Глава 3. Элементы информационных технологий

 

Базы данных на ЭВМ

 

Базы данных — основное средство накопления больших объемов информации на ЭВМ. В отличие от обычных файлов в операционных системах, допускающих доступ к информации только по имени файлов, базы данных допускают выборку информации с использованием определенных языков запросов.

База данных — это специальная форма представления и организации совокупности данных в ЭВМ, допускающих поиск информации по запросам. Для организации баз данных в ЭВМ используются специальные программы, которые называются системами управления базами данных (СУБД).

 

 

Информация в базах данных может быть организована несколькими способами. Табличная форма — наиболее простая и распространенная форма организации баз данных, получившая название реляционной. Пример таблицы:

 

 

Реляционные базы — это базы данных, в которых информация хранится в форме таблиц. Каждая из таблиц в такой базе данных имеет строго определенное число столбцов, снабженных именами.

В рассматриваемом примере таблица имеет пять столбцов с именами фамилия, имя, рост, вес и глаза. В каждом из столбцов могут записываться данные определенного типа — числового или символьного. Так, в столбцах вес и рост записываются числовые данные, а в столбцах фамилия, имя и глаза записывается символьная информация.

Данные об объектах, людях или вещах, в этих таблицах записываются в виде строк. В приведенном примере сведения о росте, весе и цвете глаз Петровой Оли записаны во второй строке.

Порядок строк в таблицах задается при вводе данных. Однако во многих базах данных имеется возможность сортировки данных в таблицах. Наиболее распространенным видом сортировок в базах данных является упорядочение информации по одному из столбцов.

Для числовых данных упорядочение проводится по возрастанию или убыванию значений. Например, упорядочение по росту:

 

 

 

Упорядочение символьных данных состоит в расположении их в алфавитном порядке. Пример упорядочения по именам:

 

 

Наиболее важной возможностью баз данных на ЭВМ является выборка информации по запросам. Совокупность запросов, по которым можно получить информацию, считается главной характеристикой баз данных.

Для реляционных баз данных на ЭВМ международным сообществом был принят стандарт языков запросов, получивший название SQL — язык простейших запросов. Все современные реляционные базы данных на ЭВМ в той или иной мере поддерживают стандарт SQL.

 

 

Простейшие запросы для баз данных в стандарте SQL имеют вид:

<имя> = <значение>,

 

где <имя> — это имя одного из столбцов, а <значение> — одно из значений, которое может храниться в данном столбце.

Примеры простейших запросов:

запрос: фамилия = Иванов,

запрос: имя = Иван.

 

 

Ответами на запросы будут строки из таблицы приведенного типа. На первый запрос — строки, в которых в графе фамилия стоит «Иванов», а на второй запрос — строки со значением «Иван» в графе имя.

 

 

Для числовых значений в запросах могут стоять знаки «больше» или «меньше». Примеры соответствующих запросов:

 

запрос: рост > 180

запрос: вес ≤ 85

 

Ответами на эти запросы также будут одна или несколько строк из таблицы, в которых рост или вес будут удовлетворять указанным условиям. Но возможно, что поиск окажется безрезультативным, если ни одна строка в таблице не удовлетворяет заданным условиям.

Запросы в базах данных подразделяются на простые и сложно-составные. Сложносоставные запросы образуются из простейших с использованием логических связок «И» (AND), «ИЛИ» (OR) и «НЕ» (NOT).

Примеры сложносоставных запросов:

 

запрос: вес ≤ 80 и глаза = зеленые

запрос: глаза = синие или глаза = голубые

Ответами на составные запросы со связкой «И» будут все строки таблицы, удовлетворяющие обоим условиям. Ответами на запросы со связкой «ИЛИ» будут все строки таблицы, которые удовлетворяют первому или второму условию либо и тому и другому одновременно.

Отличие баз данных на ЭВМ от информационно-поисковых систем в Интернет состоит в следующем. Информационно-поисковые системы допускают только поиск информации, хранящейся в ЭВМ.

В базах данных можно выполнять не только поиск, но и обновление информации в ЭВМ. В базах данных можно проводить добавление, удаление и обновление строк в таблицах, а также создавать новые таблицы и удалять ненужные.

Обновление данных в таблицах баз данных проводится по элементам строк, а добавление информации — вводом новых строк. Для создания новой таблицы необходимо задать ее имя, число столбцов и указать типы значений в каждом из столбцов.

Задача 1. База данных об оценках.

Составьте базу данных об оценках своих товарищей, выделив следующие предметы: математика, физика и информатика. Укажите фамилии товарищей, их имена и оценки по этим предметам. Приведите примеры простых и сложносоставных запросов.

 

Решение. Пусть имеются трое студентов: Иванов, Петрова и Сидоров со следующими оценками по физике, математике и информатике:

 

 

Примеры запросов:

фамилия = Петрова

имя = Миша

физика > 3

матем > 3 и физика > 3

матем = 5 или информ = 5

Вопросы

 

1. Что такое база данных?

2. Что такое реляционные базы данных?

3. Что такое сортировка данных?

4. Как упорядочивается информация в базах данных?

5. Что такое запросы к базам данных?

6. Как строятся сложносоставные запросы?

7. Как обновляется информация в базах данных?

Задания

 

1. Составьте базу данных «Телефонный справочник» с телефонами своих друзей и родных с указанием фамилий и имен. Упорядочите базу данных по фамилиям.

2. Составьте базу данных о своих родных: маме, папе, сестрах, братьях, дедушках и бабушках с указанием их дней рождения и месте работы или учебы. Упорядочите базу данных по возрасту и приведите примеры запросов.

3. Составьте базу данных о своих друзьях с указанием их возраста, места учебы, профессий и любимых увлечений. Упорядочите базу данных в алфавитном порядке по именам друзей и приведите примеры запросов.

4. Составьте базу данных по своей успеваемости, включая оценки по математике и информатике. Упорядочите базу данных в порядке убывания оценок по:

а) математике; б) информатике.

5. Составьте по журналу успеваемости базу данных по следующим предметам:

а) математике; в) физике;

б) информатике; г) литературе.

Укажите запросы на поиск студентов, не имеющих:

а) ни одной двойки; в) ни одной тройки;

б) ни одной четверки; г) ни одной пятерки.