системы управления базами данных

ТЕМА 2 .3 . ТЕХНОЛОГИИ ХРАНЕНИЯ, ПОИСКА И СОРТИРОВКИ ИНФОРМАЦИИ

Системы управления базами данных.

Типы баз данных. Иерархические. Сетевые. Реляционные.

Что такое База данных?

Слово «данные» определяется как диалектическая составная часть информации в виде зарегистрированных сигналов. Регистрация данных может быть осуществлена любым физическим методом.

Базы данных используются во всех сферах человеческой деятельности – в науке, производстве, торговле, медицине, криминалистике, искусстве и т.д.

Базы данных

База данных – это совокупность систематизированных сведений об объектах окружающего нас мира по какой-либо области знаний.Например:БД о системе продажи билетов;БД о работниках предприятия;БД документов в области уголовного

права. БД книжного фонда библиотеки и т. д.

Достоинство хранения БД в электронном виде.

Переход к компьютерному хранению информации дает много преимуществ: практически неограниченный объем

данных в сочетании с оперативным доступом к ним; возможность логического контроля

информации; автоматическое составление справок,

отчетов, вывод необходимой информации по запросам пользователя.

Для чего нужна БД?

Сама по себе БД не может обслуживать запросы пользователя по поиску информации. Она является только «информационным складом».

База данных (БД) представляет собой совокупность структурированных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области.

СУБД

Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс языковых и программных средств, предназначенный для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями

История СУБД

Первые СУБД были разработаны фирмами IBM – IMS (1968 г.) и Software AG– ADABA• (1969 г.).

В настоящий момент существует большое число различных систем управления базами данных (более нескольких тысяч), и их количество постоянно растет.

База данных «Продажа билетов»Номер рейса

Дата вылета

Тип самолета

Цена билета

Наличие билетов

2156 23.01.2010 ТУ-154 1250,00 3054 23.01.2010 ИЛ-134 890,00

1502 23.01.2010 ТУ-154 1520,00

фактографические БД – содержат данные в краткой форме и строго фиксированных форматах. Это аналог бумажных карточек.

Например: библиотечный каталог или каталог видеотеки.

документальные БД – аналогом являются архивы документов.

Например: архив судебных дел, архив исторических документов.

централизованные – все хранится на одном компьютере;

распределенные – разные части БД хранятся на разных компьютерах.

Типы Баз данных

Существует несколько различных структур информационных моделей и соответственно различных типов БД:

табличные (реляционные); иерархические; сетевые;

В иерархической базе данных записи образуют особую структуру, называемую деревом.

При таком способе организации каждая запись может принадлежать только одному «родителю»

(более правильный термин – «владелец отношения»).

Объекты, имеющие одного «родителя», называются близнецами.

Техникум

Первые курсы

Вторые курсы

1 -1 1 -2 1 -3 2 -1 ИС 4-1 ГАЗ 4-1 АСОИ

Четвертые курсы

близнецы

ПримерНапример, если иерархическая база данных

содержала информацию о покупателях и их заказах, то будет существовать объект «покупатель» (родитель) и объект «заказ» (дочерний). Объект«покупатель» будет иметь указатели от каждого заказчика к физическому расположению заказов покупателя в объект «заказ».

Магазин

Покупатель 1

Заказ 1

Заказ 2

Покупатель 2 Заказ 3

Достоинства и недостатки

В этой модели запрос, направленный вниз по иерархии, прост (например: какие заказы принадлежат этому покупателю); однако запрос, направленный вверх по иерархии, более сложен (например, какой покупатель поместил этот заказ). Также, трудно представить не-иерархические данные при использовании этой модели.

Пример модели иерархической БД

Иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневого каталога, в котором имеется иерархия подкаталогов и файлов.

Структурная часть иерархической модели

Основными информационными единицами в иерархической модели данных являются сегмент и поле. Поле данных определяется как наименьшая неделимая единица данных, доступная пользователю. Для сегмента определяются тип сегмента и экземпляр сегмента. Экземпляр сегмента образуется из конкретных значений полей данных. Тип сегмента — это поименованная совокупность входящих в него типов полей данных.

Структурная часть иерархической модели

Как и сетевая, иерархическая модель данных базируется на графовой форме построения данных, и на концептуальном уровне она является просто частным случаем сетевой модели данных. В иерархической модели данных вершине графа соответствует тип сегмента или просто сегмент, а дугам — типы связей предок — потомок. В иерархических структуpax сегмент — потомок должен иметь в точности одного предка.

Структурная часть иерархической модели

Иерархическая модель представляет собой связный неориентированный граф древовидной структуры, объединяющий сегменты. Иерархическая БД состоит из упорядоченного набора деревьев.

Управляющая часть иерархической модели

В рамках иерархической модели выделяют языковые средства описания данных (ЯОД) и средства манипулирования данными (ЯМД). Каждая физическая база описывается набором операторов, обусловливающих как её логическую структуру, так и структуру хранения БД. При этом способ доступа устанавливает способ организации взаимосвязи физических записей.

Управляющая часть иерархической модели

Определены следующие способы доступа:иерархически последовательный;иерархически индексно-последовательный;иерархически прямой;иерархически индексно-прямой;индексный.

Управляющая часть иерархической модели

Помимо задания имени БД и способа доступа описания должны содержать определения типов сегментов, составляющих БД, в соответствии с иерархией, начиная с корневого сегмента. Каждая физическая БД содержит только один корневой сегмент, но в системе может быть несколько физических БД.

Управляющая часть иерархической модели

Среди операторов манипулирования данными можно выделить операторы поиска данных, операторы поиска данных с возможностью модификации, операторы модификации данных. Набор операций манипулирования данными в иерархической БД невелик, но вполне достаточен.

Примеры типичных операторов поиска данных

Примеры типичных операторов поиска данных найти указанное дерево БД; перейти от одного дерева к другому; найти экземпляр сегмента, удовлетворяющий условию поиска; перейти от одного сегмента к другому внутри дерева;Примеры типичных операторов поиска данных с возможностью

модификации: найти и удержать для дальнейшей модификации единственный

экземпляр сегмента, удовлетворяющий условию поиска; найти и удержать для дальнейшей модификации следующий экземпляр

для того же родителя.Примеры типичных операторов модификации иерархически

организованных данных, которые выполняются после выполнения одного из операторов второй группы (поиска данных с возможностью модификации):

вставить новый экземпляр сегмента в указанную позицию; обновить текущий экземпляр сегмента; удалить текущий экземпляр сегмента.В иерархической модели автоматически поддерживается целостность

ссылок между предками и потомками. Основное правило: никакой потомок не может существовать без

своего родителя.

В сетевой базе данных связи разрешено устанавливать произвольным образом, без всяких ограничений.

Каждый элемент вышестоящего уровня может быть связан одновременно с любыми элементами следующего уровня.

Такая модель лучше всего соответствует реальной жизни.

Педагогический коллектив

Физик

В.М. Баженов

Математик Л.Г.Николаев

а

Информатик С.Н.Андриано

в

1-1 1-31-2

Основные понятия

К основным понятиям сетевой модели базы данных относятся: уровень, элемент (узел), связь.

Узел — это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект.

На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. В сетевой структуре каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.

Достоинство и недостатки

Несмотря на то, что эта модель решает некоторые проблемы, связанные с иерархической моделью, выполнение простых запросов остается достаточно сложным процессом.

Также, поскольку логика процедуры выборки данных зависит от физической организации этих данных, то эта модель не является полностью независимой от приложения. Другими словами, если необходимо изменить структуру данных, то нужно изменить и приложение.

Слово «реляционный» происходит от английского

слова relation, что значит отношение, которые удобно

представлять в виде таблиц.

Базы данных с табличной формой организации называются реляционными.

Спасибо за внимание!