1_БазыДанных_Теория

1. Основы проектирования баз данных

1
Общепрофессиональная дисциплина
Основы проектирования
баз данных
Преподаватель:
Купрюшина Ирина Геннадьевна
Кабинет № 130 Программирования и баз данных

2. Базы данных и их место в системе программного обеспечения ЭВМ

1.
2.
3.
Информационные системы
Базы данных
Реляционные базы данных

3.

Определения
База данных (БД) – это совокупность определенным образом
организованной информации на какую-либо тему (в рамках
предметной области).
Например,
БД по металлам и сплавам (металлургия),
БД по театральным постановкам (культура),
БД поликлиники (медицина),
БД по видеофильмам (видеотека) и т.д.
Основное назначение баз данных
хранение больших массивов данных
Основная цель баз данных
содержать информацию и предоставлять ее по требованию.
3

4.

Определения
Система
управления
4
базой
данных
(СУБД)
программное обеспечение для работы с БД.
Основное назначение СУБД
хранение большого объема информации;
быстрый поиск требуемой информации в БД;
добавление, удаление и изменение хранимой
информации в БД;
выполнение несложных расчетов;
вывод отчетов на печать.
!
Информационная система = БД + СУБД!
–
это

5.

!
5
Информационная система = БД + СУБД!
Информационная система –
это система, реализующая автоматизированный сбор,
обработку и манипулирование данными и включающая
механические средства,
программное обеспечение,
большой объем информации и
хорошо подготовленный персонал.

6.

Типы построения информационных
систем
• локальные ИС;
• файл-серверные ИС;
• клиент-серверные ИС.
6

7.

Локальные ИС
БД и СУБД находятся на одном компьютере.
БД
СУБД
автономность (независимость).
с БД работает только один человек;
сложно обновлять при большом количестве
пользователей;
практически невозможно «стыковать» изменения,
вносимые несколькими пользователями.
7

8.

Файл-серверные ИС
8
БД находится на сервере сети (файловом
сервере), а СУБД на компьютере пользователя.
СУБД
БД
СУБД
СУБД
СУБД
несколько человек работают с одной базой.
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.

9.

Клиент-серверные ИС
9
БД и основная СУБД находятся на сервере, СУБД на
рабочей станции посылает запрос и выводит на
экран результат.
СУБД-сервер:
СУБД-клиент
БД
запрос
на SQL
ответ
• MS SQL Server
• Oracle
• MySQL
СУБД-клиент
СУБД-клиент
SQL (Structured Query Language) – язык структурных запросов
основную работу выполняет сервер;
по сети идут только нужные данные;
защита на сервере (сложнее взломать);
разделение доступа (очередь заданий).
наличие мощного сервера;
сложность настройки.

10.

Тема 2. Базы данных

11.

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.
11

12.

Табличные БД
12
Модель – картотека
Примеры:
• записная книжка;
• каталог в библиотеке.
Петров Вася
Суворовский пр., д. 32, кв. 11
275-75-75
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.

13.

Сетевые БД
13
Сетевая БД – это набор узлов, в которых каждый может
быть связан с каждым (схема дорог).
Иванов
Старые Васюки
Петров
Средние Васюки
Сидоров
Кузнецов
Васюки
Хоккей
Плавание
Новые Васюки
Лыжи
Футбол
лучше всего отражает структуру некоторых
задач (сетевое планирование в экономике).
сложно хранить информацию о всех связях;
запутанность структуры.

14.

Сетевые БД
14
Приведение к табличной форме (сводная таблица):
Хоккей
Иванов
Петров
Сидоров
Кузнецов
Плаванье
Лыжи
Футбол

15.

Иерархические БД
15
Иерархическая БД – это набор данных
многоуровневой структуры (дерева).
в
виде
Рабочий
стол
Мои
документы
Моя
музыка
Мои
рисунки
Мой
компьютер
Мои
видеозаписи
A:
С:
D:
Сетевое
окружение
Учебники
Задания
Рисунки

16.

Иерархические БД
16
Прайс-лист:
Кей
Продавец
(уровень 1)
Товар
Мониторы
Принтеры
Phillips
Samsung
(уровень 2)
Изготовитель
Sony
(уровень 3)
Модель
S93
X93B
$306
$312
(уровень 4)
Цена
(уровень 5)

17.

Иерархические БД
17
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 значения одного поля, его надо
менять его во всех строках;
нет защиты от ошибок ввода оператора
(Кей – Key), лучше было бы выбирать из списка.

18.

Тема 3. Реляционные базы
данных

19.

Реляционные БД
19
1970-е гг. Э. Кодд, англ. relation – отношение.
Реляционная база данных – это набор простых таблиц,
между которыми установлены связи (отношения) с
помощью Ключевых полей.
Ключевое поле
Номер
пропуска
Записи
Поля
ФИО
Должность
Название
отдела
Тел.

20.

Определения реляционной БД
20
Таблица (сущность) – это объект БД, который служит для ввода и
хранения информации. Каждая таблица хранит сведения
только об одном объекте.
Таблица состоит из полей (столбцов), которые образуют структуру
таблицы. Каждой таблице присвоено уникальное имя.
Поле (атрибут) – это столбец таблицы в котором хранятся данные
одного типа (например, Текстовый, Числовой, Дата\время, Счетчик и др.).
Имя поля является заголовком столбца таблицы.
Запись (кортеж) – это каждая строка таблицы в которой хранятся
данные разных типов.
Ключевое поле (первичный ключ) – это поле (или комбинация
полей), которое однозначно определяет запись таблицы.
В таблице не может быть двух записей с одинаковым
значением ключа.

21.

Ключевое поле (первичный ключ таблицы)
Могут ли эти данные быть ключом?
• фамилия
• имя
• номер паспорта
• номер дома
• регистрационный номер автомобиля
• город проживания
• дата выполнения работы
21

22.

Реляционные БД
22
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).

23.

БД «Реализация товаров»
23
Таблица «Клиенты»
Код_Клиента
Фамилия
Имя
Отчество
Телефон
Адрес
Таблица «Товар»
Код_Товара
Название
Страна изготовитель
Цена
Таблица «Заказы»
Код_Записи
Код_Клиента
Код_Товара
Дата_заказа
Дата_доставки
Количество

24.

БД «Реализация товаров»
24
Схема данных
Товар
Клиент
Заказы
Код_Товара
Код_Клиента
Код_Записи
Название
Фамилия
Код_Клиента
Страна изготовитель
Имя
Код_Товара
Цена
Отчество
Дата_заказа
Телефон
Дата_доставки
Адрес
Количество

25.

Конец фильма
25

26.

БД «Библиотека»
26
Таблица «Читатели»
Код_Читателя
Фамилия_Имя_Отчество
Пол
Адрес
Телефон
Данные_паспорта
Таблица «Книги»
Код_Книги
Название
Автор
Издательство
Цена
Таблица «Выданные книги»
Код_Записи
Код_Книги
Код_Читателя
Дата_Выдачи
Дата_возврата
Отметка о
возврате

27.

БД «Библиотеки»
27
Схема данных
Книги
Выданные книги
Код_Книги
Код_Читателя
Код_Записи
Название
Ф_И_О
Код_Читателя
Автор
Пол
Код_Книги
Издательство
Адрес
Дата_Выдачи
Цена
Телефон
Дата_возврата
Данные_паспорта
Отметка_о_возврате
Читатели