Базы данных

С возникновением письменности и изобретением бумаги человек обрел возможность накапливать, хранить и передавать информацию больших объемов в более надежном виде.
библиотеки и архивы - поиск нужной информации.

Что такое информационная система?
Информационные системы – системы, предназначенные для хранения и обработки больших объемов информации об объектах, процессах, явлениях реального мира.
Библиотека – информационная система

Определение ИС
Информационные системы (ИС) – взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, пополнения, обработки и выдачи необходимой информации в интересах достижения поставленной цели.

Структурирование данных
Данные представленные в крупной ИС должны быть определенным образам структурированы.
В противном случае невозможно будет обеспечить быстрый поиск и представления информации в доступном виде.

Структурирование данных
1996, «Практическое руководство по SQL», 320 с.,5-88782-132-9; «Диалектика», 97 год, BHV, Введение в системы баз данных, 704 стр.,89 руб., тысяча девятьсот девяноста седьмой год ;96 р., 130 рублей, 996-506-094-5, Питер пресс, Эффективная работа с СУБД.
Неструктурированные данные

Структурирование данных
Структурированные данные

Структурирование данных
Структура несет новое содержание, новое качество, новую информацию.
Одним из самых ярких примеров удачного структурирования информации является таблица Д. И. Менделеева.
Она показывает, как много полезной информации можно предоставлять хорошо организованная структура данных.

БД и СУБД
База данных (БД) – это совокупность структурированных данных, относящаяся к определенной предметной области и отражающая свойства объектов и их отношения.
Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания БД, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

БД – это файл данных
СУБД – это программа, позволяющая управлять базами данных
Microsoft Access
Paradox
Oracle

Microsoft Access

Модели данных
В любой БД информация представляется в виде определенной структуры:
иерархическая
табличная
сетевая

Иерархическая модель данных
Песня (Код песни, Название, № песни в альбоме, время звучания)
Группа (Код группы, название, дата создания, страна)
Альбом (Код альбома, название, год выпуска, фирма)
12
Help!
1965
Parlaphone
42
With The Beatles
1963
Parlaphone
2
Love Songs
1977
Capitol
6
I Need You
2,31
23
Girl
2,33
7 The Beatles 1961 Англия
12
Yesterday
2,07

Иерархическая модель данных
Иерархическая модель представляет собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих ориентированный граф (перевернутое дерево).
К каждой записи существует только один иерархический путь от корневой записи

Сетевая модель данных
Альбом (Код альбома, название, год выпуска, фирма)
Песня (Код песни, название, время звучания)
12
Help!
1965
Parlaphone
42
With The Beatles
1963
Parlaphone
11
The Game
1980
EMI
12
Yesterday
2,07
6
I Need You
2,31
23
Girl
2,33
14
Rock It
4,32
2
Love Songs
1977
Capitol

Реляционная модель данных
Эта модель характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением

Реляционная модель данных
Реляционная модель построена на основе таблицы или связанных между собой таблиц.
Каждая таблица содержит однородную информацию об объектах, процессах или явлениях некоторой предметной области.

Объект – Группа
Свойства - Код группы, Название, Дата создания, Страна
Атрибут – некий показатель, характеризующий объект
Каждая строка таблицы есть совокупность значений атрибутов, относящихся к конкретному объекту.
В терминах реляционных баз данных строку называют записью (кортеж), а столбец полем

Реляционные таблицы обладают определенными свойствами
каждый элемент таблицы – это один элемент данных
На пересечении строки и столбца находится атомарное (неделимое, не имеющее внутренней структуры) значение.
Нарушено свойство атомарности!

Свойства реляционных таблиц
2. все столбцы однородные
3. каждое поле таблицы имеет уникальное имя
4. порядок строк и столбцов может быть произвольным

Свойства реляционных таблиц
5. Отсутствуют одинаковые записи:
То есть в таблице не должно быть
одинаковых строк данных.
Следствием этого является положение, что в любой таблице должно быть поле или набор полей, значения данных, в которых отличаются для каждой записи этой таблицы
Потенциальный ключ – это поле или набор полей, которые однозначно определяют соответствующую запись

Потенциальные ключи
Потенциальные ключи:
№ личного дела,
№ зачетки
Фамилия + Имя + Отчество + Дата рождения + Улица + Дом + Квартира

Потенциальные ключи
Если потенциальных ключей несколько, то один из них выбирается за основной (первичный ключ).

Потенциальный ключ
По первичному ключу выполняется автоматическое упорядочивание записи, что ускоряет поиск информации.
Первичные ключи в СУБД обеспечивают основной механизм адресации на уровне записи.
В MS Access – ключевое поле.

Многотабличные БД
Чаще всего структура БД представлена в виде нескольких таблиц, связанных между собой через общие атрибуты.

Необходимость использования в БД нескольких таблиц
При внесении в нее данных об альбомах определенной группы, каждый раз приходиться дублировать информацию первых трех полей таблицы

Представленную выше таблицу разобьем на две: Альбомы и Группы
Группы
Альбомы

Как связать таблицы между собой?
Группы
Альбомы
Эти таблицы связаны между собой через общие атрибуты (№ группы).
Для обеспечения связи между таблицами используются внешние ключи.
Значения внешнего ключа формируются на основе значений соответствующего ему первичного ключа.
Внешний ключ

Типы связей между таблицами
Связи между таблицами очень важны, поскольку они указывают, как находить, размещать и использовать информацию из полей двух или более таблиц.
Кроме того, связи отражают правила отношения между объектами, представленными в различных таблицах.
Существует три типа связей:
один-к-одному, 1-1
один-ко-многим, 1-∞
многие-ко-многим. ∞-∞

Связи в MS Access

Связь один-ко-многим (1 – М)
Группы 1 - М Альбомы
Этот тип связи соответствует отношению между таблицами Группа и Альбомы.
У каждой группы может быть несколько альбомов, но любой альбом может быть выпущен одной определенной группой.
Таблица со стороны отношения 1 называется главной, таблица же со стороны многие – подчиненной.
Группа
Альбом2
Альбом1

Связь один-ко-многим (1 – М)
Группы
Альбомы
Значения внешнего ключа формируются на основе значений соответствующего ему первичного ключа.

Связь многие-ко-многим (М –М)
группа М – М музыкант
Например, в группе может играть несколько музыкантов, а любой музыкант может играть в нескольких музыкальных группах.
Группа 1
Группа 2

Связь многие-ко-многим (М –М)
1
М
М
1
Группы
Музыканты
Таблица 3

Целостность данных
Целостность данных - наличие некоторых правил призванных обеспечить непротиворечивость информации хранимой в БД.
Общие правила целостности, связаны с понятиями первичных и внешних ключей.

Целостность данных
Правило 1. Правило целостности объекта.
Ни один элемент первичного ключа не может содержать пустого значения.
Сотрудники

Целостность данных
Правило 2. Правило ссылочной целостности .
Текущее значение внешнего ключа должно совпадать со значением соответствующего ему первичного ключа или являться пустым значением

Правило ссылочной целостности

Реляционные операторы и язык SQL
SQL не является языком программирования в традиционном представлении.
На нем пишутся не программы, а запросы к базе данных.
Поэтому SQL - декларативный язык. Это означает, что с его помощью можно сформулировать, что необходимо получить, а не то, как это следует сделать.

Запрос на языке SQL состоит из одного или нескольких операторов, следующих один за другим и разделенных точкой с запятой.
INSERT
INTO Группы ( КодГруппы, НазваниеГруппы, ДатаСоздания, КодСтраны, ФотоГруппы, Описание )
VALUES (9, "Мумий троль", "12.01.98", 16, Null, Null);

Операторы языка SQL
Язык определения данных (ЯОД)
создание таблиц,
определение типов полей,
удаление таблиц
Язык манипулирования данными (ЯМД).
выбор данных,
вставка и удаление данных,
обновление значений в таблицах

Язык определения данных
CREATE TABLE Группы (Номер_группы integer, Название_группы text (20), Страна text (50), Дата_создания date, primary KEY (Номер_группы));
В результате выполнения этого оператора будет создана таблица Группы с первичным ключом Номер_группы, в которой значения поля:
Номер_группы могут быть целыми числами;
Название_группы - строка размером не более 20 символов;
Название_группы - строка размером не более 50 символов;
Дата_создания данные типа дата.

Язык определения данных
DROP TABLE Группы;
Результатом выполнения этого оператора будет удаление таблицы Группы вместе со всеми данными, если они есть.