Понятие и назначение систем управления базами данных.

Первые БД берут свое начало с 50-х годов ХХ века. Это были файловые системы, в которых применялись универсальные программные средства, такие как Фортран, Алгол, Кобол и др. В 60-х годах появились первые системы управления базами данных (СУБД) - это совокупность программ, предназначенных для построения и обслуживания БД. Для примера можно назвать такие СУБД, как IMS, которая поддерживала иерархическую модель данных, а позже dBASE, FoxPro, Delphi, Informix, Oracle, MS Access, MySQL, SyBase и др. - реляционного типа. СУБД развиваются в направлении взятие на себя все большего количества функций, но только общих, которые касаются всех или большинства работ. Они не могут учитывать специфику конкретных потребностей, поэтому выглядят стандартными. Таким образом, программное обеспечение БД можно условно поделить на стандартное, которое поставляется вместе с СУБД и прикладное, изготовленное программистами во время построения и ведения БД с помощью специальных программных средств, которые имеет СУБД.

Кроме уже вышеперечисленных видов работ по обработке данных, прикладные программы обеспечивают выдачу отчетов, в том числе в графическом виде, предоставляют пользователю БД выгодный интерфейс, например, формы, в которых может содержаться не только информация, но и средства управления данными и программами, такие как кнопки, списки и т.п., следят за состоянием данных, например, автоматически выдают своевременное предупреждение о наличии горячих курортных путевок, об истечения срока хранения товаров, обеспечивают связь с сетью Internet и многое другое.

В рамках этого пособия ознакомимся с двумя СУБД, которые будут использованы для демонстрации примеров работ в БД, а именно: MS Access (версия MS Access 2003) и Oracle (версия Oracle 8i). Первая характерна выгодным местоположением и легкодоступностью, потому что это дополнение к Windows. Она сравнительно проста в пользовании, поэтому выгодна на первых этапах изучения организации БД. Вторая принадлежит к числу наиболее мощных современных СУБД, она обеспечивает знакомство с практически всеми тонкостями, касающихся построения и администрирования БД.

Все СУБД, как правило, имеют собственные программные средства для построения и ведения БД. Универсальным и наиболее распространенным языком, который применяется практически всеми ими, является SQL (Structured Query Language) - структурный язык запросов.

Обзор реляционной модели данных. Модель «сущность-связь». Понятие отношения, атрибута, ключа, связи. Классификация связей с множественностью и полнотой. Правила построения модели данных предметной области.

Модель " сущность-связь" (ER-модель) (англ. Entity-relationship model или entity-relationship diagram) - модель данных, позволяющая описывать концептуальные схемы с помощью обобщенных конструкций блоков. ER-модель - это метамодель данных, то есть средство описания моделей данных.

ER-модель удобна при проектировании информационных систем, баз данных, архитектур компьютерных приложений и других систем (моделей). С помощью такой модели выделяют существенные элементы (узлы, блоки) модели и устанавливают связи между ними.

Существует ряд моделей для представления знаний. Одним из наиболее удобных инструментов унифицированного представления данных, независимого от реализующего его программного обеспечения, является модель " сущность-связь" (entity - relationship model, ER - model).

Модель " сущность-связь" основывается на какой-то важной семантической информации о реальном мире и предназначена для логического представления данных. Она определяет значения данных в контексте их взаимосвязи с другими данными. Важным для нас является тот факт, что из модели " сущность-связь" могут быть порождены все существующие модели данных (иерархическая, сетевая, реляционная, объектная), поэтому она является наиболее общей. Любой фрагмент предметной области может быть представлен как множество сущностей, между которыми существует некоторое множество связей.

ER-модель - это одна из наиболее простых визуальных моделей. Она позволяет постичь структуру объекта «крупными мазками», в общих чертах. Такое общее описание структуры называется ER-диаграммой или онтологией выбранной предметной области (area of interest).

Типичные примеры использования ER-модели данных IDEF1x (ICAM DEFinition Language) и dimensional modelling.

Отношение реляционных баз данных.

Отношения реляционной базы данных делятся на два класса: объектные и связные. Объектное отношение хранит данные объекты (экземпляры сущности). В объектном отношении один (или несколько) из атрибутов, однозначно идентифицирующих объект. Такой ключевой атрибут называется (единичным или множественным) ключом отношений или первичным атрибутом. Ключ, как правило, находится в первом столбце. Остальные атрибуты функционально зависят от данного ключа. Ключ может включать несколько атрибутов (сложный ключ). В объектном отношении атрибуты не должны дублироваться. Это основное ограничение в реляционной базе данных для сохранения целостности данных. Связное отношение хранит ключи двух или более объектных отношений, то есть по ключам устанавливаются связи между объектами отношений. Связное отношение может иметь и другие атрибуты, которые функционально зависят от этой связи. Ключи в связных отношениях называются внешними (сторонними) ключами, поскольку они являются первичными ключами других отношений.

Условия и ограничения, которые накладываются на отношения реляционных баз данных на табличном уровне представления, можно сформулировать следующим образом:

· не может быть одинаковых первичных ключей, то есть все строки (записи) должны быть уникальными;

· все строки должны иметь одинаковую типовую структуру;

· имена столбцов таблицы должны быть различны, а значения столбцов должны быть однотиповыми;

· значения столбцов должны быть атомарными, т.е. не могут быть компонентами других отношений;

· должна сохраняться целостность внешних ключей;

· порядок размещения строк в таблице несущественный - он влияет только на скорость доступа к нужной строки.

Обеспечивается поддержка таких типов связей между записями: один ко многим; многие к одному, многие ко многим.

Основные этапы работы с базами данных: