Иерархическая модель данных

Иерархическую модель можно сравнить с перевернутым деревом: есть один корневой элемент (самый главный) из которого исходят его дочерние элементы. Из этих дочерних элементов, в свою очередь, могут вырастать свои элементы и так далее. Если представить себе графически – то получится листок с дерева (веточки и листья):

Как вы уже могли заметить с помощью картинки выше – у иерархической модели есть узлы (это корневые элементы) в которые и из которых могут выходить связи (веточки дерева). Одинаково отстоящие от корневого элемента узлы образуют уровни. На одном уровне может быть множество различных элементов, не обязательно порожденных от одного корневого узла.

Представителем иерархической СУБД является разработка фирмы IBM система IMS, также – СУБД System 2000. На основе иерархии созданы файловые системы.

13. Реляционная модель организации данных. Нормальные формы.

Реляционная база данных — это совокупность взаимосвязанных таблиц, каждая из которых содержит информацию об объектах определенного типа. Строка таблицы содержит данные об одном объекте (например, товаре, клиенте), а столбцы таблицы описывают различные характеристики этих объектов — атрибутов (например, наименование, код товара, сведения о клиенте). Записи, т. е. строки таблицы, имеют одинаковую структуру — они состоят из полей, хранящих атрибуты объекта. Каждое поле, т. е. столбец, описывает только одну характеристику объекта и имеет строго определенный тип данных. Все записи имеют одни и те же поля, только в них отображаются различные информационные свойства объекта.

В реляционной базе данных каждая таблица должна иметь первичный ключ — поле или комбинацию полей, которые единственным образом идентифицируют каждую строку таблицы. Если ключ состоит из нескольких полей, он называется составным. Ключ должен быть уникальным и однозначно определять запись. По значению ключа можно отыскать единственную запись. Ключи служат также для упорядочивания информации в БД.

Таблицы реляционной БД должны отвечать требованиям нормализации отношений. Нормализация отношений — это формальный аппарат ограничений на формирование таблиц, который позволяет устранить дублирование, обеспечивает непротиворечивость хранимых в базе данных, уменьшает трудозатраты на ведение базы данных.

Пусть создана таблица Студент, содержащая следующие поля: № группы, ФИО, № зачетки, дата рождения, название специальности, название факультета. Такая организация хранения информации будет иметь ряд недостатков:

• дублирование информации (наименование специальности и факультета повторяются для каждого студента), следовательно, увеличится объем БД;

• процедура обновления информации в таблице затрудняется из-за необходимости редактирования каждой записи таблицы.

Нормализация таблиц предназначена для устранения этих недостатков. Имеется три нормальные формы отношений.

Первая нормальная форма. Реляционная таблица приведена к первой нормальной форме тогда и только тогда, когда ни одна из ее строк не содержит в любом своем поле более одного значения и ни одно из ее ключевых полей не пусто. Так, если из таблицы Студент требуется получать сведения по имени студента, то поле ФИО следует разбить на части Фамилия, Имя, Отчество.

Вторая нормальная форма. Реляционная таблица задана во второй нормальной форме, если она удовлетворяет требованиям первой нормальной формы и все ее поля, не входящие в первичный ключ, связаны полной функциональной зависимостью с первичным ключом. Чтобы привести таблицу ко второй нормальной форме, необходимо определить функциональную зависимость полей. Функциональная зависимость полей — это зависимость, при крторой в экземпляре информационного объекта определенному значению ключевого реквизита соответствует только одно значение описательного реквизита.

Третья нормальная форма. Таблица находится в третьей нормальной форме, если она удовлетворяет требованиям второй нормальной формы, ни одно из ее неключевых полей не зависит функционально от любого другого неключевого поля. Например, в таблице Студент (№ группы, ФИО, № зачетной книжки, Дата рождения, Староста) три поля — № зачетной книжки, № группы, Староста находятся в транзитивной зависимости. № группы зависит от № зачетной книжки, а Староста зависит от № группы. Для устранения транзитивной зависимости необходимо часть полей таблицы Студент перенести в другую таблицу Группа. Таблицы примут следующий вид: Студент (№ группы, ФИО, № зачетной книжки, Дата рождения), Группа (№ группы, Староста).

