Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лекция 6. Основные понятия баз данных.
В настоящее время в информационных системах применяются, как правило, базы данных, которые являются современной формой организации, хранения и доступа к информации. Примерами крупных информационных систем являются банковские системы, системы заказов железнодорожных билетов и т. д.
База данных – это интегрированная совокупность структурированных и взаимосвязанных данных, организованная по определенным правилам, которые предусматривают общие принципы описания, хранения и обработки данных. Обычно база данных создается для предметной области.
Предметная область- это часть реального мира, подлежащая изучению с целью создания базы данных для автоматизации процесса управления. Наборы принципов, которые определяют организацию логической структуры хранения данных в базе, называются моделями данных.
Существуют 3 основные модели данных – реляционные базы данных, иерархические и сетевые структуры.
В течении многих лет использовались плоские таблицы (плоские БД) типа списков в Excel. В настоящее время наибольшее распространение при разработке БД получили реляционные модели данных. Реляционная модель данных является совокупностью простейших двумерных таблиц – отношений (от англ. relation), т.е. простейшая двумерная таблица определяется как отношение (множество однотипных записей, объединенных одной темой).
От термина relation (отношение) происходит название реляционная модель данных. В реляционных базах данных используется несколько двумерных таблиц, в которых строки называются записями, а столбцы – полями, между записями которых устанавливаются связи. Этот способ организации данных позволяет данные (записи) в одной таблице связывать с данными (записями) в других таблицах через уникальные индентификаторы (ключи) или ключевые поля.
СУБД Acсess предназначена для создания реляционных баз данных. Создание БД начинается с проектирования баз данных, т.е. описания предметной области. Описание предметной области должно охватывать весь класс сущностей, информация о которых должна храниться в БД, и обеспечивать требования к функциям системы.
Для автоматизации создания БД в СУБД Acсess имеется два типа программ, к которым относятся: конструктор и мастер. Конструктор предоставляет пользователю инструментальные средства, с помощью которых можно быстро и качественно создать требуемые формы, отчеты или запросы.
Мастер помогает создать указанные компоненты по типовым шаблонам. Мастер во время работы задает пользователю вопросы, на которые он должен ответить, на основании полученных ответов мастер создает форму, запрос или отчет.
В отличии от «плоской» базы данных (например, таблицы Excel, которая имеет большую избыточность данных, реляционная модель данных является совокупностью простейших двумерных таблиц, без повторяющихся данных).
Что такое нормализация баз данных? Нормализация баз данных – это уменьшения избыточности информации в таблицах реляционной базы данных посредством разделения ее на несколько таблиц, связанных друг с другом.
Зачем нужна нормализация? Если в таблицах БД будут повторяющиеся данные, то такая структура данных является неэффективной.
Наличие повторяющихся данных приводит к увеличению размера файла БД, что приведет не только к неэффективному использованию дискового пространства и более медленной работы баз данных, но и к ошибкам. Ошибки могут возникнуть приводе и редактировании повторяющихся данных в таблицах БД.
Поэтому необходимо осуществлять нормализацию базы данных или нормализацию таблиц баз данных.
Для нормализации в реляционных баз данных обычно применяют алгоритмы теории нормализации данных, в которой определены несколько уровней нормализации и установлены критерии соответствия, определяющие уровни нормализации.
Но можно построить достаточно эффективную структуру данных, если выполнять основные принципы нормализации данных.
1. Принципы нормализации:
- в каждой таблице БД не должно быть повторяющихся полей;
- в каждой таблице должен быть уникальный идентификатор (первичный ключ);
- каждому значению ключа должна соответствовать достаточная информация о типе сущности или об объекте таблицы(например, информация об успеваемости, о группе или студентах);
- изменение значений в полях таблицы не должно влиять на информацию в других полях (кроме изменений в полях ключа).
2. Виды логической связи.
