Презентация на тему: Реляционная база данных. Виды моделей данных поместить данные совместно

Подобные документы

реферат, добавлен 08.03.2010


Основные принципы проектирования реляционных баз данных и их практическая реализация в MS Access. Концептуальная и логическая модели реляционной базы данных, ее физическое проектирование. Автоматизация процесса взаимодействия с клиентами и поставщиками.

курсовая работа, добавлен 10.03.2015


Разработка концептуальной модели базы данных "Чемпионат авто": описание предметной области, каталог задач, описание таблиц, схема данных, ER-диаграмма. Проектирование реляционной модели "Спортивный комплекс". Реализация и результат работы базы данных.

курсовая работа, добавлен 14.06.2011


Понятие базы данных, ее архитектура. Классификация баз данных. Основные модели данных. Примеры структурированных и неструктурированных данных. Достоинства и недостатки архитектуры файл-сервер. Иерархическая модель данных. Виды индексов, нормализация.

презентация, добавлен 06.08.2014


Функции автоматизированной системы "Отдел аспирантуры". Проектирование реляционной модели и разработка SQL-кода базы данных. Анализ информационного обеспечения функций. Проектирования глобальной ER-модели. Спецификации локальных ограничений и правил.

курсовая работа, добавлен 01.04.2011


Построение инфологической модели данных каталога магазина цифровых дисков. Окно создания новых файлов. Типы данных в Visual FoxPro. Список типов индекса. Структура таблиц, связи между ними. Настройка внешнего вида формы. Выбор поля для сортировки данных.

курсовая работа, добавлен 24.09.2013


Информационная система на базе компьютера. Основное отличие системы с базой данных от традиционной файловой системы. Построение концептуальной модели, реляционной модели. Нормализация. Проектирование базы данных в ACCESS. Создание SQL запросов.

курсовая работа, добавлен 06.11.2008


Реляционная алгебра как система операций над отношениями в реляционной модели данных. Теоретико-множественные операторы, синтаксис операций объединения, пересечения, вычитания и декартова произведения. Использование баз данных в вычислительной технике.

курсовая работа, добавлен 01.02.2015


Характеристика сетевой модели данных и ее достоинства. Построение иерархической модель данных по принципу иерархического подчинения типов объектов, приведение ее к виду дерева введением избыточности. Реляционная модель, основанная на теории отношений.

реферат, добавлен 28.11.2011


Определение базы данных и банков данных. Компоненты банка данных. Основные требования к технологии интегрированного хранения и обработки данных. Система управления и модели организации доступа к базам данных. Разработка приложений и администрирование.

Эта модель данных реализована во многих существующих СУБД, причем на сегодняшний день она является

наиболее распространенной. Основные достоинства реляционного подхода:

небольшой набор простых и точных понятий, которые позволяют моделировать разнообразные предметные области;теоретическая поддержка в виде

мощного математического аппарата

теории множеств и реляционной алгебры;

При формальном рассмотрении этой модели, которая относится к низкоуровневым моделям данных, выделяют следующие основные

аспекты: структурная организация данных

– от этого зависит эффективность хранения данных и скорость их обработки;

способы обеспечения целостности данных – для исключения противоречий между взаимосвязанными элементами данных;

манипулирование данными, т.е.

Структурная организация данных в реляционной модели

Основа реляционной модели –

математическое понятие отношения (англ. – relation).

Физическим представлением отношения является обычная двумерная таблица .

В отдельной таблице обычно хранятся данные для некоторого

информационного объекта (ИО).

При таком способе структурирования данных БД называется реляционной .

Примеры информационных объектов

В таблице реляционной БД столбцы называют полями и они соответствуют реквизитам ИО , для которого предназначена рассматриваемая таблица.

Каждому полю обычно дают содержательное название , причем в отдельной таблице названия полей не

должны повторяться .

Строки таблицы для хранения данных называют записями (или кортежами ).

