Главная

Статьи

НОУ ІНТУЇТ | лекція | Проектування баз даних та робота з ними Веб-додатків. Введення в БД, SQL Server, ADO.NET

  1. 9.1. Проектування баз даних
  2. 9.1.2. Класифікація БД
  3. 9.1.2.1. Класифікація БД за моделлю даних
  4. 9.1.2.1.1. ієрархічні

Анотація: У даній лекції розглядаються питання проектування баз даних і роботи з ними Веб-додатків. Дається введення в технологію доступу до даних ADO.NET

Презентацію до даної лекції Ви можете завантажити Презентацію до даної лекції Ви можете завантажити   тут тут .

9.1. Проектування баз даних

9.1.1. Поняття бази даних

Більшість автоматизованих систем тим чи іншим чином використовують структуровану інформацію. У сучасних додатках такі впорядковані дані прийнято зберігати в базах даних - особливих файлах, використання яких разом зі спеціальними програмними засобами дозволяє користувачеві, як переглядати необхідну інформацію, так і маніпулювати нею.

Наприклад, телефонний довідник являє собою найпростішу базу даних, в якій вся інформація розташовується в єдиній таблиці [ 1 , 2 ]. Кожен запис в цій таблиці містить ідентифікатор конкретного людини - ПІБ і його номер телефону. Таким чином, таблиця складається із записів, інформація в яких розділена на кілька частин - полів ( табл. 9.1 ).

Таблиця 9.1. Телефонний довідник ПІБ Номер телефону Іванов Іван Іванович 532-43-12 Ільїн Федір Іванович 321-32-34

Розглянемо різні визначення бази даних:

  • Базою даних є представлена ​​в об'єктивній формі сукупність самостійних матеріалів, систематизованих таким чином, щоб ці матеріали могли бути знайдені і оброблені за допомогою електронної обчислювальної машини [ 3 ].
  • База даних - організована відповідно до певних правил і підтримувана в пам'яті комп'ютера сукупність даних, що характеризує актуальний стан деякої предметної області і використовувана для задоволення інформаційних потреб користувачів [ 4 ].
  • База даних - сукупність даних, що зберігаються у відповідності зі схемою даних, маніпулювання якими виконують відповідно до правил засобів моделювання даних [ 5 ].
  • База даних - деякий набір перманентних (постійно зберігаються) даних, що використовуються прикладними програмними системами будь-якого підприємства [ 6 ].
  • База даних - сукупність взаємопов'язаних даних, спільно збережених в одному або декількох комп'ютерних файлах [ 7 ].
  • База даних - спільно використовуваний набір логічно пов'язаних даних (і опис цих даних), призначений для задоволення інформаційних потреб організації [ 8 ].
  • База даних - це сукупність пов'язаних даних, організованих за певними правилами, що передбачають загальні принципи опису, зберігання і маніпулювання, незалежна від прикладних програм [ 9 ].

Існує безліч і інших визначень, що відображають скоріше суб'єктивна думка тих чи інших авторів про те, що означає цей термін в їх розумінні, однак загальновизнана єдина формулювання відсутній. Найбільш часто використовуються наступні відмітні ознаки [ 10 ]:

  1. База даних зберігається і обробляється в обчислювальній системі. Таким чином, будь-які некомп'ютерні сховища інформації (архіви, бібліотеки, картотеки і т. П.) Базами даних не є.
  2. Дані в базі даних логічно структуровані (систематизовані) з метою забезпечення можливості їх ефективного пошуку і обробки в обчислювальній системі. Структурованість передбачає явне виділення складових частин (елементів), зв'язків між ними, а також типізацію елементів і зв'язків, при якій з типом елемента (зв'язку) співвідноситься певна семантика і допустимі операції.
  3. База даних включає метадані, що описують логічну структуру БД в формальному вигляді (відповідно до деякої метамодель). Відповідно до ГОСТ Р ІСО МЕК ТО 10032-2007, "постійні дані в середовищі бази даних включають в себе схему і базу даних. Схема включає в себе опису змісту, структури і обмежень цілісності, що використовуються для створення і підтримки бази даних. База даних містить в себе набір постійних даних, визначених за допомогою схеми. Система управління даними використовує визначення даних в схемі для забезпечення доступу і управління доступом до даних в базі даних "[ 5 ].

