Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, называется системой управления базами данных (СУБД).

Тема: Основные понятия баз данных.

База данных (БД) — совокупность определенным образом организованной информации на какую-то тему (в рамках не­которой предметной области). Примеры:

· база данных книжного фонда библиотеки;

· база данных кадрового состава учреждения;

· база данных законодательных актов в области уголовного права;

· база данных современных эстрадных песен.       

Конечно, вся эта информация может храниться и на бума­ге (например, книжный каталог библиотеки). Но современ­ным средством хранения и обработки баз данных является, безусловно, компьютер. В дальнейшем мы будем иметь в виду только компьютерные БД.

Базы данных бывают фактографическими и докумен­тальными.

В фактографических БД содержатся краткие сведения об описываемых объектах, представленные в строго определен­ном формате. Из приведенных выше примеров две первые БД, скорее всего, будут организованы как фактографические. В БД библиотеки хранятся библиографические сведения о каждой книге: год издания, автор, название и пр. Разумеет­ся, текст книги в ней содержаться не будет. В БД отдела кад­ров учреждения хранятся анкетные данные о сотрудниках: фамилия, имя, отчество, год и место рождения и т. д.

Базы данных в третьем и четвертом примерах наверняка будут организованы как документальные. Первая из них бу­дет включать в себя тексты законов; вторая — тексты и ноты песен; биографическую и творческую справочную информа­цию о композиторах, поэтах, исполнителях; звуковые запис­и и видеоклипы. Следовательно, документальная БД со­держит обширную информацию самого разного типа: тексто­вую, графическую, звуковую, мультимедийную.

Современные информационные технологии постепенно стирают границу между фактографическими и документаль­ными БД. Существуют средства, позволяющие легко под­ключать любой документ (текстовый, графический, звуко­вой) к фактографической базе данных.

Сама по себе база данных не может обслужить запросы пользователя на поиск и обработку информации. БД — это только «информационный склад». Обслуживание пользова­теля осуществляет информационная система.

Информационная система — это совокупность базы данных и всего комплекса аппаратно-программных средств для ее хранения, изменения и поиска информации, для взаимодействия с пользователем.

Примерами информационных систем являются системы продажи билетов на пассажирские поезда и самолеты. WWW — это тоже пример глобальной информационной си­стемы.

Далее речь будет идти только о фактогра­фических базах данных. Дадим более строгое определение компьютерной БД, чем то, что приводилось выше.

База данных — организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти компьютера и постоянного применения.

Классификация по способу хранения данных делит БД на централизованные и распределенные. Вся информация в централизованной БД хранится на одном компьютере. Это может быть автономный ПК или сервер сети, к которому имеют доступ пользователи-клиенты. Распределенные БД используются в локальных и глобальных компьютерных се­тях. В последнем случае разные части базы данных хранят­ся на разных компьютерах.

Известны три разновидности структуры данных: иерар­хическая, сетевая и табличная. Соответственно по признаку структуры базы данных делятся на иерархические БД, се­тевые БД и реляционные (табличные) БД. В последнее время наиболее распространенным типом баз данных стали реляционные БД. Известно, что любую структуру данных можно свести к табличной форме.

Структурированное представление данных называется моделью данных. Основной информационной единицей ре­ляционной БД является таблица. Реляционные БД исполь­зуют табличную модель данных. База данных может со­стоять из одной таблицы — однотабличная БД или из множества взаимосвязанных таблиц — многотабличная БД.

Структурными составляющими таблицы являются запи­си и поля.

 

Реляционные базы данных

Информация в базах данных может быть организована по-разному. Чаще всего используется табличный способ.

Реляционные базы данных имеют табличную форму организации.

В чем же их преимущество?

Главное достоинство таблиц — в их понятности. С таблич­ной информацией мы имеем дело практически каждый день. Загляните, например, в свой дневник: расписание занятий там представлено в виде таблицы. Когда мы приходим на вокзал, смотрим расписание электричек. Какой вид оно име­ет? Это таблица! А еще есть таблица футбольного чемпиона­та. И журнал учителя, куда он выставляет вам оценки, — тоже таблица.

Видите, как много примеров, и их еще можно продол­жить. Мы настолько привыкли к таблицам, что обычно не требуется никому объяснять, как ими пользоваться. Ну раз­ве что маленькому ребенку, который только учится читать.

В реляционных БД строка таблицы называется записью, а столбец — полем. В общем виде это выглядит так:

 

                     поле 1           поле 2      поле 3       поле 4  поле 5

 

Запись1
Запись2
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) объектов: название книги, автор книги, фамилия сотрудника, год рождения и т. п. Поля таблицы должны иметь несовпадающие имена.

Для каждой таблицы реляционной БД должен быть опре­делен главный ключ — имя поля или нескольких полей, сово­купность значений которых однозначно определяют запись. Иначе говоря, значение главного ключа не должно повто­ряться в разных записях. Например, в библиотечной базе данных таким ключом может быть выбран инвентарный но­мер книги, который не может совпадать у разных книг.

