Представление об организации баз данных и системах управления базами данных

Представление об организации баз данных и системах управления базами данных

Что такое база данных

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

база данных библиотеки;

база данных кадрового состава учреждения;

база данных законодательных актов в области уголов­ного права;

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 о каждой книге хранятся библиогра­фические сведения: год издания, автор, название и пр. Разу­меется текст книги в ней содержаться не будет. В БД отдела кадров учреждения хранятся анкетные данные сотрудников: фамилия, имя, отчество; год и место рождения.

Базы данных в третьем примере наверняка будет организована как документальная. Бу­дет включать в себя тексты законов; изменения, дату принятия и т.д., 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.

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

Для хранения БД может использоваться как один компь­ютер, так и множество взаимосвязанных компьютеров.

Если различные части одной базы данных хранятся на множестве компьютеров, объединенных между собой сетью, то такая БД называется распределенной базой данных.

Очевидно, информацию в Интернет, объединенную пау­тиной WWW, можно рассматривать как распределенную базу данных. Распределенные БД создаются также и в ло­кальных сетях.

Реляционные базы данных

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

Базы данных с табличной формой организации называются реляционными БД.

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, ведомость с оценками имеет табличный вид. Когда мы приходим на вок­зал, смотрим расписание автобусов. Какой вид оно имеет? Это таблица! А еще есть таблица футбольного чемпионата. И журнал учителя, куда он ставит вам оценки, — тоже таблица.

Мы настолько привыкли к таблицам, что обычно не требуется никому объяснять, как ими пользоваться.

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

Каждое поле таблицы имеет имя. Например, таблица «Погода» имена полей такие: ДАТА, 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» — это информация об одной книге из библиотеки.

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

Разные поля отличаются именами. Записи различаются значения­ми ключей.

Главным ключом в базах 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 главным ключом для записей в этой базе данных. Главным 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. Вот, например, база данных, которая хранится в компьютере управления образования области. В ней содержатся сведе­ния о всех школах и техникумах районных центров в виде такой таблицы:

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

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

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

В реляционных базах данных используются четыре основных типа полей:

числовой;

символьный;

дата;

логический.

Числовой тип имеют поля, значения 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 соответствует полю, которое может при­нимать всего два значения: «да» — «нет» или «истина» — «ложь» или (по-английски) «true» — «false». Если двоичную матрицу представить в виде реляционной БД (табл. 6.4, 6.5), то ее полям, принимающим значения «О» или «1», удобно по­ставить в соответствие логический тип. При этом «1» заме­нится на значение «истина», «О» — на значение «ложь».

Итак, значения полей — это некоторые величины опре­деленных типов.

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

Например, с числовыми величинами можно выполнять арифметические операции.

Что такое система управления базами данных?-Уже много раз говорилось о том, что любую работу компьютер выполняет под управлением программ. Значит, и для работы с базами данных требуется специальное про­граммное обеспечение. Такое программное обеспечение на­зывается системой управления базами данных или сокра­щенно СУБД.

Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, называется СУБД: система управления базами данных.

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.

Задание

Составить структуру (состав полей), ключи и типы полей для реляционных баз данных под такими названиями:

«Страны мира»;

«Кинофильмы»;