БАЗЫ ДАННЫХ

изучение теоретических принципов организации баз данных, методов анализа и моделирования предметных областей с целью создания баз данных, этапов проектирования, разработки и функционирования баз данных, систем управления базами данных, приобретения практических навыков управления базами данных и разработки прикладных программ для баз данных.
должны знать:
- концепции моделирования предметных областей, характерные для различных моделей данных;
- структуру и принципы организации баз данных;
- этапы проектирования БД и ИС на их основе;
- средства работы с БД с использованием языка запросов SQL;
- структуру и принципы функционирования систем управления базами данных;
функциональные возможности и средства использования СУБД MS Access.
Цель курса:
Цель и задачи курса
должны уметь:
- для заданной предметной области проектировать схему базы данных;
- работать с базами данных средствами SQL;
- использовать СУБД для работы с БД и разработки прикладных приложений для БД.
По результатам изучения курса ученики

Основные понятия
Данные – информация, отражающая определенное состояние некоторой предметной области в конкретной форме представления и содержащая лишь наиболее существенные с точки зрения целей и задач сбора и обработки информации фрагменты действительности.
Знания – закономерности предметной области (принципы, связи, законы), полученные в результате практической деятельности и профессионального опыта, позволяющие специалистам ставить и решать задачи в этой области.
Информация – сведенья о лицах, предметах, фактах, событиях и процессах независимо от способа их представления.
База данных – это компьютеризованная система, предназначенная для хранения информации
и предоставления ее по требованию.

Перечисление фактов в виде произвольного текста:
1) Вовочка любит Вовочку (эгоист).
2) Петя любит Машу (взаимно).
3) Маша любит Петю (взаимно).
4) Маша любит Машу (себя не забывает).
5) Лена любит Петю (несчастная любовь).
В виде графа взаимоотношений
Сохраняется семантика, т.е. обеспечено однозначное понимание пользователем, но с трудом поддается алгоритмической обработке.
Вовочка
Лена
Маша
Петя
любит
любит
любит
любит
любит
Изображение наглядно как конечная форма представления информации для пользователя, но хранить данные в графическом виде неудобно.
Способы представления данных
i
i

Таблица удобна в обработке и компактно хранится, но даже небольшое изменение требует перестройки всей таблицы.
Представление данных в виде таблицы взаимоотношений
i

Таблица удобна в обработке и компактно хранится, а также при добавлении новых действующих лиц просто добавляются новые строки.
Заголовок таблицы
Тело таблицы
Строка / запись
Столбец / поле
Представление данных в виде таблицы фактов
i

Недостатки:
избыточность информации;
несоответствие предметной области.
БД «Предприятие»(1-й вариант)
Отделы-Сотрудники-Проекты-Задания
БД «Предприятие»(2-й вариант)
Отделы
Проекты
Сотрудники
Задания
Пример реляционной базы данных

Преимущества БД по сравнению с традиционными бумажными технологиями:
компактность;
скорость; низкие трудозатраты;
применимость.
Предпосылки появления БД:
1) Появление запоминающих устройств, сохраняющих информацию после выключения электрического питания;
2) Смена магнитных лент и барабанов на съемные магнитные диски с подвижными головками.
Предпосылки появления и преимущества БД

Физическая организация БД
Храниться неструктурированная информация
В каждом файле храниться отдельная самостоятельная информация
Не поддерживаются специальные языки
Не поддерживается реальная параллельная работа пользователей
Не обеспечивается восстановление информации после сбоев
Файловые системы
СУБД
Необходимо хранить сложно структурированную информацию
Необходимо поддерживать согласованность информации в файлах
Реализована поддержка языков запросов к данным (SQL)
Поддерживается реальная параллельная работа с данными
Поддерживается восстановление информации после мягких и жестких сбоев
Способ хранения информации
Управление единицами хранения информации
Поддержка специальных языков работы с информацией
Многопользовательский доступ к информации
Защита информации

Поддержка языка запросов к данным
SELECT ФАМ FROM СОТРУДНИКИ WHERE Н_ОТД=1;
Например:
получить фамилии сотрудников, которых работают в первом отделе.
СОТРУДНИКИ
Запрос на языке SQL:
Результат:

