Понятия предметной области базы данных, системы управления базами данных. Классификация.

Базы данных являются одним из основных компонентов современных информационных систем. Информационная система – это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации.

Цель любой информационной системы – обработка информации конкретной предметной области.

Под предметной областью понимается совокупность связанных между собой функций, задач управления в некоторой области деятельности предприятия, с помощью которых достигается выполнение поставленной цели.

В широком смысле база данных – это совокупность сведений об объектах какой-либо предметной области. Информация в базе данных должна храниться в упорядоченном виде, т.е. данные должны быть структурированы. Структурирование данных это введение соглашений о способах представления данных.

База данных (БД) – это поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.

Особенностями такой совокупности данных являются:

- достаточно большие объемы информации;

- максимально возможная компактность хранения данных;

- возможность извлечения из базы данных разнообразной информации в определенной предметной области;

- удобные для пользователя вид и форма извлекаемой информации;

- высокая скорость доступа к данным;

- надежность хранения информации и возможность предоставления санкционированного доступа к данным для отдельных пользователей;

- удобство и простота конструирования пользователем запросов, форм и отчетов для выборки данных.

Создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляется с помощью специального программного инструмента – системы управления базами данных.

Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержки их в актуальном состоянии и организации поиска информации в них.

По технологии обработки базы данных делятся на централизованные и распределенные.

Централизованная база данных хранится в памяти одной машины.

Распределенная база данных состоит из нескольких частей, хранимых на нескольких машинах вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных - СУРБД.

Централизованные базы данных по способу доступа делятся на:

- базы данных с локальным доступом (данные и процедуры их обработки хранятся на одной машине);

- базы данных с удаленным (сетевым) доступом. СУБД с удаленным доступом могут быть построены с использованием архитектур файл-сервер и клиент-сервер.

 

32. Реляционная база данных и ее особенности. Виды связей между реляционными таблицами.

Реляционная модель данных представляется множеством взаимосвязанных двумерных таблиц. Каждая таблица содержит сведения об однородных объектах базы данных и обладает следующими свойствами:

- каждый элемент таблицы представляет собой один элемент данных;

- элементы одного столбца однородны;

- каждый столбец имеет уникальное имя;

- таблица не содержит двух и более одинаковых строк;

- порядок следования строк и столбцов произвольный.

Такие таблицы называются реляционными. Данные могут извлекаться одновременно из нескольких таблиц. Это оказывается возможным, если установить между таблицами связи. Таблицы связываются между собой для того, чтобы, в конечном счете, уменьшить объем БД. Связь каждой пары таблиц обеспечивается при наличии в них одинаковых столбцов.

Реляционные модели данных в настоящее время наиболее часто применяются при организации базы данных.

Строка реляционной таблицы - называется записью, а столбцы называются полями. Запись представляет собой один экземпляр информационного объекта. Поле отражает какое-то свойство этого объекта. Каждое поле характеризуется:

- именем;

- типом;

- размером.

Для однозначного определения каждой записи может использоваться ключ. Ключ может состоять из одного или нескольких полей записи. Если ключ состоит из нескольких полей, он называется составным. Ключ должен быть уникальным и однозначно определять запись. По значению ключа можно отыскать единственную запись. Ключи служат также для упорядочивания информации в БД.

Таблицы реляционной БД должны отвечать требованиям нормализации отношений. Нормализация отношений – это формальный аппарат ограничений на формирование таблиц, который позволяет устранить дублирование, обеспечивает непротиворечивость хранимых в базе данных, уменьшает трудозатраты на ведение базы данных.

Имеется три нормальные формы отношений.

Первая нормальная форма. Реляционная таблица приведена к первой нормальной форме, если все ее поля простые (т.е. далее неделимые). Так, если из таблицы Студент требуется получать сведения по имени студента, то поле ФИО следует разбить на части Фамилия, Имя, Отчество.

Вторая нормальная форма. Реляционная таблица задана во второй нормальной форме, если она приведена к первой нормальной форме, и каждое неключевое поле полностью зависит от любого возможного ключа. Чтобы привести таблицу ко второй нормальной форме, необходимо определить функциональную зависимость полей. Функциональная зависимость полей – это зависимость, при которой в экземпляре информационного объекта определенному значению ключевого реквизита соответствует только одно значение описательного реквизита.

Третья нормальная форма. Таблица находится в третьей нормальной форме, если она находится во второй нормальной форме, и отсутствует транзитивная зависимость полей. Транзитивная зависимость наблюдается в том случае, когда одно из двух описательных полей зависит от ключа, а другое описательный поле зависит от первого описательного поля.

Над реляционными таблицами возможны следующие операции:

- Объединение таблиц с одинаковой структурой. Результат – общая таблица: сначала первая, затем вторая (конкатенация).

- Пересечение таблиц с одинаковой структурой. Результат – выбираются те записи, которые находятся в обеих таблицах.

- Вычитание таблиц с одинаковой структурой. Результат – выбираются те записи, которых нет в вычитаемом.

- Выборка (горизонтальное подмножество). Результат – выбираются записи, отвечающие определенным условиям.