Курс «Организация баз данных» (стр. 3 )

Реєстр Windows – ієрархічна БД

Рисунок 1_1_1. «Ієрархічна БД»

Мережний підхід до організації даних є розширенням ієрархічної моделі. В ієрархічній моделі запис - нащадок повинен мати тільки одного предка, у мережній структурі даних запис може мати будь-яке число предків.

 

Рисунок 1_1_2. «Мережна БД»

Реляційна модель опирається на систему понять реляційної алгебри: таблиця, відношення, рядок, стовпець, первинний ключ.

У реляційної БД вся інформація представлена у вигляді прямокутних таблиць. Реляційна модель розроблена Коддом на початку 70-х років. У таких БД набір повторюваних даних вноситься в окрему таблицю - довідник, завдяки йому виключено або зведено до мінімуму дублювання інформації.

 

Рисунок 1_1_3. «Реляційна БД»

4.  Реляційна база даних

Реляційні БД — це БД, дані в яких представлені у виді двовимірних таблиць, за допомогою яких можна описати предметну область.

Э. Кодд предложил использовать для обработки данных аппаратных теории множеств (объединение, пересечение, разность, декартово произведение). Любое представление данных сводится сводится к совокупности двумерных таблиц особого вида, известного в математике как отношение.

Наименьшая единица данных реляционной модели – это отдельное атомарное (неразложимое) для данной модели значение данных. Так, в одгной ПО фамилия, имя и отчество могут рассматриваться как единое значение, а в другой – как три различных значения.

Поняття, які використовуються у реляційних БД:

Клас об'єктів - сукупність об'єктів, що володіють однаковим набором властивостей. Об’єкти одного класа об’єднують у одну таблицю. Наприклад, у базі даних про ВНЗ класами об'єктів є студенти, викладачі, предмети. Для кожного окремого об'єкта з даного класу об'єктів у таблиці створюється окремий запис.

Запис БД (кортеж) - це рядок таблиці, конкретна реалізація (значення) поняття предметної області – мість інформацію про один об’єкт.

Поле БД (властивість, атрибут) - це стовпець у таблиці даних - властивість - атрибут даного поняття предметної області (певна частина інформації про деякий об'єкт).

Для кожного поля задається тип даних, що можуть знаходитися в ньому. Записи у таблиці відрізняються значеннями своїх полів.

Домен – множество атомарных значений одного и того же типа. Так, домен названий групп – множество названий групп в университете.

Домен – это набор допустимых значений для одного или нескольких атрибутов. Если в таблице базы данных или в нескольких таблицах присутствуют столбцы, обладающие одними и теми же характеристиками, можно описать тип такого столбца и его поведение через домен, а затем поставить в соответствие каждому из одинаковых столбцов имя домена. Домен определяет все потенциальные значения, которые могут быть присвоены атрибуту.

Таким образом, домен – именованное множество скалярных значений одного типа. Например, домен городов это множество всех возможных названий городов. Домены являются общими совокупностями значений из которых берутся реальные значения атрибутов.

Зв'язок (відношення) – спосіб, яким зв'язана інформація про різні об'єкти.

Ключове поле БД (ключ, первинний ключ) - поле або кілька полів, які однозначно ідентифікують запис.

При визначенні состава таблиць варто керуватися правилом: у кожній таблиці повинні зберігатися дані тільки про один клас об'єктів. Наприклад, в одній таблиці не можна зберігати анкетні дані студента й прізвища викладачів, яким він здавав іспити, тому що це властивості різних класів об'єктів.

Якщо в базі даних повинна втримуватися інформація про різні класи об'єктів, то вона повинна бути розбита на окремі таблиці. Зв'язок між таблицями здійснюється за допомогою загальних полів.

рис. 0.2 Отношение.

Зовнішній ключ - це стовпець, значення якого однозначно характеризують сутності, представлені рядками деякого іншого відношення, тобто задані значення їхнього первинного ключа.

Индексы представляют собой структуру, позволяющую выполнять ускоренный доступ к строкам таблицы на основе значений одного или более ее столбцов. Наличие индекса может существенно повысить скорость выполнения некоторых запросов и сократить время поиска необходимых данных за счет физического или логического их упорядочивания. Индекс – это набор ссылок, упорядоченных по определенному столбцу таблицы, который в данном случае будет называться индексированным столбцом. Хотя индекс и связан с конкретным столбцом (или столбцами) таблицы, все же он является самостоятельным объектом базы данных.