СУБД - система управления данными, обеспечивающая такие функциональные возможности: поддержание логически согласованного набора файлов; обеспечение языка манипулирования данными; восстановление информации после разного рода сбоев; параллельная работа нескольких пользователей.
База данных
Система управления базой данных (СУБД)
Конечные пользователи
Прикладные программы
Архитектура информационной системы

Использование СУБД для создания информационных систем
Объектно-ориентированная среда визуального проектирования и программирования Borland C++ Builder
ИС поддержки деятельности ресторана
ИС «Телефонный справочник»
Машина вывода на БД (BDE)
Разрабатывается с помощью
Разраб-ся с помощью
Обменивается данными
Обменивается данными

Архитектура систем баз данных
Внутренний уровень – уровень наиболее близкий к физическому хранению, т.е. связан со способами сохранения информации на физических устройствах хранений;
Внешний уровень – наиболее близок к пользователям, т.е. связан со способами представления данных для отдельных пользователей;
Концептуальный уровень – связан с обобщенным представлением информации у пользователей.
Внешний уровень
Концептуальный уровень
Внутренний уровень

Аппаратное обеспечение ИС
накопители для хранения информации (диски с перемещаемыми головками) вместе с устройствами ввода-вывода, контроллерами устройств, каналами ввода-вывода;
процессор вместе с оперативной памятью, которая используется для работы программного обеспечения.
Программное обеспечение ИС
система управления базами данных (database management system - DBMS) или диспетчер базы данных (database manager);
утилиты восстановления БД, копирования БД и т.д.;
структурированный язык запросов SQL;
прикладное программное обеспечение.
Аппаратное и программное обеспечение ИС
Информационная система (ИС)– программная система, работающая на основании базы данных и обеспечивающая сбор, обработку, хранение, анализ и выдачу информации, необходимой для обеспечения управленческой деятельности и технологических процессов.

прикладные программисты – отвечают за написание прикладных программ, использующих БД (используют языки программирования C++ (Builder), Pascal (Delphi) и т.п.);
конечные пользователи – работают с системами БД непосредственно через прикладное приложение или через встроенное приложение (процессор языка запросов);
администраторы:
- администратор данных (АД) – владеет сведениями об информации, необходимой для описания объектов или процессов предметной области; определяет группу лиц, имеющих доступ к БД, их полномочия. Т.е. это нетехнический специалист, хорошо разбирающийся в предметной области;
- администратор базы данных (АБД) – обладает техническими знаниями об аппаратном и программном обеспечении БД; отвечает за поддержание целостность БД, ее востановление и своевременное копирование, обеспечивает технические аспекты защиты данных от несанкционированного доступа.
Пользователи ИС

Проектирование («бумажная» стадия жизни системы) – выполняется посредством изучения предметной области и требований, предъявляемых к информационной системе. Производится выбор:
Структуры данных и стратегии их хранения в памяти ЭВМ;
Технологии обслуживания ИС и взаимодействия с ней конечных пользователей;
Технических и стандартных программных средств;
2) Реализация – материализация проекта, т.е. перенесение его в память ЭВМ. На этапе выполняются:
Разрабатывается и отлаживается программное обеспечение ИС;
Создается отладочная БД;
Тестируется и корректируется технология обслуживания ИС;
3) Эксплуатация - начинается с наполнения системы реальной информацией. Включает также:
Обеспечение защиты данных;
Анализ и управление эффективностью системы;
Совершенствование и последующее развитие ИС и т.п.
Жизненный цикл ИС

Реляционная СУБД MS Access
1) поддержка согласованых данных в виде одного файла с расширением .mdb;
2) поддержка работы нескольких пользователей (не более 10 человек);
3) защита от несанкционированного доступа через систему паролей;
4) поддержка языка SQL.
Основные характеристики СУБД
Версии СУБД
Access предоставляет средства по созданию информационной системы:
- для создания макросов, аналогичные тем, что имеются в Word и Excel;
- для полноценной работы с языком Visual Basic for Applications (VBA).
Access 97;
Access 2000/2003/2008/2010.

Использование Microsoft Access