З перерахованих ознак тільки перший є строгим, а інші допускає різні трактування і різні ступені оцінки. Можна лише встановити певний рівень відповідності вимогам до БД.

Багато фахівців вказують на поширену помилку, що складається в некоректному використанні терміну база даних замість терміна система управління базами даних. Ці поняття, отже, необхідно розрізняти.

Система управління базами даних (СКБД) - це спеціалізована програма (частіше комплекс програм), призначена для організації і ведення бази даних [ 11 ].

Таким чином, система управління базою даних (СКБД) - найважливіший компонент інформаційної системи. Для створення і управління інформаційною системою СУБД необхідна в тій же мірі, як для розробки програми на алгоритмічній мові необхідний транслятор.

Основні функції СУБД [ 12 ]:

  • керування даними в зовнішній пам'яті (на дисках);
  • керування даними в оперативній пам'яті;
  • журнал змін і відновлення бази даних після збоїв;
  • підтримка мов БД (мова визначення даних, мова маніпулювання даними).

Зазвичай сучасна СУБД містить наступні компоненти [ 12 ] ( Мал. 9.1 ):

  • ядро, яке відповідає за управління даними у зовнішній і оперативної пам'яті і журнал;
  • процесор мови бази даних, що забезпечує оптимізацію запитів на вилучення та зміну даних і створення, як правило, машинно-незалежного виконуваного внутрішнього коду;
  • підсистему підтримки часу виконання, яка інтерпретує програми маніпуляції даними, що створюють користувальницький інтерфейс із СУБД;
  • сервісні програми (зовнішні утиліти), що забезпечують ряд додаткових можливостей по обслуговуванню інформаційної системи.

Мал.9.1.

компоненти СУБД

на Мал. 9.2 наведені основні функції та вміст компонентів обробки баз даних [ 13 ].

9.1.2. Класифікація БД

Існує величезна кількість різновидів баз даних, що відрізняються за різними критеріями (наприклад, в "Енциклопедії технологій баз даних" М. Р. Когаловскій [ 4 ] Визначаються понад 50 видів БД).

Бази даних можуть бути класифіковані [ 10 ]:

  • За технологією зберігання:
    • БД у вторинній пам'яті (традиційні);
    • БД в оперативній пам'яті (in-memory databases);
    • БД в третинної пам'яті (tertiary databases);
  • За вмістом:
    • Географічні;
    • історичні;
    • наукові;
    • Мультимедійні;
  • За ступенем розподіленості:
    • Централізовані (зосереджені);
    • Розподілені.

Детальніше ж розглянемо класифікацію БД за моделями даних.

9.1.2.1. Класифікація БД за моделлю даних

У класичній теорії баз даних, модель даних є формальна теорія подання та обробки даних в системі управління базами даних (СКБД), яка включає, щонайменше, три аспекти [ 12 , 14 ]:

  1. структура даних - описує точку зору користувача на представлення даних;
  2. набір допустимих операцій, що виконуються на структурі даних (модель даних передбачає, як мінімум, наявність мови визначення даних (МОД), що описує структуру їх зберігання, і мови маніпулювання даними (ЯМД), що включає операції вилучення та модифікації даних);
  3. обмеження цілісності - механізм підтримки відповідності даних предметної області на основі формально описаних правил.

Іншими словами, структура даних визначає, що з себе логічно представляє база даних, обмеження цілісності визначають кошти описів коректних станів бази даних, набір допустимих операцій визначає способи переходу між станами бази даних (тобто способи модифікації даних) і способи отримання даних з бази даних [ 14 ].

Кожна БД і СУБД будується на основі певної явній або неявній моделі даних. Всі СУБД, побудовані на одній і тій же моделі даних, відносять до одного типу. Наприклад, основою реляційних СУБД є реляційна модель даних, мережевих СУБД - мережева модель даних і т.д.

