Как информационная система взаимодействует с информационными источниками и потребителями информации?
Что такое клиент-серверная сеть?
Какие приложения мы знаем?
Каковы основные функции текстового процессора? Табличного процессора?
Для чего предназначены системы обработки текстов, таблиц, графические программы?
Знаем ли мы программы, где бы сортировались или фильтровались данные?
Известные приложения, их возможности, преимущества
Графический редактор
Текстовый редактор
Известные приложения, их возможности, преимущества
Понятие баз данных
Базы данных (БД) - это структурированная совокупность данных, отражающих состояние объектов определенной предметной области и связи между ними
Термин "Базы данных" начали использовать в 60-х годах ХХ века.
Предметная область (ПО)
Если предметной областью являются автомобильные дороги страны и БД для этой ПО разрабатывается для нужд пассажиров, то в ней содержаться данные о том, каким транспортом можно проехать из одного населенного пункта в другой, сколько на это понадобится времени и средств.
Если же БД ориентирована на водителей, то в ней должна храниться информация о заправочные станции, расстояния между населенными пунктами, расположении станций технического обслуживания, о опасные участки дорог и т.п..
Объекты предметной области
Объектами предметной области могут быть предприятия, школы, ученики, учителя, книги и др..
Объект имеет определенный набор параметров, а каждый параметр имеет значение.
Параметрами объекта "человек" могут быть фамилия, имя, отчество, год рождения. Значение параметра: Козачук, Николай, Степанович, 1996.
Связи между объектами
Между некоторыми объектами существуют связи. Примеры связей:
Выражение "машина едет по дороге" - между объектами "машина" и "дорога"
Выражение "Человек имеет собаку" отражает содержание связи между объектами "человек" и "собака"
Связи между объектами
Связи между объектами БД можно рассматривать как электронный аналог картотеки, где на каждой карточке записаны сведения об определенном объекте, а также содержатся ссылки на другие карты, представляющие связанные объекты.
Параметры и их значения
Пример.
Схема БД может быть описана так: хранятся сведения об имени, фамилии, отчестве и годе рождения учителей, а также о названиях предметов, которые они преподают.
Наполнение этой БД может быть таким: учитель Петрук Петр Петрович 1969 г.р. читает математику и информатику, учитель Козачук Екатерина Васильевна 1977 г.р. читает химию и биологию.
Схему или структура, БД следует отличать от ее наполнения.
Схема определяет, какие параметры должны иметь объекты, хранящиеся в базе, а наполнение - это значения параметров конкретных объектов, которые записаны в БД на текущий момент.
Системы управления базами данных
Базы данных - это не разновидность программного обеспечения, а только документы, с которыми оперируют специальные приложения, которые называют системами управления базами данных.
Электронными таблицами оперируют табличные процессоры, изображениями - графические редакторы
Система управления базами данных (СУБД) - это программа, обеспечивающая возможность создания БД и выполнения различных операций с данными, которые в ней хранятся
Преимущества использования СУБД
С СУБД взаимодействуют не только люди, но и другие приложения. СУБД играет роль своеобразной оболочки вокруг баз данных, которая устанавливает правила работы с ними каких-либо внешних пользователей или клиентов. Эти правила одинаковы как для людей, так и для программ
Схема работы СУБД
Целостность данных
Данные в БД более защищены, чем в документах других типов, к которым приложения могут обращаться непосредственно.
На растровом изображения можно рисовать что угодно, в текстовый документ можно вводить произвольные данные.
А ввод данных, не соответствующих схеме базы или некоторым другим условиям, блокируется СУБД.
Это свойство данных, хранящихся в базах, называют целостностью.
Под целостностью данных в базе понимают их соответствие схеме БД, а также другим правилам и условиям, которые гарантируют непротиворечивость данных и их согласованность с предметной областью.
Целостность данных
Помните о повышенной важности некоторых данных, хранящихся в базах. Например, данных о сумме средств на карточном счете. Очевидно, что некорректность таких данных недопустима в любом случае.