Реляционные таблицы могут быть связаны друг с другом, следовательно, данные могут извлекаться одновременно из нескольких таблиц. Таблицы связываются между собой для того, чтобы в конечном счете уменьшить объем БД. Связь каждой пары таблиц обеспечивается при наличии в них одинаковых столбцов.

Существуют следующие типы информационных связей:

• один-к-одному;

• один-ко-многим;

• многие-ко-многим.

Связь один-к-одному предполагает, что одному атрибуту первой таблицы соответствует только один атрибут второй таблицы и наоборот.

Связь один-ко-многим предполагает, что одному атрибуту первой таблицы соответствует несколько атрибутов второй таблицы.

Связь многие-ко-многим предполагает, что одному атрибуту первой таблицы соответствует несколько атрибутов второй таблицы и наоборот.

14. Понятия систем управления БД (СУБД) и их назначение.

Логическую структуру данных, хранимых в базе, называют мо­делью представления данных. К основным моделям представления данных (моделям данных) относятся иерархическая, сетевая, реля­ционная.

Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс языко­вых и программных средств, предназначенный для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Обычно СУБД различают по используемой модели данных. Так, СУБД, осно­ванные на использовании реляционной модели данных, называют ре­ляционными СУБД.

База данных – это информационная модель, позволяющая упорядоченно хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств. Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, называется система управления базами данных (СУБД). СУБД используются для упорядоченного хранения и обработки больших объемов информации. СУБД (система управления базой данных) - организует хранение информации таким образом, чтобы ее было удобно:

• просматривать

• пополнять

• изменять

• искать нужные сведения

• делать любые выборки

• осуществлять сортировку в любом порядке

Классификация баз данных:

1. По характеру хранимой информации: — Фактографические (картотеки), — Документальные (архивы)

2. По способу хранения данных: — Централизованные (хранятся на одном компьютере), — Распределенные (используются в локальных и глобальных компьютерных сетях).

3. По структуре организации данных: — Табличные (реляционные), — Иерархические,

Средствами Access можно проводить следующие операции: 1.Пректирование базовых объектов информационных систем – двумерных таблиц с разными типами данных. 2.Установение связей между таблицами, с поддержкой целостности данных, обновления и удаления записей. 3.Ввод, хранение, просмотр, сортировка, модификация и выборка данных из таблиц. 4.Создание, модификация и использование производных объектов (форм, запросов и отчетов).

Основные понятия

В современном мире человеку приходится сталкиваться с огромными массивами однородной информации. Эту информацию необходимо упорядочить каким-либо образом, обработать однотипными методами и в результате получить сводные данные или разыскать в массе конкретную информацию. Этой цели служат базы данных.

Под базой данных принято понимать совокупность логически организованных и взаимосвязанных данных, совместно используемых различными задачами в рамках некоторой единой автоматизированной информационной системы.

Программное обеспечение, осуществляющее операции над базами данных, получило название СУБД – система управления базами данных. СУБД позволяет структурировать, систематизировать и организовывать данные для их компьютерного хранения и обработки.

СУБД – совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования базы данных многими пользователями.

Программа Microsoft Access 2007 представляет собой систему управления базами данных. Она входит в состав Microsoft Office Professional 2007, что обеспечивает её связь с другими офисными приложениями (тестовый редактор Word, программа для работы с таблицами Excel). Используя СУБД Microsoft Access, можно легко хранить и обрабатывать большие объёмы информации, контролировать правильность данных на стадии их ввода, извлекать из базы данных нужные сведения, подготавливать отчёты, создавать формы для более удобной работы с данными. Одновременно с базой данных могут работать несколько пользователей. Microsoft Acсess обладает огромными возможностями, и в то же время для начала работы и создания собственной базы данных достаточно освоить лишь несколько простых операций.

