интеграция данных приводит к тому, что данные, используемые различными пользователями, могут пересекаться различным образом. Следовательно, важно наличие в этих условиях механизма защиты данных от несанкционированного доступа к ним [5, С. 18-20].

Глава 3. Модели данных

Ядром любой базы данных является модель данных. Модель данных представляет собой множество структур данных, ограничений целостности и операций манипулирования данными. С помощью модели данных могут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи между ними.

Модель данных -- совокупность структур данных и операций их обработки.

СУБД основывается на использовании иерархической, сетевой или реляционной модели, на комбинации этих моделей или на некотором их подмножестве .

Рассмотрим три основных типа моделей данных: иерархическую, сетевую и реляционную[5].

3.1 Иерархическая модель данных

Такое представление к большей компактности данных и к ускорению поиска нужных данных . При использовании древовидной модели как внешнего представления банных предполагаются иерархические отношения между данными, т. е отношения типа родитель -потомки, когда у каждого объекта только один родитель, но потомков может быть несколько.



Рис. 2

В случае поиска однокоренных слов, т. е. слов с уже заданной средней частью, данный поиск не очень удобен.

3.2 Сетевая модель данных

В сетевой структуре при тех же основных понятиях (уровень, узел, связь) каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

В сетевой модели данных доступ к данным может быть осуществлен по многим путям.



Рис. 3

Поскольку сетевая модель является обобщением древовидной, то она представляет больше возможностей как для описания предметной области, а также для нахождения оптимальных решений хранения и поиска данных. Но использование сетевой модели требует высокой квалификации от разработчика и поэтому она не была воспринята массовым пользователем.

3.3 Реляционная модель данных

Понятие реляционный (англ. relation -- отношение) связано с разработками известного американского специалиста в области систем баз данных Е. Кодда.



Рис. 4

Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных [10, С. 9-11].

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

· каждый элемент таблицы -- один элемент данных;

· все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д.) и длину;

· каждый столбец имеет уникальное имя;

· одинаковые строки в таблице отсутствуют;

· порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Отношения представлены в виде таблиц, строки которых соответствуют кортежам или записям, а столбцы -- атрибутам отношений, доменам, полям.

Поле, каждое значение которого однозначно определяет соответствующую запись, называется простым ключом (ключевым полем). Если записи однозначно определяются значениями нескольких полей, то такая таблица базы данных имеет составной ключ.

Чтобы связать две реляционные таблицы, необходимо ключ первой таблицы ввести в состав ключа второй таблицы (возможно совпадение ключей); в противном случае нужно ввести в структуру первой таблицы внешний ключ -- ключ второй таблицы [1, с. 14-15].

Глава 4. Информационый объект.

4.1 Понятие информационного объекта

Информационный объект -- это описание некоторой сущности (реального объекта, явления, процесса, события) в виде совокупности логически связанных реквизитов (информационных элементов). Такими сущностями для информационных объектов могут служить: цех, склад, материал, вуз, студент, сдача экзаменов и т.д.

Информационный объект определенного реквизитного состава и структуры образует класс (тип), которому присваивается уникальное имя (символьное обозначение), например Студент, Сессия, Стипендия.

Пример представления информационного объекта Студент в видеграфа на рис.

Рис.5

Информационный объект имеет множество реализации -- экземпляров, каждый из которых представлен совокупностью конкретных значений реквизитов и идентифицируется значением ключа (простого -- один реквизит или составного -- несколько реквизитов). Остальные реквизиты информационного объекта являются описательными. При этом одни и те же реквизиты в одних информационных объектах могут быть ключевыми, а в других -описательными. Информационный объект может иметь несколько ключей [28].

4.2 Понятие нормализации отношений

Одни и те же данные могут группироваться в таблицы (отношения) различными способами, т.е. возможна организация различных наборов отношений взаимосвязанных информационных объектов. Группировка атрибутов в отношениях должна быть рациональной, т.е. минимизирующей дублирование данных и упрощающей процедуры их обработки и обновления.

