Базы данных

Цели:
Познакомиться с основными идеями организации и обработки больших массивов информации.
Познакомится с технологиями СУБД (систем управления базами данных) на пример программы Access (OpenOffice Base).
*
Базы данных

СУБД (Система управления базами данных
*
- это совокупность программных средств, обеспечивающая возможность создания базы данных, доступа к данным и управление базой данных.

Примеры информационной
структуры
*
Базы данных
Примеры
Таблица Менделеева
Структура телефонной сети
Генеалогическое древо

Базы Данных
*
Базы данных
База данных - это инструмент для хранения и организации информации.
Основная функция БАЗ ДАННЫХ - выдавать ответы на поступающие запросы.

Примеры баз данных
*
Базы данных

Основные определения
Объект БД
Данное
*
Базы данных
Это нечто существующее и различимое, т.е. объектом можно назвать то "нечто", для которого существует способ отличать один подобный объект от другого.
Это показатель, который характеризует некий объект и принимает для конкретного экземпляра объекта некоторое числовое или текстовое значение.

Объект и данное
*
Базы данных

Проектирование ИС или БД
Выбор объектов
Задание данных описывающих объекты
Подходы к структурированию информации
либо ввести какие-то соглашения о структуре информации (т.е. упростить работу)
либо, наоборот, придумать алгоритмы работы с информацией произвольной структуры.
*
Базы данных

*
Базы данных
Информация
Структурированная
информация
Средства
представления
информации

Структурирование данных
Присвоить данному имя и наименование
(например, Год рождения и Год_рожд)
Определить тип и формат данного
(например, числовой и 156,82)
Выбрать «ключевые» данные
Повторяющиеся группы
*
Базы данных

Двухмерная структура
БД - Телефонный справочник
Объекты - номера телефонов
Данные (все текстовые - символьные):
номер телефона;
имя абонента;
адрес абонента;
категория абонента.
*
Базы данных

Таблицы (оперативная и словарь)
*
Базы данных

Телефонный справочник
*
Базы данных
Мы получили простую двухмерную таблицу, где строки-объекты, а столбцы - данные. Далее будем называть строки - Записями, а столбцы - Полями.

Теперь Вы можете от машины
получить любую строчку Вашей таблиц,
отсортировать все записи по любому из полей,
выбрать телефоны определенной категории,
распечатать таблицу и т.п.
*
Базы данных

Типы данных (полей)
Числовой
Символьный
Дата/время
Логический
OLE-объект
Денежный
Счетчик
Гиперссылка
Подстановка
*
Базы данных
1, 342.45, 1Е-6
ФИО, адрес
ДД-ММ-ГГГГ, ММ/ДД/ГГ
True/False, 1 или 0
$100, 100р, €100
1,2,3,4,5 и т.д.
Базы данных 1.ppt
Муж/Жен, Да/Нет,

Типы структур (моделей) БД
Двухмерная или табличная (или реляционная)
Иерархическая
Сетевая
*
Базы данных

Типы структур БД
Реляционная
Иерархическая
Сетевая
*
Базы данных
Фирмы
А
391
Б
В
752
391
391
102
Машина
Завод
Хозяин
Цвет
Номер

Типы структур БД
Для иерархических структур характерна подчиненность объектов нижнего уровня объектам верхнего уровня. В дереве, между верхними и нижними объектами, задано отношение «один ко многим». Исходные элементы порождают подчиненные.
Сети имеют много уровней взаимосвязанных объектов, между которыми задано отношение «многие ко многим». Сетевая организация обладает большей гибкостью и облегчает процесс поиска требуемых данных.
*
Базы данных

Реляционные базы данных
Реляционные базы данных получили наибольшее распространение, т.к. они обладают преимуществом - наглядность и понятность для пользователя табличной структуры.
К реляционной структуре можно свести любой тип структуры данных (деревья и сети).
Название “реляционная” (от relational - отношение) связано с тем, что каждая запись в таблице содержит информацию, относящуюся только к одному конкретному объекту.
Чаще всего база данных строится на основе нескольких таблиц, связанных между собой.
*
Базы данных

Понятие ЗАПИСИ БД
*
Базы данных
Каждая строка таблицы БД
содержит один блок данных
и представляет собой запись.
Каждая запись должна иметь
свой уникальный номер
Это 1-ая запись

Понятие ПОЛЯ БД
*
Базы данных
Колонки в таблице БД называются
ПОЛЯМИ
Любое поле имеет свое уникальное имя
В Access имена полей - до 256 символов.
Количество полей, имена, типы данных
задаются при формировании структуры таблицы

Процесс нормализации
*
Базы данных

Понятие DBF-файла
В СУБД типа dBase используются файлы в формате DBF (data base format):
В начале файла – строчка «заголовок» с полной информацией о таблице (имена полей, типы и длины данных, число строк в файле и т.п.)
Далее идут строки (с фиксированной длиной - равной сумме длин данных (плюс один служебный байт)
В конце файла код «26» - конец файла
*
Базы данных

Оперативные файлы и справочники
Отличия в процессе обработки и в частоте обновления.
Содержимое оперативных файлов с течением времени меняется.
Список фиксированных значений параметров целесообразно хранить в справочнике с условно-постоянной информацией.
*
Базы данных