Программа Microsoft Access представляет собой реляционную СУБД (от англ. relation – отношение). Это означает, что база данных в Access состоит из взаимосвязанных таблиц.

Таблица базы данных – это обычная таблица, состоящая из строк и столбцов.

Столбцы таблицы называются полями (атрибутами). В них хранятся атрибуты объекта. Каждое поле таблицы имеет уникальное имя и содержит строго определённый тип данных.

Строки таблицы называются записями (кортежами). Запись содержит несколько ячеек таблицы, хранящих определённые сведения об объектах. Каждая запись содержит информацию об одном объекте. Строки следуют в произвольном порядке и не имеют номеров. Поиск строк производится не по номерам, а по идентификаторам (ключам).

Ключ – это поле, по которому производится связывание таблиц.

Ключ может быть простым и составным. Ключ, определённый по одному полю таблицы, называется простым. Если ключ состоит из двух и более атрибутов, его называют составным.

Ключ может быть первичным и внешним. Первичный ключ однозначно определяет каждую запись в таблице; повторяющиеся значения ключа не допускаются. Это значит, первичный ключ должен определять единственную запись (строку) в таблице, то есть быть уникальным.

Внешний ключ – это атрибут одного отношения, являющийся первичным ключом другого отношения. Внешние ключи используются для организации связей между таблицами базы данных (главной и подчинённой) и для поддержания ограничений ссылочной целостности данных.

Для заполнения таблиц информацией можно вводить данные вручную в режиме редактирования таблицы, создать форму для ввода данных или импортировать данные из внешних источников. Для поиска, отбора, сортировки данных можно создать запросы, а для наглядного представления данных и вывода на печать – отчёты.

15. Профессиональные системы управления базами данных (СУБД).

Профессиональные (промышленные) СУБД представляют собой программную основу для разработки автоматизированных систем управления крупными эконо­мическими объектами. На их базе создаются комплексы управления и обработки информации крупных предприятий, банков или даже целых отраслей. Первосте­пенными условиями, которым должны удовлетворять профессиональные СУБД, являются:

·         возможность организации совместной параллельной работы большого коли­чества пользователей;

·         масштабируемость, то есть возможность роста системы пропорционально рас­ширению управляемого объекта;         переносимость на различные аппаратные и программные платформы;

·        устойчивость по отношению к сбоям различного рода, в том числе наличие многоуровневой системы резервирования хранимой информации;

·         обеспечение безопасности хранимых данных и развитой структурированной системы доступа к ним.

16. Назначение, порядок работы, создание баз данных СУБД MS Access.

Используя СУБД Microsoft Access, можно легко хранить и обрабатывать большие объёмы информации, контролировать правильность данных на стадии их ввода, извлекать из базы данных нужные сведения, подготавливать отчёты, создавать формы для более удобной работы с данными. Одновременно с базой данных могут работать несколько пользователей. Microsoft Acсess обладает огромными возможностями, и в то же время для начала работы и создания собственной базы данных достаточно освоить лишь несколько простых операций.

Для создания базы данных можно воспользоваться шаблоном или самостоятельно разработать базу данных.

В программе Microsoft Access 2007 имеется ряд наиболее распространённых шаблонов баз данных. В новой терминологии такие шаблоны названы предустановленными базами данных. Эти шаблоны вынесены на новое окно, которое появляется при запуске программы Access 2007 и называется Приступая к работе. Шаблоны можно использовать для решения типичных задач или для учебных целей, поскольку в их состав входят таблицы, готовые отчёты, запросы и формы для ввода информации.

Если необходимо самостоятельно разработать структуру базы данных, создать таблицы и ввести данные, то вначале необходимо создать пустую базу данных. Для начала работы с программой зайдите Пуск/Программы/Microsoft Office/Microsoft Office Access 2007 и выберите вариант создания – Новая база данных. Укажите путь для сохранения вашей базы, имя и нажмите кнопку Создать.

17. Таблицы БД MS Access: назначение, структура, варианты создания.