Определенный набор отношений обладает лучшими свойствами при включении, модификации, удалении данных, чем все остальные возможные наборы отношений, если он отвечает требованиям нормализации отношений.

Нормализация отношений -- формальный аппарат ограничений на формирование отношений (таблиц), который позволяет устранить дублирование, обеспечивает непротиворечивость хранимых в базе данных, уменьшает трудозатраты на ведение (ввод, корректировку) базы данных.

4.2.1 Формы отношений

Выделены три нормальные формы отношений и предложен механизм, позволяющий любое отношение преобразовать к третьей (самой совершенной) нормальной форме [20, С.36]

Первая нормальная форма

Отношение называется нормализованным или приведенным к первой нормальной форме, если все его атрибуты простые (далее неделимы). Преобразование отношения к первой нормальной форме может привести к увеличению количества реквизитов (полей) отношения и изменению ключа.

Например, отношение Студент = (Номер, Фамилия, Имя, Отчество, Дата, Группа) наводится в первой нормальной форме [11, С. 40].

Вторая нормальная форма

Чтобы рассмотреть вопрос приведения отношений ко второй нормальной форме, необходимо дать пояснения к таким понятиям, как функциональная зависимость и полная функциональная зависимость.

Описательные реквизиты информационного объекта логически связаны с общим для них ключом, эта связь носит характер функциональной зависимости реквизитов.

Функциональная зависимость реквизитов -- зависимость, при которой экземпляре информационного объекта определенному значению ключевого реквизита соответствует только одно значение описательного реквизита.

Такое определение функциональной зависимости позволяет при анализе всех взаимосвязей реквизитов предметной области выделить самостоятельные информационные объекты.

Пример графического изображения функциональных зависимостей реквизитов Студент показан на рис. 3, на котором ключевой реквизит указан ".

Рис. 6 Графическое изображение функциональной зависимости реквизитов

В случае составного ключа вводится понятие функционально полной зависимости.

Функционально полная зависимость не ключевых атрибутов заключается в том, что каждый не ключевой атрибут функционально зависит от ключа, но не находится в функциональной зависимости ни от какой части составного ключа.

Отношение будет находиться во второй нормальной форме, если оно находится в первой нормальной форме, и каждый не ключевой атрибут функционально полно зависит от составного ключа [12, С.43].

Третья нормальная форма

Понятие третьей нормальной формы основывается на понятии нетранзитивной зависимости.

Транзитивная зависимость наблюдается в том случае, если один из двух описательных реквизитов зависит от ключа, а другой описательный реквизит зависит от первого описательного реквизита.

Отношение будет находиться в третьей нормальной форме, если оно находится во второй нормальной форме, и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа.

Для устранения транзитивной зависимости описательных реквизитов необходимо провести "расщепление" исходного информационного объекта.

Рис. 7 Пример "расщепления" структуры информационного объекта

В результате расщепления часть реквизитов удаляется из исходного информационного объекта и включается в состав других (возможно, вновь созданных) информационных объектов [13, С. 44].

4.3 Типы связей

Все информационные объекты предметной области связаны между собой. Различаются связи нескольких типов, для которых введены следующие обозначения:

один к одному (1:1);

один ко многим (1:М);

многие ко многим (М:М)

Взаимосвязь «один к одному» (между двумя типами объектов)

Допустим, в определенный момент времени один заказчик может сделать только один заказ. В этом случае между объектами Заказчик и Товар устанавливается взаимосвязь «один к одному».

Взаимосвязь «один ко многим» (между двумя типами объектов)

В определенный момент времени один заказчик может стать обладателем нескольких товаров, при этом несколько заказчиков не могут являться обладателями одного товара (на условии если заказчик не претендует на часть товара).

