Презентация "Базы данных. Основные определения" скачать бесплатно


Презентация "Базы данных. Основные определения"


Подписи к слайдам:
Программа курса

Базы данных. Основные определения.

  • Данные - это ресурсы, к которым должны иметь доступ пользователи, обладающие соответствующими правами доступа.
  • База данных - это согласованный (непротиворечивый) набор данных, относящийся к конкретной задаче (задачам) вместе с логическими связями между данными.
  • Логические связи (схемы) определяют, как одни данные соотносятся с другими в соответствии с логической моделью БД. В этом состоит основное отличие БД от файла данных, в котором данные организованы по физическому признаку в виде последовательного набора записей.
  • Система управления базами данных представляет собой набор инструментальных средств, а чаще - реализованных программ, предназначенных для хранения базы данных, изменения ее содержимого, обеспечения ее сохранности и взаимодействия с пользователем.

Базы данных. Основные функции.

  • Обеспечение оперативного доступа к БД;
  • Защита целостности БД при аппаратных сбоях и программных ошибках;
  • разграничение прав доступа и защита от несанкционированного доступа к БД;
  • поддержка совместной работы нескольких пользователей с общей БД.
  • управление данными во внешней памяти;
  • управление буферами оперативной памяти;
  • управление транзакциями (последовательностями операций над БД);
  • журнализация и восстановление БД после сбоев;
  • поддержание языков БД.

Архитектура базы данных

  • Внешняя модель
  • данных 1
  • Внешняя модель
  • данных 2
  • Внешняя модель
  • данных n
  • Концептуальный уровень
  • База
  • данных

Архитектура базы данных

  • Уровень внешних моделей - самый верхний уровень, где каждая модель имеет свое «видение» данных. Каждое приложение видит и обрабатывает только те данные, которые необходимы именно этому приложению.
  • Концептуальный уровень - центральное управляющее звено, фактически он отражает обобщенную модель предметной области.
  • Физический уровень - собственно данные, расположенные в файлах или страничных структурах.
  • Логическая независимость предполагает возможность изменения одного приложения без корректировки других приложений.
  • Физическая независимость предполагает возможность переноса хранимой информации с одних носителей на другие при сохранении работоспособности всех приложений, работающих с данной базой данных.

Логическая организация баз данных.

  • Логическая организация баз данных - это логическая модель предметной области, отражающая три вида информации об объектах предметной области:
    • сведения об объектах предметной области;
    • их свойства;
    • их отношения.
  • Объекты на схеме определяются типами записей, свойства объектов - полями записей, отношения - определяют связи между типами записей и полями.
  • Виды логических моделей БД:
    • иерархическая;
    • сетевая;
    • реляционная.

Иерархическая модель

  • Факультет
  • Деканат
  • Курс
  • Кафедра
  • Дисциплина
  • Преподаватель
  • Студент
  • Группы
  • Основные информационные единицы: база данный, сегмент и поле.

Сетевая модель данных

  • Факультет
  • Курс
  • Кафедра
  • Деканат
  • Студент
  • Дисциплина
  • Группа
  • Преподаватель

Реляционная модель данных

  • В РМД информация о предметной области отображается таблицей-отношением (relation-отношение), отношение - «неупорядоченная таблица»;
  • Отношение можно представить в виде двумерного массива, содержащего записи одинаковой (для данной таблицы) структуры, называемых рядами или кортежами. Под структурой записи понимают набор именованных полей (колонок) или атрибутов.
  • Каждая строка в отношении описывает некий отдельный объект, поля содержат характеристики - значения признаков этих объектов, а сама таблица - это набор записей, объединенных по какому-либо признаку;
  • Каждый атрибут может принимать некоторое подмножество записей из определенной области - домена. Домен, таким образом, является областью определения одного или нескольких атрибутов. Отношениям, атрибутам и доменам присваиваются имена.

Реляционная модель данных

  • К отношениям РМД предъявляется ряд требований:
    • Значения атрибутов являются атомарными (неделимыми);
    • В отношении не может быть двух одинаковых кортежей;
    • Порядок следования атрибутов в отношении фиксирован, но так как атрибуты имеют имена, они могут обрабатываться в любой последовательности;
    • Порядок следования кортежей произволен.
  • Можно провести некоторую аналогию между структурой отношения и файловой системой ОС: атрибут - поле записи; схема отношения - тип записи; кортеж - экземпляр записи; отношение - файл.

Реляционная модель данных

  • Построение отношения схематически можно описать так: выбирается самый общий объект (сущность), например «сотрудник фирмы», для него (объекта) выделяются атрибуты (год рождения, фамилия и т.д.);
  • Связь между таблицами, осуществляется по значению ключа. Поле называется ключевым, если никакие две записи в отношении не имеют одинакового значения для данного поля, например, номер и серия паспорта. Таким образом, поиск данных в таблице (отношении) можно осуществлять по ключу.
  • При проектировании БД моделируются схемы «сущность-атрибут-отношение».

Реляционная модель данных

  • Индивидуальный
  • номер
  • студента
  • Ф.И.О
  • Дата
  • рождения
  • Адрес
  • Номер
  • группы
  • Индивидуальный
  • номер
  • преподавателя
  • Ф.И.О
  • Дата
  • рождения
  • Адрес
  • Кафедра

Реляционная модель данных

  • Создание диаграммы «сущность-атрибут-отношение» составляет часть более обширной операции - создание концептуальной модели данных.
  • Концептуальная модель данных является точно определенным и однозначным представлением данных в информационной системе, отражающей реальную действительность.
  • РБД - Oracle, Informix, SyBase, Ingress, MS SQL Server и др.

Объектно-реляционные СУБД

  • Реляционные СУБД эффективны для простых типов данных, хуже справляются с более сложными типами данных - графикой, звуком и т.д.
  • Такие данные обычно хранятся в виде так называемых BLOB (Binary Large Objects) - больших двоичных объектов, содержимое которых никак не интерпретируется сервером БД. Вся работа по взаимодействию с информацией такого типа ложится на клиентское приложение.
  • Для работы со сложными объектами данных были созданы объектно-ориентированные СУБД, где объекты хранятся в той же форме, в которой обрабатываются. Обращение к объектам осуществляется по идентификаторам или по ссылкам, однако делает трудным построение сложных запросов .

Объектно-реляционные СУБД

  • В 1993г. Первая коммерческая объектно-ориентированная СУБД (фирма Illustra - куплена Informix), достигнуто расширением стандартного SQL.
  • Впервые появились DataBlade -модули расширения к серверу СУБД, предназначенные для работы с новыми данными.
  • 1996г. - ОР СУБД - Informix - Universal Server.

Модули DataBlade

  • TextDataBlade-полнотекстовый поиск.
  • Informix - Video Foundation DataBlade - работа с видеофайлами.
  • Visual Information DataBlade - система распознавания изображений.
  • Time Series Analysis DataBlade - служит для работы с временными рядами.
  • DataBlade «Русский Техт» - полнотекстовый поиск с учетом особенностей русского языка.
  • Финансовые, геоинформационные, научные данные, системы для САПР и дизайна, базы мультимедийных данных требуют ОР СУБД.