Таблицы 2.1-2.5 будем в дальнейшем рассматривать как примеры информации, пригодной для организации реляци­онных баз данных.

Каждое поле таблицы имеет имя. Например, в таблице 2.2 «Погода» имена полей такие: ДЕНЬ, ОСАДКИ, ТЕМПЕРАТУРА, ДАВЛЕНИЕ, ВЛАЖНОСТЬ.

Одна запись содержит информацию об одном объекте той реальной системы, модель которой представлена в таблице.

    Например, домашняя библиотека — это множество книг. Значит, отдельный объект такой системы — это книга, и одна запись в базе данных «Домашняя библиотека» (табл. 2.1) — это информация об одной книге из библиотеки.

Поля — это различные характеристики (иногда говорят: атрибуты) объекта. Значения полей в одной строке относятся к одному объекту. _

В реляционной базе данных не должно быть совпадающих записей.

Первичный ключ БД

Разные поля отличаются именами. А чем отличаются друг от друга разные записи? Записи различаются значения­ми ключей.

Первичным ключом в базе данных называют поле (или совокупность полей), значение которого не повторяется у разных записей.

В БД «Домашняя библиотека» разные книги могут иметь одного автора, могут совпадать названия книг, год издания, полка. Но инвентарный номер у каждой книги свой (поле НОМЕР). Он-то и является первичным ключом для записей в этой базе данных. Первичным ключом в БД «Погода» явля­ется поле ДЕНЬ, так как его значение не повторяется в раз­ных записях.

Не всегда удается определить одно поле в качестве ключа. Пусть, например, в базе данных, которая хранится в компью­тере управления образованием области, содержатся сведения о всех средних школах районных центров (табл. 3.1).

Таблица 3.1. Школы

Город	Номер школы	Директор	Адрес	Телефон
Крюков	1	Иванов А.П.	Пушкина. 5	12-35
Шадринск	1	Строев С.С.	Лесная, 14	4-23-11
Шадринск	2	Иванов А.П.	Мира. 34	4-33-24

 

В такой таблице у разных записей не могут совпасть толь­ко одновременно два поля ГОРОД и НОМЕР ШКОЛЫ. Эти два поля вместе образуют составной ключ: ГОРОД-НОМЕР ШКОЛЫ. Составной ключ может состоять и более чем из двух полей.

Типы полей

С каждым полем связано еще одно очень важное свойст­во — тип поля.

Тип поля определяет множество значений, которые может принимать данное поле в различных записях.

В реляционных базах данных используются четыре основ­ных типа поля:

· числовой;

·  символьный;

·  дата;

·  логический.

Числовой тип имеют поля, значения в которых могут быть только числами. Например, в БД «Погода» три поля числового типа: ТЕМПЕРАТУРА, ДАВЛЕНИЕ, ВЛАЖНОСТЬ.

Символьный тип имеют поля, в которых будут хранить­ся символьные последовательности (слова, тексты, коды и т. п.). Примерами символьных полей являются поля АВТОР и НАЗВАНИЕ в БД «Домашняя библиотека»; поле ТЕЛЕФОН в БД «Школы».

Тип «дата» имеют поля, содержащие календарные даты в форме «день/месяц/год» (в некоторых случаях использует­ся американская форма: месяц/день/год). Тип «дата» имеет поле ДЕНЬ в БД «Погода».

Логический тип имеют поля, которые могут принимать всего два значения: «да», «нет» или «истина», «ложь», или (по-английски) «true», «false». Если двоичную матрицу представить в виде реляционной БД (табл. 2.4, 2.5), то ее по­лям, содержащим значения «О» или «1», удобно поставить в соответствие логический тип. Существуют и другие типы данных, с ними мы познакомимся позже.

Итак, значения, находящиеся в полях, — это некоторые величины определенных типов.

От типа величины зависят те действия, которые можно с ней производить.

Например, с числовыми величинами можно выполнять арифметические операции, а с символьными и логически­ми — нельзя.

Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, называется системой управления базами данных (СУБД).

Системы, работающие с реляционными базами данных, называются реляционными СУБД. С помощью реляционной СУБД можно работать как с однотабличной базой данных, так и с базой, состоящей из множества связанных между со­бой таблиц. Здесь мы будем рассматривать только однотабличные базы данных.

С помощью СУБД вы будете создавать таблицы и сохра­нять их на магнитном диске в виде файлов. Каждый файл имеет свое имя. Если вы сами создаете таблицу и сохраняете ее в файле, то сами вы и придумываете имя для файла. Если же вы хотите работать с уже готовой базой, то вы должны уз­нать, в файле с каким именем, на каком диске и в каком ка­талоге она хранится.

Команда открытия БД

Для того чтобы начать работу с подготовленной базой данных, нужно открыть файл, в котором она хранится.

Делается это с помощью команды открытия файла.

 

Команда открытия файла с базой данных имеет такой формат:

. открыть <имя файла>

Например, если файл имеет имя tabl.dbf, то открывается он по команде:

. открыть tabl.dbf

Примечание 2. Здесь и в дальнейшем в описаниях форматов команд будут использоваться угловые скобки <...>. Запись в угловых скобках указывает на смысл соответствующего эле­мента команды. Ее можно предварять при чтении наречием «некоторый». Например запись <имя файла> нужно читать так: «некоторое имя файла».

