Главная arrow Учебники arrow Информатика и ИКТ 10-11 класс Семакин 2012 arrow §31 База данных — основа информационной системы

§31 База данных — основа информационной системы

Информатика и ИКТ 10-11 класс Семакин, Информатика 10-11 класс Семакин, База данных, Основа информационной системы, Что такое база данных, Реляционная модель данных, Система управления базами данных, СУБД

Что такое база данных
Основой для многих информационных систем (прежде всего, информационно-справочных систем) являются базы данных.
База данных (БД) — это совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отражающих состояние и взаимодействие объектов в определенной предметной области.
Под вычислительной системой здесь понимается отдельный компьютер или компьютерная сеть. В первом случае база данных называется централизованной, во втором случае — распределенной.
База данных является компьютерной информационной моделью некоторой реальной системы. Например, книжного фонда библиотеки, кадрового состава предприятия, учебного процесса в школе и т. д. Такую систему называют предметной областью базы данных и информационной системы, в которую БД входит.
Описание структуры данных, хранимых в БД, называется моделью представления данных или короче — моделью данных. В теории БД известны три классические модели данных: иерархическая, сетевая и реляционная (табличная). Об этом уже шла речь в §14. По виду используемой модели данных базы данных делятся на иерархические, сетевые и реляционные (табличные).
В последние годы при разработке информационных систем стали использоваться и другие виды моделей данных. К ним относятся объектно-ориентированные, объектно-реляционные, многомерные и другие модели. Классическим вариантом, и пока наиболее распространенным, остается реляционная модель. В базовом курсе информатики вы уже знакомились с основами реляционных БД. Вспомним главные понятия, связанные с ними.
Реляционная модель данных
Основной информационной единицей реляционной БД является таблица. База данных может состоять из одной таблицы (однотабличная БД) или из множества взаимосвязанных таблиц (многотабличная БД).
Структурными составляющими таблицы являются записи и поля.

 

поле 1

поле 2

поле 3

...

запись 1

 

 

 

 

запись 2

 

 

 

 

запись 3

 

 

 

 

...

 

 

 

 

Каждая запись содержит информацию об отдельном объекте системы: одной книге в библиотеке, одном сотруднике предприятия и т. п. А каждое поле — это определенная характеристика (свойство, атрибут) объекта: название книги, автор книги, фамилия сотрудника, год рождения и т. п. Поля таблицы должны иметь несовпадающие имена.
В одной таблице не должно быть повторяющихся записей.
Для каждой таблицы реляционной БД определяется главный ключ — поле или совокупность полей, однозначно определяющих запись. Иначе говоря, значение главного ключа не должно повторяться в разных записях. Например, в библиотечной базе данных в качестве такого ключа может быть выбран инвентарный номер книги, который не может совпадать у разных книг.
Для строчного представления структуры таблицы применяется следующая форма:
ИМЯ_ТАБЛИЦЫ (ИМЯ_ПОЛЯ 1, ИМЯ_ПОЛЯ_2, . . . , ИМЯ_ПОЛЯ_N)
В теории реляционных баз данных таблица называется отношением. Отношение по-английски — relation. Отсюда происходит название «реляционные базы данных». ИМЯ_ТАБЛИЦЫ в нашем примере — это имя отношения. Примеры отношений:
БИБЛИОТЕКА (ИНВ_НОМЕР, АВТОР, НАЗВАНИЕ, ГОД_ИЗД, ИЗДАТЕЛЬСТВО).
БОЛЬНИЦА (ПАЛАТА, НОМЕР_МЕСТА, ПАЦИЕНТ, ДАТА_ПОСТУПЛЕНИЯ, ДИАГНОЗ, ПЕРВИЧНЫЙ)
Каждое поле таблицы имеет определенный тип. С типом связаны два свойства поля:
1) множество значений, которые оно может принимать;
2) множество операций, которые над ним можно выполнять.
Поле имеет также формат (длину).
Существуют четыре основных типа для полей БД: символьный, числовой, логический и дата. Для полей таблиц БИБЛИОТЕКА и БОЛЬНИЦА могут быть установлены следующие типы:
символьный тип: АВТОР, НАЗВАНИЕ, ИЗДАТЕЛЬСТВО, ПАЦИЕНТ, ДИАГНОЗ;
числовой тип: ИНВ_НОМЕР, ГОД_ИЗД, ПАЛАТА, НОМЕР_МЕСТА дата: ДАТА_ПОСТУП;
логический: ПЕРВИЧНЫЙ.
В нашем случае поле ПЕРВИЧНЫЙ показывает, поступил больной в больницу с данным диагнозом впервые или повторно. Те записи, где значение этого поля равно TRUE (ИСТИНА), относятся к первичным больным, значение FALSE (ЛОЖЬ) отмечает повторных больных. Таким образом, поле логического типа может принимать только два значения.
В таблице БОЛЬНИЦА используется составной ключ — состоящий из двух полей: ПАЛАТА И НОМЕР МЕСТА. Только их сочетание не повторяется в разных записях (ведь фамилии пациентов могут совпадать).
Система управления базами данных (СУБД)
Система управления базами данных (СУБД) — комплекс языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и использования базы данных многими пользователями.
В зависимости от вида используемой модели данных различаются иерархические, сетевые и реляционные СУБД.
Наибольшее распространение на персональных компьютерах получили так называемые полнофункциональные реляционные СУБД. Они выполняют одновременно как функцию системных средств (см. рис.5.1), так и функцию пользовательского инструмента для создания приложений. Примером СУБД такого типа является Microsoft Access.
Полноценная информационная система на компьютере состоит из трех частей:
СУБД + база данных + приложения.
Основные действия, которые пользователь может выполнять с помощью СУБД:
 - создание структуры базы данных;
 - заполнение базы данных информацией;
 - изменение (редактирование) структуры и содержания базы данных;
 - поиск информации в БД;
 - сортировка данных.
Система основных понятий

База данных

Назначение БД: организованное хранение данных в информационной системе

Предметная область -

область реальной действительности, отражаемая (моделируемая) в БД

Модель данных -

описание структуры данных, хранимых в БД

Виды моделей данных

Иерархическая

Сетевая

Реляцион­

ная

Другие: объектно-ориентированная, объектно-реляционная и пр.

Структура реляционной модели

Таблица -

основная структурная состав­ляющая реляционной БД

Запись -

строка таблицы; в таблице нет повторяющихся строк

Поле -

элемент записи (столбец таблицы)

Имя таблицы (имя отношения)

Главный ключ - идентификатор записи (простой, составной)

Атрибуты поля: имя, тип, формат

Система управления базами данных (СУБД) -

программное обеспечение для работы с базой данных