Человек в своей жизни использует большие объемы информации. Множество фактов, необходимых человеку достаточно велико. Но человек использует не весь объем своей памяти, поэтому у большинства людей часто наступает момент, когда человек жалуется на то, что нужная информация “вылетела из головы”.
Чтобы избежать этого, люди прибегают к записям. Однако недостаточно только лишь записать информацию – необходимо уметь быстро ее найти в нужное время, т.е. тогда, когда это необходимо.
Для хранения и облегчения поиска нужной информации человеком придуманы различные способы. К ним относятся записные книжки, ежедневники, перекидные календари. Такие устройства называются базами данных.
База данных (БД)
Набор сведений, который организован определенным образом, содержащих информацию по какому-либо объекту.
Примеры БД:
• записная книжка (фамилия, адрес, телефон, дата рождения...);
• городской телефонный справочник (номера телефонов, адреса предприятий, жителей города...);
• классный журнал (сведения об учащихся, оценки...);
• библиотечный каталог (название книги, автор, регистрационный номер, год издания, цена...);
• картотеки ГАИ (фамилия, адрес, марка автомобиля, номер …);
• картотека личных дел сотрудников;
• словари;
• каталоги коллекционеров.
Преимущество использования компьютерных БД:
С помощью компьютерных БД найти и отсортировать нужную информацию можно путем простого набора нескольких команд. Компьютер обладает более высокой (по сравнению с человеком) скоростью выполнения операций, большим объемом памяти.
Возможности БД:
Запись новых фактов в память компьютера. Какие именно факты должна быть введены, определяет человек. Множество же всех введенных фактов называется базой данных.
Предоставление интересующих человека фактов, находящихся в базе данных. Для этого человек должен составить запрос о том, что именно он хотел бы узнать, а компьютер “просмотрев” имеющиеся в БД данные, выбирает нужные.
Людям самых разных профессий бывает необходимо просматривать картотеки, каталоги и т.д. Например, врачу нужно иногда просматривать картотеку больных, библиотекарю – картотеку книг и т.д.
Основные возможности БД:
• Создание БД
• Ввод и обновление данных
• Поиск и сортировка данных
• Формирование и вывод отчетов
Сортировка
упорядочение таблицы по одному из столбцов в порядке убывания или возрастания его значений (например, по фамилии в прямом {по возрастанию} или обратном {по убыванию} алфавитном порядке, по дате рождения и т.д.).
Поиск информации
Выделение из таблицы строк по запросу с указанием признаков или свойств значений.
Задание «Реклама БД»:
Представьте себе, что вы – агент по распространению базы данных. Вам надо уговорить купить ее представителя какой-либо профессии (врача, историка, геолога, библиотекаря и т.п.).
1. Этапы концептуального и логического проектирования
Описание и анализ предметной области
Предметной областью является – Информационое агентство. Его функциями являются: сбор сведений о предприятиях, фирмах и т. д., о производимых ими товарах и услугах; систематизация этих данных по различным параметрам; издание ежеквартальных бюллетеней о сведениях, зарегистрированных за прошедший квартал; выдача интересующей информации по заказу отдельных лиц и организаций.
1.2 Спецификация входных и выходных данных
Входные данные:
1. База Наименование: Название организации, Кол-во предприятий, Страна, Город, Точный адрес, Телефон, Факс, Дата регистрации;
2. База Отраслевая деятельность:Наименование организации, Отраслевая деятельность, Вид или наименование продукта, Оперативная информация, Преобретается, Продается;
3. База Квартовый отчет: Наименование, Дата;
Выходные данные:
1. Вышеперечисленные входные данные, результаты поиска и сортировок.
2. Графическое представвление данных из таблицы.
Реляционная модель данных
Реляционная модель данных (РМД) — логическая модель данных, прикладная теория построения баз данных, которая является приложением к задачам обработки данных таких разделов математики как теории множеств и логика первого порядка.
На реляционной модели данных строятся реляционные базы данных.
Реляционная модель данных включает следующие компоненты:
· Структурный аспект (составляющая) — данные в базе данных представляют собой набор отношений.
· Аспект (составляющая) целостности — отношения (таблицы) отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена (типа данных), уровня отношения и уровня базы данных.
· Аспект (составляющая) обработки (манипулирования) — РМД поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление).
Кроме того, в состав реляционной модели данных включают теорию нормализации.