Реляционная модель данных является совокупностью простейших двумерных таблиц, а отношения между таблицами устанавливают связь между данными находящимися в разных таблицах БД.
Связь между таблицами устанавливается между двумя общими полями (столбцами) двух таблиц. Существуют связи «один- к- одному», «один- ко- многим», «многие-ко-многим».
Отношения, которые могут существовать между записями двух таблиц:
- «один- к- одному» каждой записи из одной таблицы соответствует запись в другой таблице;
- «один- ко- многим» каждой записи из одной таблицы соответствует несколько записей другой таблицы;
- «многие- к- одному» множеству записям из одной таблицы соответствует одна запись в другой таблицы;
-«многие-ко-многим» множеству записям из одной таблицы соответствует несколько записей в другой таблице.
Тип отношения в создаваемой связи зависит от способа определения связываемых полей:
- отношение «один- ко- многим» создается в том случае, когда только одно из полей является полем первичного ключа или уникального индекса;
- отношение «один- к- одному» создается в том случае, когда оба связываемых поля являются ключевыми или имеют уникальные индексы;
- отношение «многие-ко-многим» фактически является двумя отношениями «один- ко- многим» с третьей таблицей, первичный ключ которой состоит из полей внешнего ключа двух других таблиц.
3. Ключи.
В реляционных базах данных таблицы связываются друг с другом посредством совпадающих значений ключевых полей.
Ключ- это столбец (может быть несколько столбцов), добавляемый к таблице и позволяющий установить связь с записями в другой таблице. Существуют ключи двух типов: первичные и вторичные или внешние.
Первичный ключ- это одно или несколько полей (столбцов), комбинация значений которых однозначно определяет каждую запись в таблице. Первичный ключ не допускает значений Null и всегда должен иметь уникальный индекс. Первичный ключ используется для связывания таблицы с внешними ключами в других таблицах.
Внешний (вторичный) ключ- это одно или несколько полей (столбцов) таблицы, содержащих ссылку на поле или поля первичного ключа в другой таблице. Внешний ключ определяет способ объединения ключей.
Из двух логически связанных таблиц одну называют таблицей первичного ключа или главной таблицей, а другую - таблицей вторичного (внешнего) ключа или подчиненной таблицей. СУБД позволяет сопоставить родственные записи из обеих таблиц и совместно вывести их в форме , отчете или запросе.
Существуют три типа первичных ключей: ключевые поля счетчика (счетчик), простой ключ и составной ключ.
Поле счетчика (тип данных «Счетчик»). Тип данных поля в БД, в котором для каждой добавляемой в таблицу записи в поле автоматически заносится уникальное числовое значение.
Простой ключ. Если поле содержит уникальные значения, такие как коды или инвентарные номера, то это поле можно определить как первичный ключ. В качестве ключа можно определить любое поле, содержащее данные, если это поле не содержит повторяющиеся значения или Null.
Составной ключ. В случаях, когда невозможно гарантировать уникальность значений каждого поля, существует возможность создать ключ, состоящий из нескольких полей. Чаще всего такая ситуация возникает для таблицы, используемой для связывания двух таблиц «многие-ко-многим».
Необходимо еще раз отметить, что в поле первичного ключа должно быть только уникальные значения в каждой строке таблицы, т.е. совпадение не допускается, а в поле вторичного или внешнего ключа повторение значений в строках таблицы допускается.
Если возникают трудности с выбором типа подходящего ключа, то в качестве ключа целесообразно выбрать поле счетчика.
Программы, которые предназначены для структурирования информации, размещения ее в таблицах и манипулирования данными называются системами управления данными (СУБД). Другими словами, СУБД предназначены как для создания и ведения базы данных, так и для доступа к данным.
В настоящее время насчитывается более 50 типов СУБД для персональных компьютеров. К наиболее распространенным типам относятся: MS SQL Server, Oracle, Informix, Sybase, DB2, MS Access и т.д.