Презентация "Базы данных. Информационные системы" скачать бесплатно


Презентация "Базы данных. Информационные системы"


Подписи к слайдам:
Программное обеспечение (ПО)

БАЗЫ ДАННЫХ. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

  • © К.Ю. Поляков, 2007-2008
  • Информационные системы
  • Базы данных (БД)
  • Реляционные БД

БАЗЫ ДАННЫХ. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

  • © К.Ю. Поляков, 2007-2008
  • Тема 1. Информационные системы

  • <number>
  • Определения
  • База данных (БД) – это хранилище данных о некоторой предметной области, организованное в виде специальной структуры.
  • Важно:
    • данные о некоторой области (не обо всем)
    • упорядоченные
  • Система управления базой данных (СУБД) – это программное обеспечение для работы с БД.
  • Функции:
    • поиск информации в БД
    • выполнение несложных расчетов
    • вывод отчетов на печать
    • редактирование БД
  • Информационная система = БД + СУБД!
  • !

  • <number>
  • Типы информационных систем
  • локальные ИС БД и СУБД находятся на одном компьютере.
  • файл-серверные БД находится на сервере сети (файловом сервере), а СУБД на компьютере пользователя.
  • клиент-серверные БД и основная СУБД находятся на сервере, СУБД на рабочей станции посылает запрос и выводит на экран результат.

  • <number>
  • Локальные ИС
  • БД
  • СУБД
  • автономность (независимость)
  • с БД работает только один человек
  • сложно обновлять при большом количестве пользователей
  • практически невозможно «стыковать» изменения, вносимые несколькими пользователями

  • <number>
  • Файл-серверные ИС
  • БД
  • СУБД
  • СУБД
  • СУБД
  • СУБД
  • несколько человек работают с одной базой
  • основную работу выполняют рабочие станции (РС), они должны быть мощными
  • для поиска строки на РС копируется вся БД – нагрузка на сеть
  • слабая защита от взлома (только на РС)
  • проблемы при одновременном изменении с разных РС

  • <number>
  • Клиент-серверные ИС
  • БД
  • СУБД-клиент
  • СУБД-клиент
  • СУБД-клиент
  • основную работу выполняет сервер
  • проще модернизация (только сервер)
  • по сети идут только нужные данные
  • защита на сервере (сложнее взломать)
  • разделение доступа (очередь заданий)
  • запрос
  • на SQL
  • ответ
  • СУБД-сервер:
    • MS SQL Server
    • Oracle
    • MySQL
  • SQL (Structured Query Language)язык структурных запросов
  • сложность настройки
  • высокая стоимость ПО (тысячи $)

БАЗЫ ДАННЫХ. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

  • © К.Ю. Поляков, 2007-2008
  • Тема 2. Базы данных

  • <number>
  • Типы баз данных
  • табличные БД данные в виде одной таблицы
  • сетевые БД набор узлов, в котором каждый может быть связан с каждым.
  • иерархические БД в виде многоуровневой структуры
  • реляционные БД (99,9%) набор взаимосвязанных таблиц

  • <number>
  • Табличные БД
  • Фамилия
  • Имя
  • Адрес
  • Телефон
  • Петров
  • Вася
  • Суворовский пр., д. 32, кв. 11
  • 275-75-75
  • Иванов
  • Дима
  • Кирочная ул., д.25, кв.12
  • 276-76-76
  • Модель – картотека
  • Примеры:
    • записная книжка
    • каталог в библиотеке
  • Петров Вася Суворовский пр., д. 32, кв. 11
  • 275-75-75
  • записи
  • самая простая структура
  • все другие типы БД используют таблицы
  • во многих случаях – дублирование данных:
  • поля
  • А.С. Пушкин
  • Сказка о царе Салтане
  • 20 стр.
  • А.С. Пушкин
  • Сказка о золотом петушке
  • 12 стр.

  • <number>
  • Табличные БД
  • Количество полей определяется разработчиком и не может изменяться пользователем.
  • Любое поле должно иметь уникальное имя.
  • Поля могут иметь различный тип:
    • строка символов (длиной до 255 символов)
    • вещественное число (с дробной частью)
    • целое число
    • денежная сумма
    • дата, время, дата и время
    • логическое поле (истина или ложь, да или нет)
    • многострочный текст (МЕМО)
    • рисунок, звук или другой объект (объект OLE)
  • Поля могут быть обязательными для заполнения или нет.
  • Таблица может содержать сколько угодно записей (это количество ограничено только объемом диска); записи можно добавлять, удалять, редактировать, сортировать, искать.