Термин «реляционный» означает, что теория основана на математическом понятии отношение (relation). В качестве неформального синонима термину «отношение» часто встречается слово таблица. Необходимо помнить, что «таблица» есть понятие нестрогое и неформальное и часто означает не «отношение» как абстрактное понятие, а визуальное представление отношения на бумаге или экране. Некорректное и нестрогое использование термина «таблица» вместо термина «отношение» нередко приводит к недопониманию. Наиболее частая ошибка состоит в рассуждениях о том, что РМД имеет дело с «плоскими», или «двумерными» таблицами, тогда как таковыми могут быть только визуальные представления таблиц. Отношения же являются абстракциями, и не могут быть ни «плоскими», ни «неплоскими».
Для лучшего понимания РМД следует отметить три важных обстоятельства:
· модель является логической, то есть отношения являются логическими (абстрактными), а не физическими (хранимыми) структурами;
· для реляционных баз данных верен информационный принцип: всё информационное наполнение базы данных представлено одним и только одним способом, а именно — явным заданием значений атрибутов в кортежахотношений; в частности, нет никаких указателей (адресов), связывающих одно значение с другим;
· наличие реляционной алгебры позволяет реализовать декларативное программирование и декларативное описание ограничений целостности, в дополнение к навигационному (процедурному) программированию и процедурной проверке условий.
Принципы реляционной модели были сформулированы в 1969—1970 годах Э. Ф. Коддом (E. F. Codd). Идеи Кодда были впервые публично изложены в статье «A RelationalModelofDataforLargeSharedDataBanks»[1], ставшей классической.
Строгое изложение теории реляционных баз данных (реляционной модели данных) в современном понимании можно найти в книге К. Дж. Дейта. «C. J. Date. An Introduction to Database Systems» («Дейт, К. Дж. Введение в системы баз данных»).
Наиболее известными альтернативами реляционной модели являются иерархическая модель, и сетевая модель. Некоторые системы, использующие эти старые архитектуры, используются до сих пор. Кроме того, можно упомянуть об объектно-ориентированной модели, на которой строятся так называемые объектно-ориентированные СУБД, хотя однозначного и общепринятого определения такой модели нет.
В результате анализа были выделены 3 таблицы-сущности, которые описывают данную предметную область.
Таблица Наименование: Название организации, Кол-во предприятий, Страна, Город, Точный адрес, Телефон, Факс, Дата регистрации;
Таблица Отраслевая деятельность: Наименование организации, Отраслевая деятельность, Вид или наименование продукта, Оперативная информация, Преобретается, Продается;
Таблица Квартовый отчет: Наименование, Дата;
Нормализация отношений
Нормализация отношений (таблиц) — одна из основополагающих частей теории реляционных баз данных. Нормализация имеет своей целью избавиться от избыточности в отношениях и модифицировать их структуру таким образом, чтобы процесс работы с ними не был обременён различными посторонними сложностями. При игнорировании такого подхода эффективность проектирования стремительно снижается, что вкупе с прочими подобными вольностями может привести к критическим последствиям.
Атрибут — свойство некоторой сущности. Часто называется полем таблицы.
Домен атрибута — множество допустимых значений, которые может принимать атрибут.
Кортеж — конечное множество взаимосвязанных допустимых значений атрибутов, которые вместе описывают некоторую сущность (строка таблицы).
Отношение — конечное множество кортежей (таблица).
Схема отношения — конечное множество атрибутов, определяющих некоторую сущность. Иными словами, это структура таблицы, состоящей из конкретного набора полей.
Проекция — отношение, полученное из заданного путём удаления и (или) перестановки некоторых атрибутов.
Функциональная зависимость между атрибутами (множествами атрибутов) X и Y означает, что для любого допустимого набора кортежей в данном отношении: если два кортежа совпадают по значению X, то они совпадают по значению Y. Например, если значение атрибута «Название компании» — CanonicalLtd, то значением атрибута «Штаб-квартира» в таком кортеже всегда будет MillbankTower, London, UnitedKingdom. Обозначение: {X} -> {Y}.
Отношение находится в первой нормальной форме (сокращённо 1НФ), если все его атрибуты атомарны, то есть если ни один из его атрибутов нельзя разделить на более простые атрибуты, которые соответствуют каким-то другим свойствам описываемой сущности.
Отношение находится во второй нормальной форме (сокращённо 2НФ) тогда и только тогда, когда оно находится в первой нормальной форме и каждый его неключевой атрибут неприводимо зависим от первичного ключа.
Описание таблиц.
Физическая модель реализована в СУБД Paradox, таблицы приведены на рисунках 1.1, 1.2, 1.3.
Рисунок 1.1 – Наименование.
Рисунок 1.2 – Отраслевая деятельность.
Рисунок 1.3 – Квартальный отчет.