В полях отдельной записи хранятся значения реквизитов для конкретного экземпляра рассматриваемого ИО.

Пример таблицы для хранения данных

При формировании заголовка таблицы порядок расположения столбцов значения не имеет.

Количество столбцов определяет

степень отношения (таблицы).

Унарное отношение имеет степень 1, а бинарное отношение – степень 2.

Кардинальность отношения

измеряется количеством записей

Фундаментальные (базовые) свойства отношения (таблицы)

1.Каждая ячейка отношения содержит только одно элементарное (атомарное, неделимое) значение.

2.Каждая запись является уникальной, т.е. дублирование записей не допускается.

Это следует из определения таблицы как множества записей, а каждое множество по определению состоит из различных элементов.

3.Порядок размещения записей не имеет никакого значения, что также вытекает из понятия «множество».

При необходимости записи можно

упорядочить с помощью операции

Целостность данных в реляционной модели

Эти требования, гарантирующие корректность данных, включают в себя два условия:

целостность таблиц (отношений);

Требование целостности таблицы

состоит в том, что любая запись в рассматриваемой таблице должна быть отличимой от любой другой записи.

Минимальный набор атрибутов, позволяющий однозначно

идентифицировать каждую запись рассматриваемого отношения,

называется потенциальным ключом. Ключ называют простым, если он состоит из одного атрибута (поля).

Например, по номеру налогоплательщика (ИНН) можно однозначно определить его адрес, фамилию и другие персональные данные.

Ключ называется составным , если он

образован из нескольких атрибутов.

Отношение всегда имеет хотя бы один ключ, т.к. в крайнем случае для этой роли можно использовать все

множество атрибутов.

Тот потенциальный ключ, который выбран для однозначной идентификации

записей таблицы, называют первичным ключом (Primary Key - PK).

В составе первичного ключа ни один атрибут не может содержать пустых значений (NULL).

Остальные потенциальные ключи

становятся альтернативными ключами (Alternate Key - AK).

Для первичного ключа лучше всего

Требование ссылочной
целостности обусловлено тем, что
очень часто данные для
взаимосвязанных информационных
объектов (ИО) хранятся в разных
	Преподава
таблицах.
(РК Кодтели преп
		Код_кафед
	Отчество
	Должность	Название
(FК Кафедра

кортежей-дубликатов, следует из определения отношения как множества кортежей. В классической теории множеств по определению каждое множество состоит из различных элементов. Из этого свойства вытекает наличие у каждого отношения так называемого первичного ключа - набора атрибутов, значения которых однозначно определяют кортеж отношения. Для каждого отношения по крайней мере полный набор его атрибутов обладает этим свойством. Однако при формальном определении первичного ключа требуется обеспечение его "минимальности", т.е. в набор атрибутов первичного ключа не должны входить такие атрибуты, которые можно отбросить без ущерба для основного свойства - однозначно определять кортеж. Понятие первичного ключа является исключительно важным в связи с понятием целостности баз данных. Забегая вперед, заметим, что во многих практических реализациях РСУБД допускается нарушение свойства уникальности кортежей для промежуточных отношений, порождаемых неявно при выполнении запросов. Такие отношения являются не множествами, а мультимножествами, что в ряде случаев позволяет добиться определенных преимуществ, но иногда приводит к серьезным проблемам.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ РЕЛЯЦИОННОЙ МОДЕЛИ ДАННЫХ

• В основе реляционных систем лежит реляционная модель данных .
• Принципы реляционной модели были заложены в 1969–1970 гг. американским ученым Е. Ф. Коддом (E. F. Codd), в то время работавшим в корпорации IBM. Будучи математиком по образованию, он привнес в область управления базами данных строгие математические принципы и точность, которых не хватало ранним системам. Хотя реляционный подход утвердился не сразу, можно отметить, что почти все созданные с конца 70-х гг. продукты баз данных основаны именно на реляционном подходе.
• Подавляющее большинство научных исследований в области баз данных в течение последних 35 лет также проводилось именно в этом направлении.
• Рассматривая и постепенно уточняя основные понятия реляционной модели, будем иметь в виду три компоненты модели данных:
• структуры данных,
• операции, которые можно выполнять над данными, и
• ограничения, связанные с обеспечением целостности данных.

• Основной структурой данных в реляционной модели являются таблицы , называемые в реляционной теории отношениями. Собственно от термина отношение (по-английски relation) и произошло само название модели – реляционная . На рисунке приведен пример такой таблицы-отношения и пояснение основных терминов реляционной модели – кортеж, кардинальное число, атрибут, степень, домен, первичный ключ .

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ РЕЛЯЦИОННОЙ МОДЕЛИ ДАННЫХ

• Отношение это таблица , подобная приведенной на рисунке, состоящая из строк и столбцов и имеющая вверху строку, называемую заголовок отношения .
• Строки таблицы-отношения называются кортежами (tuple), а столбцы атрибутами (attribute).
• Количество кортежей в отношении называется кардинальным числом отношения, а количество атрибутов называется степенью отношения.
• Каждый атрибут в отношении имеет наименование , которое указывается в заголовочной части отношения.
• Ключ отношения – это атрибут или набор атрибутов отношения такие, что в любой момент времени в отношении не существует строк, для которых значение или комбинация значений ключевых атрибутов являются одинаковыми. Ключ , таким образом, является уникальным идентификатором кортежей отношения (на рисунке ключевой атрибут выделен жирным шрифтом).
• Домен отношения – это множество значений, из которого могут браться значения конкретного атрибута. То есть конкретный набор значений атрибута в любой момент времени должен быть подмножеством множества значений домена, на котором определен этот атрибут. Значения атрибута, которые отсутствуют в множестве, задаваемом доменом, являются недопустимыми.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ РЕЛЯЦИОННОЙ МОДЕЛИ ДАННЫХ

• Понятие домена является важным для реляционной модели. Домен фактически задает ограничения, которым должны удовлетворять значения соответствующего атрибута.
• Как уже отмечалось, приведенные выше определения не являются строгими. Такие термины как таблица, строка, столбец, строго говоря, не являются полностью эквивалентными используемым в реляционной модели математическим понятиям отношение, кортеж, атрибут соответственно. Однако на практике их часто используют именно как синонимы, что, в общем, допустимо, если при этом понимать, какой действительный смысл вкладывается в эти термины.

• Основные задачи проектирования баз данных:
• Обеспечение хранения в БД всей необходимой информации.
• Обеспечение возможности получения данных по всем необходимым запросам.
• Сокращение избыточности и дублирования данных.
• Обеспечение целостности данных (правильности их содержания): исключение противоречий в содержании данных, исключение их потери и т.д.
• Основные этапы проектирования баз данных:
• 1) Концептуальное (инфологическое) проектирование – построение формализованной модели предметной области. Такая модель строится с использованием стандартных языковых средств, обычно графических, например ER-диаграмм (диаграмм «Сущность-связь»). Такая модель строится без ориентации на какую-либо конкретную СУБД.
• Основные элементы данной модели:
• Описание объектов предметной области и связей между ними.
• Описание информационных потребностей пользователей (описание основных запросов к БД).
• Описание алгоритмических зависимостей между данными.
• Описание ограничений целостности, т.е. требований к допустимым значениям данных и к связям между ними.