  • <number>
  • Ключевое поле (ключ таблицы)
  • Ключевое поле (ключ) – это поле (или комбинация полей), которое однозначно определяет запись.
  • В таблице не может быть двух записей с одинаковым значением ключа.
  • Могут ли эти данные быть ключом?
    • фамилия
    • имя
    • номер паспорта
    • номер дома
    • регистрационный номер автомобиля
    • город проживания
    • дата выполнения работы
    • марка стиральной машины
  • ?

  • <number>
  • Сетевые БД
  • Сетевая БД – это набор узлов, в которых каждый может быть связан с каждым (схема дорог).
  • Б
  • Г
  • А
  • В
  • лучше всего отражает структуру некоторых задач (сетевое планирование в экономике)
  • сложно хранить информацию о всех связях
  • запутанность структуры
  • Можно хранить в виде таблицы, но с дублированием данных!
  • !
  • Старые Васюки
  • Новые Васюки
  • Средние Васюки
  • Васюки

  • <number>
  • Иерархические БД
  • Иерархическая БД – это набор данных в виде многоуровневой структуры (дерева).
  • Мои документы
  • Мой компьютер
  • Сетевое окружение
  • Мои рисунки
  • Моя музыка
  • Мои видеозаписи
  • С:
  • A:
  • D:
  • Учебники
  • Задания
  • Рабочий стол
  • Рисунки

  • <number>
  • Иерархические БД
  • Прайс-лист:
  • Продавец (уровень 1)
  • Товар (уровень 2)
  • Модель (уровень 4)
  • Цена (уровень 5)
  • Изготовитель (уровень 3)
  • $306
  • $312
  • S93
  • X93B
  • Sony
  • Phillips
  • Samsung
  • Мониторы
  • Принтеры
  • Кей

  • <number>
  • Иерархические БД
  • Приведение к табличной форме:
  • Продавец
  • Товар
  • Изготовитель
  • Модель
  • Цена
  • Кей
  • Монитор
  • Sony
  • S93
  • $306
  • Кей
  • Монитор
  • Sony
  • X93B
  • $312
  • Key
  • Монитор
  • Phillips
  • 190 B5 CG
  • $318
  • Кей
  • Монитор
  • Samsung
  • SyncMaster 193P
  • $452
  • дублирование данных
  • при изменении адреса фирмы надо менять его во всех строках
  • нет защиты от ошибок ввода оператора (КейKey), лучше было бы выбирать из списка

БАЗЫ ДАННЫХ. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

  • © К.Ю. Поляков, 2007-2008
  • Тема 3. Реляционные базы данных

  • <number>
  • Реляционные БД
  • 1970-е гг. Э. Кодд, англ. relation – отношение.
  • Реляционная база данных – это набор простых таблиц, между которыми установлены связи (отношения) с помощью числовых кодов.
  • Продавцы
  • Код
  • Название
  • Адрес
  • Телефон
  • Сайт
  • Изготовители
  • Код
  • Название
  • Страна
  • Сайт
  • Модели
  • Код
  • Название
  • Код изготовителя
  • Товары
  • Код
  • Название
  • Прайс-лист
  • Код записи
  • Код продавца
  • Код изготовителя
  • Код товара
  • Код модели
  • Цена

  • <number>
  • Реляционные БД
  • нет дублирования информации;
  • при изменении адреса фирмы достаточно изменить его только в таблице Продавцы;
  • защита от неправильного ввода: можно выбрать только фирму, которая есть в таблице Продавцы;
  • механизм транзакций: любые изменения вносятся в базу только тогда, когда они полностью завершены.
  • сложность структуры (не более 40-50 таблиц);
  • при поиске надо обращаться к нескольким таблицам;
  • нужно поддерживать целостность: при удалении фирмы-продавца надо удалять все связанные записи (автоматически, каскадное удаление).

  • <number>
  • Связи между таблицами
  • Один к одному («1-1») – одной записи в первой таблице соответствует ровно одна запись во второй. Применение: выделение часто используемых данных.
  • Код
  • Фамилия
  • Имя
  • 1
  • Иванов
  • Кузьма
  • 2
  • Петров
  • Василий
  • Код
  • Год рожд.
  • Адрес
  • 1
  • 1992
  • Суворовский, д.20, кв. 6
  • 2
  • 1993
  • Кирочная, д. 30, кв 18
  • 1
  • 1
  • Один ко многим («1- ») – одной записи в первой таблице соответствует сколько угодно записей во второй.
  • Код
  • Название
  • 1
  • Монитор
  • 2
  • Винчестер
  • Код
  • Код товара
  • Цена
  • 123
  • 1
  • 10 999
  • 345
  • 1
  • 11 999
  • 1
  • товары
  • прайс-лист