Кодирование информации
Что понятнее? Кемеровский механический завод или 807? Или что понятнее - кодовое обозначение предприятия или наименование?
*
Базы данных
Во-первых, увеличивается объем данных;
во-вторых БД может потерять доверие.
Непременное условие корректности КОДА
– его УНИКАЛЬНОСТЬ!
Примеры: КемГУ, М, Ж

Достоверность информации
*
Базы данных
Верификация данных – проверка условий на допустимые значения полей

Ключи таблицы
Главный ключ, простой ключ, составной ключ
Главный ключ должен быть уникальным!
*
Базы данных

Проблемы реляционного подхода
1) количество таблиц должно быть минимальным;
2) таблицы должны быть нормализованы.
Нормализация – это разбиение таблицы на две или более, обладающих лучшими свойствами при включении, изменении и удалении данных (в которых каждый факт появляется лишь в одном месте, т.е. исключена избыточность информации)
*
Базы данных

Основы автоматизированного поиска и отбора информации
Одна из основных функций информационной системы — обслуживание операций поиска и выборки данных и расчеты по введенным данным.
1. Аппарат логической алгебры (булевой алгебры). Алфавитный или систематический поиск.
*
Базы данных

Основы автоматизированного поиска и отбора информации
2. Языки манипулирования данными, позволяющие реализовать все операции реляционной алгебры. Среди них наиболее распространены SQL (Structured Query Language – структуризованный язык запросов) и QBE (Quere-By-Example – запросы по образцу).
*
Базы данных
Выбрать (Select) номер телефона из (from) таблицы (table) “Номера телефонов", где (where) номер равен (=) «25-25-25»

Основы автоматизированного поиска и отбора информации
3. Просмотр информации. Для того чтобы не перебирать все строки БД, можно применить,
например, «бинарный» метод поиска,
или использовать индексные файлы (относится к старым СУБД).
*
Базы данных
«Бинарный» метод: 1. Сортируем поле, 2. Делим пополам и выбираем среднюю запись. 3. Сравниваем, 4. Затем выбираем среднюю запись в одной из половин таблицы, 5. Сравниваем и т.д.

Назначение СУБД
*
Базы данных
Удобство работы с большими объемами информации
Быстрый поиск и сортировка данных
Представлять данные в различных видах
Внесение изменений в данные, добавление, удаление записей, изменение структуры базы
Обмен информацией с другими базами
Вывод на печать
Получение готовых форм различной отчетной документации

Примеры БД СУБД Access
*
Базы данных

OpenOffice Base
*
Базы данных

Программные системы СУБД
*
Базы данных
dBase подобные (dbf - формат):
dBase
FoxPro
Clipper
Не dBase типа:
Paradox
Clarion
de_Vista
Windows СУБД:
Access, Works (Microsoft)
Approach (Lotus)
Paradox (Borland)
OpenOffice Base
SQL-технология
(клиент-сервер)
SQL
Oracle, Centura, Sybase, Informix
ОО реляционные СУБД

Классификация БД (ИС)
Фактографические
Документальные
*
Базы данных
В них регистрируются факты –
конкретные значения данных
(атрибутов) об объектах реального
мира
Не предполагают однозначного
ответа на поставленный вопрос.
Образуют совокупность неструкту-
рированных объектов (текст, гра-
фики), снабженную аппаратом
поиска.

Классификация БД (ИС)
информационно-справочные системы
информационно-поисковые системы
системы оперативной обработки данных
Универсальные
Специализированные
*
Базы данных

Классификация БД
по различным признакам
По технологии обработки данных:
Централизованные (на одной ЭВМ, как, например, в локальных сетях)
Распределенные (информация на нескольких машинах)
Настольные (автономные)
*
Базы данных

По способу доступа:
*
Базы данных
БД с локальным доступом
БД с удаленным (сетевым) доступом:
По технологии запросов:

Access (OpenOffice Base)
Основное изучение отводится на практические занятия.
*
Базы данных

Объекты Access
*
Базы данных
Access представляет большой выбор способов хранения данных.
Компоненты, которые используются для хранения и представления данных называются объектами.

Таблицы в Access
*
Базы данных
Создание БД начинается с описания структур всех таблиц, которые образуют БД

Таблицы в OpenOffice Base
*
Базы данных

Формы
*
Базы данных
Позволяют удобно вводить и отображать данные, хранящиеся в отдельных записях.
Формы позволяют видеть столько данных из таблицы, сколько вы пожелаете.
Формат представления выбирается по собственному желанию.
Если вы редактируете данные в таблице, то Access обновляет соответствующую информацию в форме.

Формы
*
Базы данных

Формы
*
Базы данных

Формы в OpenOffice Base
*
Базы данных

ОТЧЕТЫ
*
Базы данных
При работе с данными часто приходится выводить информацию в различном виде. Access представляет инструменты для генерации Отчетов.
При составлении отчетов можно сортировать и группировать записи, производить вычисления над полями, представлять данные в любом формате

ОТЧЕТЫ
*
Базы данных

Отчеты в OpenOffice Base
*
Базы данных

ЗАПРОСЫ
*
Базы данных
Запрос в Access - это специально подготовленный вопрос об информации в базе данных.
При помощи запросов можно:
вести поиск или выбор данных, хранящихся в отдельных записях
производить вычисления
вставлять, изменять, удалять
комбинировать данные из таблиц.

Запросы в OpenOffice Base
*
Базы данных