Взаимосвязь «один ко многим» можно обозначить с помощью одинарной стрелки в направлении к «одному» и двойной стрелки в направлении ко «многим» .В этом случае одной записи данных первого объекта (его часто называют родительским или основным) будет соответствовать несколько записей второго объекта (дочернего или подчиненного). Взаимосвязь «один ко многим» очень распространена при разработке реляционных баз данных. В качестве родительского объекта часто выступает справочник, а в дочернем хранятся уникальные ключи для доступа к записям справочника. В примере в качестве такого справочника можно представить объект Заказчик, в котором хранятся сведения о всех заказчиках. При обращении к записи для определенного заказчика нам доступен список всех покупок, которые он сделал, и сведения о которых хранятся в объекте Товар [14, С.64].

Связь о один к одному (1:1) предполагает, что в каждый момент времени одному экземпляру информационного объекта А соответствует не более одного экземпляра информационного объекта В и наоборот[15, С. 59].

Примером связи 1:;1 может служить связь между информационными объектами СТУДЕНТ и СЕССИЯ. Графическое изображение связи представлено на рис.5.

Рис.8 Взаимосвязь «один ко многим» (между двумя свойствами)

Каждый студент имеет определенный набор экзаменационных оценок в сессию…

При связи один ко многим (1:М) одному экземпляру информационного объекта А соответствует 0, 1 или более экземпляров объекта В, но каждый экземпляр объекта В связан не более чем с 1 экземпляром объекта А. Графически данное соответствие имеет вид, представленный на рис.

Рис.9 Связь ”Многие ко многим”

Связь многие ко многим (М:М) предполагает, что в каждый момент времени одному экземпляру информационного объекта А соответствует 0, 1 или более экземпляров объекта В и наоборот. На рис. 7 графически представлено указанное соответствие [5, С.64-67].

Рис. 10

Глава 5. Современные технологии, используемые в работе с данными

Технология «Клиент-сервер» - технология, разделяющая приложение-СУБД на две части: клиентскую (интерактивный графический интерфейс, расположенный на компьютере пользователя) и сервер, собственно осуществляющий управление данными, разделение информации, администрирование и безопасность, находящийся на выделенном компьютере. Взаимодействие «клиент-сервер» осуществляется следующим образом: клиентская часть приложения формирует запрос к серверу баз данных, на котором выполняются все команды, а результат исполнения запроса отправляется клиенту для просмотра и использования. Данная технология применяется, когда размеры баз данных велики, когда велики размеры вычислительной сети, и производительность при обработке данных, хранящихся не на компьютере пользователя (в крупном учреждении обычно имеет место именно такая ситуация). Если технология «клиент-сервер» на применяется, то для обработки даже нескольких записей весь файл копируется на компьютер пользователя, а только затем обрабатывается. При этом резко возрастает загрузка сети, и снижается производительность труда многих сотрудников.

Microsoft Access, Microsoft Visual FoxPro, Microsoft Visual Basic обеспечивают средства для создания клиентских частей в приложениях «клиент-сервер», которые сочетают в себе средства просмотра, графический интерфейс и средства построения запросов, а Microsoft SQL Server является на сегодняшний день одним из самых мощных серверов баз данных.

OLE 2.0 (Object Linking and Embedding - связывание и внедрение объектов) - стандарт, описывающий правила интеграции прикладных программ. Применяется для использования возможностей других приложений. OLE 2.0 используется для определения и совместного использования объектов несколькими приложениями, которые поддерживают данную технологию. Например, использование в среде Access таблиц Excel и его мощных средств построения диаграмм или использование данных, подготовленных Access, в отчетах составленных в редакторе текстов Word (связывание или включение объекта).

