Модели данных. Простейшие базы данных
Вариант 1
Выполнил
Студент группы ГМУ-18 Д.Ю. Труфанов
Проверил
Ст. преподаватель базовой кафедры “ЭиМ” М.А. Дубровина
Братск 2019
Введение
Тема: «Модели данных. Простейшие базы данных».
Цель работы: изучение архитектуры систем управление базами данных (СУБД), анализ моделей СУБД, а также формирование практических навыков проектирования простейших баз данных.
Задачи лабораторной работы:
1. Выделить и охарактеризовать основные компоненты архитектуры СУБД.
2. Сформировать теоретический материал лабораторной работы по предложенным вопросам по вариантам:
1) Понятие «База данных». Основные положения.
2) СУБД и их функции. Иерархическая и сетевая даталогические модели СУБД.
3. Разработать вариант простейшей базы данных, с учетом свойств и типов полей.
Ход работы
Задание 1
Выделить и охарактеризовать основные компоненты архитектуры СУБД. [1]
1) ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию;
2) процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода;
3) подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД;
4) сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.
Задание 2
2.1 Понятие «База данных». Основные положения. [3]
База данных (БД) — это организованная структура, предназначенная для хранения, изменения и обработки взаимосвязанной информации, преимущественно больших объемов. Базы данных активно используются для динамических сайтов со значительными объемами данных — часто это интернет-магазины, порталы, корпоративные сайты [2].
Основное назначение БД хранение больших массивов данных, которыми можно манипулировать, используя встроенные возможности программной среды, такие как, редактирование данных, выборку данных по условию, созданию отчетов различной формы. База данных может быть отображена на экране в виде таблицы и в виде картотеки, вне зависимости от вида используемого формата.
Большинство баз данных используют в качестве основной информационной структуры табличный формат. Реляционная база данных представляет собой множество взаимосвязанных таблиц, каждая из которых содержит информацию об объектах определенного типа. Таблица имеет строки и столбцы, которые соответственно называются записью и полем записи. Именно поля определяют структуру базы.
2.2 СУБД и их функции. Иерархическая и сетевая даталогические модели СУБД. [4;5]
Системой управления базой данных (СУБД) называется совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания на ЭВМ, ведения, поддержки БД и обеспечения доступа пользователей к ней.
СУБД представляет собой специальный пакет программ, с помощью которого реализуется централизованное управление базой данных и обеспечивается доступ к данным.
К функциям СУБД относятся:
1) определение структуры БД, инициализация БД и начальная загрузка данных;
2) управление ресурсами среды хранения;
3) обеспечение логической независимости, т.е. предоставляет определенную свободу логического представления БД без необходимости соответствующей модификации физического представления;
4) обеспечение физической независимости данных, т.е. предоставляет свободу организации БД в среде хранения, не вызывая изменений в логическом представлении;
5) поддержка логической целостности (непротиворечивости) базы данных (в СУБД для ПЭВМ осуществляется только при вводе данных в БД);
6) обеспечение физической целостности БД, т.е. защита и восстановление БД после различного рода сбоев;
7) управление доступом, т.е. разграничение доступа пользователей к БД, т.к. в ней могут храниться данные, которые должны быть доступны лишь ограниченному кругу пользователей. Может быть ограничена группа пользователей, которой разрешено обновлять те или иные данные. Это достигается введением паролей;
8) организация параллельного доступа пользователей к БД. [4]
Иерархическая и сетевая даталогическая модель СУБД [5]
Под даталогической понимается модель, отражающая логические взаимосвязи между элементами данных безотносительно их содержания и физической организации. При этом даталогическая модель разрабатывается с учетом конкретной реализации СУБД, а также с учетом специфики конкретной предметной области на основе ее инфологической модели. Для конкретной реализации даталогической модели проектируется физическая модель. Наполненная конкретной информацией физическая модель и составляет собственно БД. Система, обеспечивающая соответствующее совместное функционирование указанных компонент, и составляет суть конкретной СУБД.
Иерархические модели СУБД имеют древовидную структуру, когда каждому узлу структуры соответствует один сегмент, представляющий собой поименованный линейный кортеж полей данных. Каждому сегменту (кроме Sl-корневого) соответствует один входной и несколько выходных сегментов. Каждый сегмент структуры лежит на единственном иерархическом пути, начинающемся от корневого сегмента.
А) 
Б) 
Рисунок 1.1 - Структура иерархической (а) и сетевой (б) СУБД
Сетевая даталогическая модель СУБД во многом подобна иерархической: если в иерархической модели для каждого сегмента записи допускается только один входной сегмент при N выходных, то в сетевой модели для сегментов допускается несколько входных сегментов наряду с возможностью наличия сегментов без входов с точки зрения иерархической структуры.
Задание 3
Разработать вариант простейшей базы данных, с учетом свойств и типов полей.
Рисунок 1.1 – Файл студентов
Рисунок 1.2 – Файл группы
Вывод:
В данной лабораторной рабе были изучены архитектуры систем управления базами данных (СУБД), анализ моделей СУБД, а также формирование практических навыков проектирования простейших баз данных.
Список использованных источников
1. GOSy VMKSS. Основные компоненты СУБД, режим доступа: https://sites.google.com/site/gosyvmkss12/bazy-dannyh/08-osnovnye-komponenty-subd-i-ih-vzaimodejstvie-tipy-i-struktury-dannyh (дата обращения)
2. HostIQ Wiki. База данных, режим доступа: https://hostiq.ua/wiki/database/ (дата обращения)
3. Карпова, И.П. Базы данных: Учебное пособие / И.П. Карпова. - СПб.: Питер, 2013. - 240 c. (дата обращения)
4. СтудопедиЯ. СУБД и их функции, режим доступа: https://studopedia.ru/4_82767_subd-i-ih-funktsii.html (дата обращения)
5. StudFiles. 5.3, режим доступа: https://studfiles.net/preview/598497/page:13/ (дата обращения)
6. Гринченко Проектирование баз данных. СУБД Microsoft Access / Гринченко, Н.Н. и. - М.: Горячая Линия Телеком, 2014. - 240 c.