После открытия файла таблица стала доступна для рабо­ты с ней. Что можно делать с такой таблицей? Практически все, что угодно:

· добавлять новые записи;

· удалять записи, ставшие ненужными;

· изменять содержимое полей;

· изменять структуру таблицы: удалять или добавлять поля;

· сортировать записи по какому-нибудь принципу,

   например в алфавитном порядке фамилий авторов;  

· получать справки, т. е. ответы на запросы.

Команда выборки

Очевидно, последнее — обслуживание запросов для полу­чения справочной информации — это основная цель, ради которой создается база данных.

В большинстве случаев справка — это тоже таблица с ин­тересующими пользователя сведениями, выбранными из базы данных. Она также состоит из строк и столбцов и может рассматриваться как результат «вырезания» и «склеивания» фрагментов исходной таблицы. Имитировать такую работу СУБД можно с помощью бумажного листа с расчерченной и заполненной таблицей, ножниц и клея.

Команда выборки информации из базы данных с целью получения справки имеет следующий формат:

.выбрать <список выводимых полей> где <условие выбора>

Примечание 3. Слова, входящие в формат команды (выделе­ны жирным шрифтом), называют служебными словами.

Результат выполнения команды выводится на экран в виде таблицы. Если нужно получить на экране все строки и столбцы, то команда выглядит следующим образом:

. выбрать все

Слово «все» обозначает вывод всех полей таблицы; если условие выбора не указано, значит, выводятся все записи.

Обычно СУБД позволяют просмотреть всю базу данных, не прибегая к команде выборки. Для этого существует ре­жим просмотра. Как правило, все записи базы не помещают­ся в одном кадре экрана, в таком случае используется про­крутка, т. е. последовательное перемещение строк таблицы по экрану.

Если требуется просмотреть лишь некоторые поля запи­сей, то следует воспользоваться командой выборки. Напри­мер, из БД «Домашняя библиотека» нужно получить список всех книг, содержащий только фамилии авторов и названия. Для этого следует отдать команду

. выбрать АВТОР, НАЗВАНИЕ

Исполнение этой команды СУБД производит так: из табл. 2.1 вырезаются по очереди два столбца, соответствую­щие полям АВТОР и НАЗВАНИЕ. Затем они «склеиваются» в таком же порядке и в итоге получается табл. 3.2.

Таблица 3.2. Результат выборки двух полей из БД

АВТОР	НАЗВАНИЕ
Беляев А.Р.	Человек-амфибия
Кервуд Д.	Бродяги севера
Тургенев И.С.	Повести и рассказы
Олеша Ю.К.	Избранное
Беляев А.Р.	Звезда КЭЦ
Тынянов Ю.Н.	Кюхля
Толстой Л.Н.	Повести и рассказы
Беляев А.Р.	Избранное

 

Коротко о главном

База данных — организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения во внешней па­мяти компьютера и постоянного применения.

Фактографическая БД содержит краткие сведения об опи­сываемых объектах, представленные в строго определенном формате.

Документальная БД содержит обширную информацию са­мого разного типа: текстовую, графическую, звуковую, мультимедийную.

Распределенной называется база данных, разные части которой хранятся на различных компьютерах сети.

Информационная система — это совокупность базы дан­ных и всего комплекса аппаратно-программных средств для ее хранения, изменения и поиска информации, для взаимо­действия с пользователем.

Реляционные базы данных имеют табличную организа­цию. Строка таблицы называется записью, столбец — полем.

Таблица имеет первичный ключ, отличающий записи друг от друга. Ключом может быть одно поле (простой ключ) или несколько полей (составной ключ).

Каждое поле таблицы имеет свое уникальное имя и тип. Тип определяет, какого рода информация хранится в поле и какие действия с ней можно производить. •

В БД используются четыре основных типа полей: число­вой, символьный, логический, «дата».

Система управления базами данных (СУБД) — это програм­мное обеспечение компьютера для работы с базами данных. Таблицы БД хранятся в файлах.

Работа с базой данных начинается с открытия файлов.

Справка — это таблица, содержащая интересующие поль­зователя сведения, извлеченные из базы данных.

В команде получения запроса на выборку указываются выводимые поля и условие выбора (условие, которому дол­жны удовлетворять выбираемые записи).

Вопросы и задания

1. Как расшифровывается «СУБД»? Каково назначение этого вида программного обеспечения?

2. Какие СУБД называются реляционными?

3. На каком устройстве и в какой форме хранятся таблицы, соз­данные с помощью реляционной СУБД?

4. По какой команде (для рассмотренной здесь гипотетической СУБД) происходит получение справочной информации?

5. Как вывести на экран всю таблицу?

6. Как вывести на экран определенные столбцы таблицы? Как ре­ализуется такая работа в терминах «вырезать», «склеить»?

 

---

Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 262; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!