OLE Automation (Автоматизация OLE) - компонент OLE, позволяющий программным путем устанавливать свойства и задавать команды для объектов другого приложения. Позволяет без необходимости выхода или перехода в другое окно использовать возможности нужного приложения. Приложение, позволяющее другим прикладным программам использовать свои объекты называется OLE сервером. Приложение, которое может управлять объектами OLE серверов называется OLE контроллер или OLE клиент. Из рассмотренных программных средств в качестве OLE серверов могут выступать Microsoft Access, а также Microsoft Excel, Word и Graph... Microsoft Visual FoxPro 3.0 и 5.0 может выступать только в виде OLE клиента.

RAD (Rapid Application Development - Быстрая разработка приложений) - подход к разработке приложений, предусматривающий широкое использование готовых компонентов и/или приложений и пакетов (в том числе от разных производителей).

ODBC (Open Database Connectivity - открытый доступ к базам данных) - технология, позволяющая использовать базы данных, созданные другим приложением при помощи SQL.

SQL (Structured Query Language - язык структурированных запросов) - универсальный язык, предназначенный для создания и выполнения запросов, обработки данных как в собственной базе данных приложения, так и с базами данных, созданных другими приложениями, поддерживающими SQL. Также SQL применяется для управления реляционными базами данных.

VBA (Visual Basic for Applications - Visual Basic для Приложений) - разновидность (диалект) объектно-ориентированного языка программирования Visual Basic, встраиваемая в программные пакеты[30].

Заключение

Банк данных (БнД) - это система специально организованных данных, программных, языковых, организационных и технических средств, предназначенных для централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.

Базы данных в стремительно, а в какой-то степени и сумбурно развивающихся информационных технологиях - это сравнительно консервативное направление, где сами базы и СУБД и представляют собой «долговременные сооружения».

Под базой данных (БД) обычно понимается именованная совокупность данных, отображающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области. Характерной чертой баз данных является постоянство: данные постоянно накапливаются и используются; состав и структура данных, необходимых для решения тех или иных прикладных задач, обычно постоянны и стабильны во времени; отдельные или даже все элементы данных могут меняться - но это и есть проявление постоянства - постоянная актуальность.

Услугами БнД пользуется обычно большое число пользователей. Поэтому в БнД предусматривается специальное средство приведения всех запросов к единой терминологии - словарь данных. Кроме того, используются специальные методы эквивалентных грамматических преобразований запросов для построения оптимальных процедур их обработки, специальные методы доступа к одним и тем же данным различных пользователей при совпадении во времени поступивших запросов - механизм транзакций.

Элементарная база ЭВМ и парадигмы программирования меняются быстрее, чем хранимые данные теряют актуальность. В таких условиях, в отличие от прикладных программистов, создатели баз данных должны постоянно помнить о проблеме «наследственности»- о том, как интегрировать в создаваемую систему наследуемые данные, находящиеся под управлением устаревшей СУБД , и о том, как построить систему, чтобы вновь создаваемые данные могли быть, в свою очередь, наследованы следующим поколением систем и разработчиков.

Список источников

1.Гасанов, Э. Э. Теория хранения и поиска информации [Текст] / Э. Э. Гасанов, В. Б. Кудрявцев.- Москва: Физматлит, 2004.- С. 14- 15.

2.Гасанов, Э. Э. Теория хранения и поиска информации [Текст] / Э. Э. Гасанов, В. Б. Кудрявцев.- Москва: Физматлит, 2004.- С. 43-75.

3. Название: Методы и модели анализа данных: OLAP и Data Mining/ А.А. Барсегян, М.С. Куприянов, В.В. Степаненко, И.И. Холод.- Петербург: БХВ-Петербург, 2004.- С. 16.

4. Название: Методы и модели анализа данных: OLAP и Data Mining/ А.А. Барсегян, М.С. Куприянов, В.В. Степаненко, И.И. Холод.- Петербург: БХВ-Петербург, 2004.- С. 17.

5. Название: Методы и модели анализа данных: OLAP и Data Mining/ А.А. Барсегян, М.С. Куприянов, В.В. Степаненко, И.И. Холод.- Петербург: БХВ-Петербург, 2004.- С. 18-20.