Физически индекс – всего лишь упорядоченный набор значений из индексированного столбца с указателями на места физического размещения исходных строк в структуре базы данных. Когда пользователь выполняет обращающийся к индексированному столбцу запрос, СУБД автоматически анализирует индекс для поиска требуемых значений.

Однако, поскольку индексы должны обновляться системой при каждом внесении изменений в их базовую таблицу, они создают дополнительную нагрузку на систему.

Индексы обычно создаются с целью удовлетворения определенных критериев поиска после того, как таблица уже находилась некоторое время в работе и увеличилась в размерах.

Гібрідні та об’єктно-орієнтовані

……

Поняття про елементи бази даних

БД включає таблиці, запити, звіти, форми та інші структурні елементи, які допомагають зберігати та обробляти дані і підтримувати порядок у них.

5. Жизненный цикл приложения баз данных

Система базы данных является фундаментальным компонентом более широкого понятия – инф. Системы организации. Поэтому жизненный цикл приложения БД неразрывно связан с жизненным циклом ИС.

ИС – ресурсы, которые позволяют выполнять сбор, корректировку и распространение информации внутри организации.

Действия, выполняемы на каждом этапе жизненного цикла БД:

Основні етапи проектування БД

Проектирование данных (базы данных) представляет собой процесс отображения исследуемых явлений реального мира в виде данных в памяти ЭВМ.

Конкретные явления реального мира представляющие интерес для проводимого исследования будем называть предметной областью.

Процесс проектирования (моделирования) базы данных представляет собой многоэтапный процесс.

Рассмотрим основные этапы этого процесса (рис. 14).

Рис. 14. Этапы проектирования базы данных

Заметим, что в представленном процессе проектирования достаточно часто возникает необходимость возврата на один или несколько шагов назад. Так, например, при проектировании логической модели (блок 5) не удается достичь адекватного представления концептуальной модели средствами модели данных СУБД. В этом же случае необ-ходимо либо вернуться на шаг назад и выбрать другую СУБД, либо вернуться к блоку 3 и изменить вид концептуальной модели. Так же, если полученные при реализации блока 7 оценки эксплуатационных характеристик не отвечают требованиям пользователя, возможны пересмотры всех ранее полученных решений (блоки 7, 6, 5, 4, 3).

5. Нормалізація бази даних

Нормалізація являє собою процес реорганізації даних шляхом ліквідації повторюваних груп і інших протиріч із метою приведення таблиць до виду, що дозволяє здійснювати несуперечливе й коректне редагування даних.

Остаточна мета нормалізації зводиться до одержання такого проекту БД, у якому кожний факт з'являється лише в одному місці, тобто виключена надмірність даних.

Надмірність інформації усувається не стільки з метою економії пам'яті, скільки для виключення можливої суперечності збережених даних і спрощення керування ними.

Використання ненормалізованих таблиць може привести до порушення цілісності даних у БД.

Проблеми, що виникають при використанні ненормалізованих таблиць:

Надмірність даних.

Аномалії відновлення.

Аномалії видалення.

Аномалії уведення.

Приклад опису предметної області «Приймальна комісія» для варіанта 31.

Ви працюєте в приймальній комісії в деякому ВНЗ України і ведете облік зарахування абітурієнтів на бюджетні місця. Абітурієнти складають іспити на один або декілька факультетів ВНЗ. Відомий розклад іспитів: дата, предмет іспиту, факультет, на який іспит задається. На іспитах абітурієнти отримують оцінки. Щодо кожного абітурієнта зберігаються деякі дані, зокрема, прізвище, ім'я, по батькові, номер і дата видачі атестата.

Структура ненормалізованої таблиці «Оцінки»:

Код оцінки

Прізвище

Ім'я

По батькові

Номер атестату

Дата видачі

Предмет

Дата іспиту

Тип іспиту

Факультет

Оцінка

Схема 3.1 «Оцінки»

Надмірність даних

Надмірність даних проявляється в тім, що в декількох записах таблиці БД повторюється та сама інформація. Наприклад, один і той абітурієнт може сдавати декілька іспитів, у тому числі на різні факультети. Таким чином, якщо він сдає декілька іспитів, то його особисті дані будуть дублюватися, що приведе до невиправданого збільшення обсягу зовнішньої пам'яті.