Основные понятия теории баз данных

1.

ОСНОВНЫЕ
ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ
БАЗ ДАННЫХ

2.

Определения
База данных (БД) – это именованная совокупность данных,
отображающая состояние объектов и их отношений в
рассматриваемой предметной области.
Важно:
данные о некоторой области (не обо всем)
упорядоченные
Система управления базой данных (СУБД) – это
программное обеспечение, осуществляющее
управление базой данных.
Функции:
поиск информации в БД
выполнение несложных расчетов
вывод отчетов на печать
редактирование БД
!
Информационная система = БД + СУБД!

3.

Типы информационных систем по способу организации
• 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.

4.

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

5.

Файл-серверные ИС
СУБД
БД
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

6.

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

7.

Клиент-серверная архитектура
«Клиент — сервер»(client–server) —
вычислительная
или
сетевая
архитектура, в которой задания или
сетевая
нагрузка
распределены
между
поставщиками
услуг,
называемыми
серверами,
и
заказчиками услуг, называемыми
клиентами

8.

Клиент-серверная архитектура
Фактически клиент
и сервер —
это программное
обеспечение.
Обычно эти программы расположены
на
разных вычислительных
машинах и взаимодействуют между
собой
через вычислительную
сеть посредством сетевых
протоколов, но они могут быть
расположены также и на одной
машине.

9.

Клиент-серверная архитектура
Программы-серверы ожидают от клиентских
программ запросы и предоставляют им свои
ресурсы в виде данных:
1.Загрузка файлов
посредством HTTP, FTP, BitTorrent,
потоковое мультимедиа
работа с базами данных
2.Сервисные функции
работа с электронной почтой,
общение
посредством систем
мгновенного обмена сообщениям
просмотр web-страниц во всемирной
паутине

10.

Клиент-серверная архитектура
Многоуровневая
архитектура
«клиент — сервер» — разновидность
архитектуры «клиент — сервер», в
которой функция обработки данных
вынесена на один или несколько
отдельных серверов.
Это позволяет разделить функции
хранения, обработки и представления
данных
для
более
эффективного
использования возможностей серверов
и клиентов.

11.

Клиент-серверная архитектура
Трёхуровневая
архитектура —
архитектурная модель
программного
комплекса,
предполагающая наличие в нём трёх
компонентов:
клиента,
сервера приложений (к которому
подключено
клиентское
приложение),
сервера баз данных (с которым
работает сервер приложений).

12.

Клиент-серверная архитектура
Клиент (слой клиента) — это
интерфейсный
(обычно графический)
компонент
комплекса,
предоставляемый
конечному пользователю.
Сервер приложений (связующий
слой) располагается на втором
уровне, на нём сосредоточена
большая часть бизнес-логики.

13.

Клиент-серверная архитектура
Сервер баз данных (слой данных)
обеспечивает хранение данных и
выносится на отдельный уровень,
реализуется,
как
правило,
средствами систем
управления
базами данных.
Подключение к этому компоненту
обеспечивается только с уровня
сервера приложений.

14.

Автоматизированная
информационная система (АИС)- это
совокупность информации, экономикоматематических
методов
технических,
и
моделей,
программных,
технологических
средств
специалистов,
предназначенная
обработки
информации
управленческих решений
и
и
для
принятия

15.

Автоматизированная
управления
система
(АСУ)-
программных,
это
комплекс
технических,
информационных,
лингвистических,
организационно-технологических
средств,
а
предназначенный
также
персонал,
для
управления
различными объектами

16.

Автоматическая
система-
это
совокупность управляемого объекта и
автоматических управляющих устройств,
функционирующая самостоятельно, без
участия человека

17.

ТИПЫ БАЗ ДАННЫХ

18.

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

19.

Табличные БД
Модель – картотека
Петров Вася
Суворовский пр., д. 32, кв. 11
275-75-75
Примеры:
• записная книжка
• каталог в библиотеке
поля
записи
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
1) самая простая структура
2) все другие типы БД используют таблицы
во многих случаях – дублирование данных:
А.С. Пушкин
Сказка о царе Салтане
20 стр.
А.С. Пушкин
Сказка о золотом петушке
12 стр.

20.

Табличные БД
1. Количество полей определяется разработчиком и не может
изменяться пользователем.
2. Любое поле должно иметь уникальное имя.
3. 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)
4. Поля могут быть обязательными для заполнения или нет.
5. Таблица может содержать сколько угодно записей (это
количество ограничено только объемом диска); записи можно
добавлять, удалять, редактировать, сортировать, искать.

21.

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 ?

22.

Сетевые БД
Сетевая БД – это набор узлов, в которых каждый может
быть связан с каждым (схема дорог).
Старые Васюки
Средние Васюки
А
Г
Васюки
Новые Васюки
Б
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!

23.

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

24.

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

25.

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
(Кей – Key), лучше было бы выбирать из списка

26.

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

27.

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).