6. Название: Методы и модели анализа данных: OLAP и Data Mining/ А.А. Барсегян, М.С. Куприянов, В.В. Степаненко, И.И. Холод.- Петербург: БХВ-Петербург, 2004.- С. 17.

7. Название: Методы и модели анализа данных: OLAP и Data Mining/ А.А. Барсегян, М.С. Куприянов, В.В. Степаненко, И.И. Холод.- Петербург: БХВ-Петербург, 2004.- С. 18-20.

8. Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006.- С. 3-4.- (Серия: Базовый курс: Теория и практика).

9. Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006 .- 256 с.- (Серия: Базовый курс: Теория и практика)

10. Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006.- С 9-11.- (Серия: Базовый курс: Теория и практика).

11. Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006.- С 40.- (Серия: Базовый курс: Теория и практика)

12. Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006.- С 43.- (Серия: Базовый курс: Теория и практика)

13. Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006.- С 44.- (Серия: Базовый курс: Теория и практика).

14.Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006.- С 64. - (Серия: Базовый курс: Теория и практика)

15.Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006.- С 59.- (Серия: Базовый курс: Теория и практика).

16. Григорьев, Ю. А. Банки данных /Ю. А. Григорьев, Г. И. Ревунков.- М. : Издательство: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007 .-С.17.- (Информатика в техническом университете).

17. Григорьев, Ю. А. Банки данных /Ю. А. Григорьев, Г. И. Ревунков.- М. : Издательство: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007 .-С.26.- (Информатика в техническом университете).

18. Григорьев, Ю. А. Банки данных /Ю. А. Григорьев, Г. И. Ревунков.- М. : Издательство: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007 .- С.26-27.- (Информатика в техническом университете).

19. Практическое руководство по SQL/ Дж.С Боуман., С.Л. Эмерсон, М. Дарновски.- 3- е изд.- Киев: Диалектика, 2002.-С. 48

20. Практическое руководство по SQL/ Дж.С Боуман., С.Л. Эмерсон, М. Дарновски.- 3- е изд.- Киев: Диалектика, 2002.-С. 36.

21. Теория и практика построения баз данных / Д. Кренке ; [перевод: А. Вахитов] .- СПб.: Питер, 2005.- С. 24.- (Серия Классика computer science).

22. Теория и практика построения баз данных / Д. Кренке ; [перевод: А. Вахитов] .- СПб.: Питер, 2005.- С. 34-37.- (Серия Классика computer science).

23. Теория и практика построения баз данных / Д. Кренке ; [перевод: А. Вахитов] .- СПб.: Питер, 2005.- С. 33.- (Серия Классика computer science).

24. Введение в системы баз данных / К. Дж. Дейт.- 8- изд.-М, СПб, Киев, 2001.- С. 51.

25. Введение в системы баз данных / К. Дж. Дейт.- 8- изд.- М, СПб, Киев, 2001.- С. 58-59.

26. Введение в системы баз данных / К. Дж. Дейт.- 8- изд.- М, СПб, Киев, 2001.- С. 92-94.

27. Введение в системы баз данных / К. Дж. Дейт.- 8- изд.- М, СПб, Киев, 2001.- С. 59.

28. Определение базы данных (БД) и банка данных (БнД). Состав и структура банка данных. Назначение основных компонентов банка данных[электронный ресурс].- Режим доступа : http://e-educ.ru/bd1.html.- Дата доступа : 8.05.2011.

29. Данные, базы данных [электронный ресурс].- Режим доступа : http://sergeeva-i.narod.ru/inform/page6.htm:.- Дата доступа : 8.05.2011.

30. Современные системы управления базами данных [электронный ресурс].- Режим доступа : http://www.fos.ru/technic/14274.html - Дата доступа : 8.05.2011.

Размещено на Allbest.ru

...