Независимость данных от программ
Важным преимуществом использования СУБД является обеспечение независимости данных от программ.
Если приложение реализует алгоритм решения определенной задачи, а данные хранятся в базе, то изменения в структуре данных не влияют на приложение и наоборот.
Изменение логики приложения не приведет к изменению структуры данных - СУБД играет роль своеобразного "амортизатора"
Централизованное хранение информации
СУБД обеспечивает централизованное хранение информации, повышая таким образом ее точность и достоверность.
Обеспечение совместного доступа к базе нескольких клиентов - еще одно преимущество СУБД.
При использовании БД не может возникнуть несогласованности между информацией о служебном положение работника, выводимое программой, предназначенной для нужд отдела кадров, и программой, которая используется в бухгалтерии, поскольку соответствующие данные хранятся в одном месте - общей базе данных.
Основные преимущества использования СУБД
Роли пользователей, работающих с БД
Схема БД отличается от ее наполнения. Также следует различать тех, кто разрабатывает эту схему, и тех, кто оперирует данными в базе.
Тех, кто разрабатывает схему БД называют разработчиками.
Тех, кто разрабатывает схему БД называют разработчиками.
Человека, которые вводит данные в базу в среде СУБД называют оператором базы данных.
Администратор данных определяет некоторые ограничения целостности, устанавливает права доступа к тем или иным данным определенных пользователей …
Модели данных
Структуру объектов и связей между ними, сведения о которых хранятся в БД определяет схема БД. А вот правила построения самой схемы определяются моделью данных. Модель данных регламентирует, какие операции можно выполнять над данными.
Модели данных
Английский кибернетик Е.Ф. Кодд
Реляционная модель данных, в основу которой положено математическое понятие отношения (на английском - relation), впервые описана в 1970 г. Коддом.
В форме отношений в реляционной модели представляются наборы однотипных объектов.
Отношение удобно изображать в виде таблицы, поэтому фактически реляционная база данных - это совокупность таблиц, каждая из которых содержит набор однотипных объектов.
В 60-70 гг Эдгар Кодд (англичанин по происхождению, в США) работает над созданием своих теорий хранения данных. В 1970 году он создал свою знаменитую «реляционная модель данных для крупных банков данных». Именно об этой его труд говорят как о первой в среде реляционных структур. Со временем он написал «12 правил Кодда», в которых на самом деле должно быть реляционной СУБД.
Во всех известных сегодня моделях правила манипулирования данными реализованы в виде специальных языков, на которых клиенты записывают запросы к СУБД ( язык манипулирования данными , или язык запросов).
Часто в состав модели данных включают еще и другой язык, позволяющий описывать схемы баз данных и который называется языком определения данных
Язык SQL
В реляционной модели наиболее популярным языком является SQL ( язык структурированных запросов ), который объединяет в себе средства языка определения данных и языка манипулирования данными.
Язык SQL не является языком программирования, она декларативный, т.е. позволяет пользователю описать, что он хочет получить, не описывая, как именно компьютер будет вычислить нужный результат.
Некоторые СУБД предоставляют визуальные средства конструирования запросов и среди них - СУБД MS Access.
Задания для исследований
1. Предположим, что имеются сведения о многоэтажных дома, а именно об адресах, по которым они расположены, количество и номера квартир на каждом этаже, количество комнат в квартирах, а также о жителях этих квартир (фамилия, имя, отчество, дата рождения). Выделите в этой предметной области несколько наборов однотипных объектов и укажите параметры объектов в каждом наборе.
Задания для исследований
3. Схема БД выглядит так, как показано ниже. Для какой-либо предметной области может быть построена такая БД и как могут называться таблицы в ней? Между какими объектами в базе могут существовать связи и каков смысл этих связей? Заполните каждую таблицу данными о двух-трех объектах.
Обобщающее повторение, первоначальное применение полученных знаний
Работа с учебно-контролирующей программой И. Завадского