  • <number>
  • Связи между таблицами
  • Многие ко многим (« - ») – одной записи в первой таблице соответствует сколько угодно записей во второй, и наоборот.
  • Код
  • Фамилия
  • 1
  • Иванов
  • 2
  • Петров
  • Код
  • Название
  • 1
  • История
  • 2
  • География
  • 3
  • Биология
  • Реализация – через третью таблицу и две связи «1-».
  • Код
  • Фамилия
  • 1
  • Иванов
  • 2
  • Петров
  • Код
  • Название
  • 1
  • История
  • 2
  • География
  • 3
  • Биология
  • Код
  • Код учителя
  • Код предмета
  • Класс
  • 1
  • 1
  • 1
  • 9-А
  • 2
  • 1
  • 2
  • 8-Б
  • 3
  • 2
  • 3
  • 7-В
  • расписание
  • учителя
  • предметы
  • 1
  • 1

  • <number>
  • Нормализация базы данных
  • Нормализация – это разработка такой структуры БД, в которой нет избыточных данных и связей.
  • Любое поле должно быть неделимым.
  • Фамилия и имя
  • Иванов Петр
  • Петров Иван
  • Фамилия
  • Имя
  • Иванов
  • Петр
  • Петров
  • Иван
  • Не должно быть полей, которые обозначают различные виды одного и того же, например, товаров.
  • Год
  • Бананы
  • Киви
  • 2006
  • 3200
  • 1200
  • 2007
  • 5600
  • 1500
  • Год
  • Код товара
  • Кол-во
  • 2006
  • 1
  • 1200
  • 2007
  • 2
  • 1500
  • Код
  • Товар
  • 1
  • Бананы
  • 2
  • Киви
  • 1

  • <number>
  • Нормализация базы данных
  • Любое поле должно зависеть только от ключа (ключ – это поле или комбинация полей, однозначно определяющая запись).
  • Код
  • Название
  • Цена
  • 1
  • Монитор
  • 9 000 р.
  • 2
  • Винчестер
  • 11 000 р.
  • Не должно быть полей, которые могут быть найдены с помощью остальных.
  • Код
  • Товар
  • Цена за тонну
  • Кол-во, тонн
  • Стоимость
  • 1
  • Бананы
  • 1200
  • 10
  • 12 000
  • 2
  • Киви
  • 1500
  • 20
  • 30 000
  • товары
  • зависит не только от названия товара!
  • прайс-лист

  • <number>
  • Поиск в базах данных
  • Линейный поиск – это перебор всех записей до тех пор, пока не будет найдена нужная.
  • Код
  • Фамилия
  • 1
  • Сидоров
  • 2
  • Ветров
  • 1024
  • Померанцев
  • Иванов?
  • 1024 сравнения!
  • данные не надо предварительно готовить
  • низкая скорость поиска

  • <number>
  • Двоичный поиск
  • Разделить область поиска на две равные части.
  • Определить, в какой половине находится нужный объект.
  • Перейти к шагу 1 для этой половины.
  • Повторять шаги 1-3 пока объект не будет «пойман».

  • <number>
  • Поиск в базах данных
  • 1
  • Андреев
  • 2
  • Барсуков
  • 512
  • Ковалев
  • 1023
  • Юрьев
  • 1024
  • Яшин
  • Двоичный поиск в БД – требует предварительной сортировки.
  • Иванов?
  • 1
  • Андреев
  • 255
  • Журов
  • 512
  • Ковалев
  • 1024
  • Яшин
  • 255
  • Журов
  • 383
  • Игнатьев
  • 512
  • Ковалев
  • Сколько сравнений?
  • ?
  • записи надо отсортировать по нужному полю
  • можно использовать только для одного поля.
  • быстрый поиск
  • 11 сравнений!

  • <number>
  • Поиск по индексам
  • Индекс – это вспомогательная таблица, которая предназначена для быстрого поиска в основной таблице по выбранному столбцу.
  • Таблица
  • Номер
  • Дата
  • Товар
  • Количество
  • 1
  • 02.02.2006
  • Киви
  • 6
  • 2
  • 01.11.2006
  • Бананы
  • 3
  • 3
  • 12.04.2006
  • Апельсины
  • 10
  • Индексы:
  • по дате
  • Номер
  • Дата
  • 1
  • 02.02.2006
  • 3
  • 12.04.2006
  • 2
  • 01.11.2006
  • по товару
  • по количеству
  • Номер
  • Товар
  • 3
  • Апельсины
  • 2
  • Бананы
  • 1
  • Киви
  • Номер
  • Количество
  • 2
  • 3
  • 1
  • 6
  • 3
  • 10

  • <number>
  • Поиск по индексам
  • Алгоритм:
    • двоичный поиск по индексу – найти номера нужных записей;
    • выбрать эти записи по номерам из основной таблицы.
  • индексы занимают место на диске;
  • при изменении таблицы надо перестраивать все индексы (в СУБД – автоматически).
  • двоичный поиск по всем столбцам, для которых построены индексы

  • <number>
  • Конец фильма