Тривалий час термін "модель даних" використовувався без формального визначення. Одним з перших фахівців, який досить формально визначив це поняття, був Е. Кодд. У статті "Моделі даних в управлінні базами даних" [ 15 ] Він визначив модель даних як комбінацію трьох компонентів:

  1. колекції типів об'єктів даних, що утворюють базові будівельні блоки для будь-якої бази даних, відповідної моделі;
  2. колекції загальних правил цілісності, що обмежують набір екземплярів тих типів об'єктів, які законним чином можуть з'явитися в будь-який такий базі даних;
  3. колекції операцій, які можна застосувати до таких екземплярів об'єктів для вибірки і інших цілей.

В процесі історичного розвитку в СУБД використовувалося наступні моделі даних [ 12 ]:

9.1.2.1.1. ієрархічні

Ієрархічна модель бази даних складається з об'єктів з покажчиками від батьківських об'єктів до нащадків, з'єднуючи разом зв'язану інформацію.

Організація даних в СУБД ієрархічного типу визначається в наступних термінах [ 12 ]:

  • Атрибут (елемент даних) - найменша одиниця структури даних. Зазвичай кожному елементу при описі бази даних присвоюється унікальне ім'я. З цього імені до нього звертаються при обробці. Елемент даних також часто називають полем.
  • Запис - іменована сукупність атрибутів. Використання записів дозволяє за одне звернення до бази отримати деяку логічно зв'язану сукупність даних. Саме записи змінюються, додаються і видаляються. Тип запису визначається складом її атрибутів. Примірник записи - конкретний запис з конкретним значенням елементів
  • Групове ставлення - ієрархічне відношення між записами двох типів. Батьківська запис (власник групового відносини) називається вихідної записом, а дочірні записи (члени групового відносини) - підлеглими. Ієрархічна база даних може зберігати тільки такі деревовидні структури.

Однією з найбільш популярних ієрархічних СУБД була Information Management System (IMS) компанії IBM, що з'явилася в 1968 році [ 13 ].

Новости

Увлекательные походы в Карпаты.

Наконец-то, пришло тепло, солнышко с каждым днем пригревает сильнее, зацвели сады и, природа манит своими красотами в поход. Что может быть лучше, чем пеший поход по родному краю? Ведь, это одновременно

Поход на вулкан Немрут Даг

Как давно вам не приходилось испытывать острых ощущений? Можно смело предположить, что очень давно. К сожалению или к счастью, но наш мир давно уже не такой, каким был раньше. Он стал намного тише

Антикварный магазин Домовой
В вашем доме есть домовой? Этакое противоречивое и непредсказуемое существо, которое разбрасывает и прячет вещи, топает по ночам и в то же время оберегает домашний очаг и всю семью. . . Кто же такой

Хуэй Чжун Дан
На просторах интернета мы нашли интересный сайт, который предлагает китайские шарики для усиления мужской силы. Ради интереса мы зашли на этот сайт Хуэй Чжун Дан. Сразу на первой странице Вы видите

Капсулы для похудения Лишоу
В наше время, наверное, каждый стремится выглядеть действительно красиво и привлекательно. И в первую очередь все мы бы хотели, что бы наша фигура была идеальной. Но нам из-за отсутствия времени очень

Регата Marmaris Race Week
5  мая 2018 года у  юго-западных берегов Турции стартует традиционная майская « Русская парусная неделя  Volvo» . В  этот раз крупнейшее российское яхтенное соревнование

Дешевая аптека в Ромнах
Добрый день, хотелось бы рассказать вам дорогие друзья про одно место, где вы можете приобрести очень качественные лекарства. Речь пойдет об аптеке, то есть, если вы любитель конкретики, то сеть аптек

Упражнения по арт терапии
Особенности арт-терапевтической сессии: • Доверие (открытость, знакомство с группой, интерес к себе и другим). • Концентрация (привлечение внимания к другим и себе, концентрация на чувствах,

Купить диван в Киеве недорого
Благодаря неустанным стараниям воровской власти нашей страны, уровень жизни населения стремительно падает. Но всем хочется позволить себе маленькие радости, в том числе и в вопросах обновления интерьера.

Домашние тараканы фото
Обычно, таракан – это нежеланный гость. С собой он приносит массу заморочек, потому что является разносчиком зараз, а избавиться от бессчетных колоний достаточно проблематично. Но если вы будет знать,