ЭТАПЫ И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ

• 2) Логическое (даталогическое) проектирование – отображение инфологической модели на модель данных, используемую в конкретной СУБД, например на реляционную модель данных. Для реляционных СУБД даталогическая модель – набор таблиц, обычно с указанием ключевых полей, связей между таблицами. Если инфологическая модель построена в виде ER-диаграмм (или других формализованных средств), то даталогическое проектирование представляет собой построение таблиц по определённым формализованным правилам, а также нормализацию этих таблиц. Этот этап может быть в значительной степени автоматизирован.
• 3) Физическое проектирование – реализация даталогической модели средствами конкретной СУБД, а также выбор решений, связанных с физической средой хранения данных: выбор методов управления дисковой памятью, методов доступа к данным, методов сжатия данных и т.д. – эти задачи решаются в основном средствами СУБД и скрыты от разработчика БД.
• На этапе инфологического проектирования в ходе сбора информации о предметной области требуется выяснить:
• основные объекты предметной области (объекты, о которых должна храниться информация в БД);
• атрибуты объектов;
• связи между объектами;
• основные запросы к БД.

ЭТАПЫ И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ

• Принципы разработки многопользовательских баз данных долж-ны сводиться к соблюдению двух обязательных условий: систем-ного подхода и стандартизации .
• Системный подход. Системный подход к разработке информа-ционной системы означает, что такая система рассматривается как большая система, состоящая из некоторого множества вза-имосвязанных и взаимодействующих между собой элементов. При проектировании информационных систем необходимо соблюдать следующие принципы:
• учет интересов всех потенциальных пользователей систем;
• модульный принцип разработки и внедрения.
• Стандартизация. Стандартизация разработки информационных систем, учитывая их многопользовательский характер, имеет сле-дующие аспекты:
• информационный;
• программный;
• аппаратный.
• Стандартизация информационного обеспечения обусловлена принципами компьютерной обработки символьной информации, так как объекты баз данных должны однозначно распознаваться компьютером.

ER-МОДЕЛЬ ДАННЫХ

• Модель сущность-связь (ERM) - модель данных, позволяющая описывать концептуальные схемы предметной области.
• ER-модель используется при высокоуровневом (концептуальном) проектировании баз данных. С её помощью можно выделить ключевые сущности и обозначить связи , которые могут устанавливаться между этими сущностями.
• Во время проектирования баз данных происходит преобразование ER-модели в конкретную схему базы данных на основе выбранной модели данных (реляционной, объектной, сетевой или др.).
• ER-модель представляет собой формальную конструкцию , которая сама по себе не предписывает никаких графических средств её визуализации.
• Модель «сущность-связь» была предложена в 1976 году Питером Пин-Шен Ченом (англ. Peter Pin-Shen Chen), американским профессором компьютерных наук в университете штата Луизиана.

ER-МОДЕЛЬ ДАННЫХ

• Нотация Питера Чена
• Множества сущностей изображаются в виде прямоугольников, множества отношений изображаются в виде ромбов.
• Если сущность участвует в отношении , они связаны линией. Если отношение не является обязательным, то линия пунктирная.
• Атрибуты изображаются в виде овалов и связываются линией с одним отношением или с одной сущностью

• Преобразование концептуальной модели в реляционную состоит в следующем:
• Построить набор предварительных таблиц и указать первичные ключи.
• Провести процесс нормализации.
• Первый пункт мы рассматривали в третьем уроке, со вторым мы пока не знакомы, но ознакомимся на практике. Итак, нам надо построить набор таблиц.
• Сделать это несложно, т.к. таблицы - это наши объекты, а поля таблиц - атрибуты объектов. Набор предварительных таблиц, исходя из нашей концептуальной модели, выглядит так:

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ КОНЦЕПТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ В РЕЛЯЦИОННУЮ

• Таким образом, у нас определены таблицы , поля , первичные ключи (РК) и связи (FK).
• В таблицах Журнал поставок и Журнал покупок первичные ключи - составные , т.е. состоят из двух полей .
• Теоретически бывают таблицы, в которых все поля являются одним составным ключом .
• Нормализация - это пошаговый, обратимый процесс замены исходной схемы другой схемой, в которой таблицы имеют более простую и логичную структуру. Это нужно для устранения избыточности данных.