Базы данных

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В контрольной работе рассмотрены основные сведения о базах данных, типы баз данных и способы их представления. Также в теоретической части представлены язык запросов SQL, и технологии моделирования данных.

В практической части работы представлены этапы создания базы данных для системы электронной библиотеки E-LIB,Включая определение наборов сущностей и определения связей между ними.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основная часть

1. Базы данных и СУБД

Термины база данных (БД) и система управления базами данных (СУБД) чаще всего употребляются как относящиеся к компьютерам. Понятие БД можно применить к любой связанной между собой по определенному признаку информации, хранимой и организованной особым образом - как правило, в виде таблиц. По сути, БД - это некоторое подобие электронной картотеки, электронного хранилища данных, которое хранится в компьютере в виде одного или нескольких файлов.

Компьютеризированная информационная система представляет собой программный комплекс, задачи которого состоят в поддержке надежного хранения БД в компьютере, выполнении преобразований информации и соответствующих вычислений, предоставлении пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса. Традиционно объемы информации, с которыми приходится иметь дело таким системам, довольно велики, а сами БД имеют достаточно сложную структуру. Примерами информационных систем являются системы заказа железнодорожных или авиационных билетов, банковские системы и многие другие.

Существует большое количество программ, которые предназначены для организации информации, помещения ее в таблицы и манипуляции с нею - такие программы и получили название СУБД. Основная особенность СУБД - это наличие средств для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры.

2. Виды баз данных

Существует несколько различных типов баз данных: табличные, иерархические, сетевые, реляционные.

Табличная база данных содержит перечень объектов одного типа, т. е. объектов с одинаковым набором свойств. Такую базу данных удобно представлять в виде двумерной таблицы.

Столбцы такой таблицы называют полями; каждое поле характеризуется своим именем (названием соответствующего свойства) и типом данных, отражающих значения данного свойства. При этом каждое поле обладает определенным набором свойств (размер, формат и др.).

Поле базы данных — это столбец таблицы, включающий в себя значения определенного свойства.

Строки таблицы являются записями об объекте; эти записи разбиты на поля столбцами таблицы. Запись базы данных — это строка таблицы, которая содержит набор значений различных свойств объекта.

В каждой таблице должно быть, по крайней мере, одно ключевое поле, содержимое которого уникально для любой записи в этой таблице. Значения ключевого поля однозначно определяют каждую запись в таблице.

Иерархические базы данных графически могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй — объекты второго уровня и т. д.

Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможно, чтобы объект-предок не имел потомков или имел их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами.

Сетевая база данных образуется обобщением иерархической за счет допущения объектов, имеющих более одного предка, т. е. каждый элемент вышестоящего уровня может быть связан одновременно с любыми элементами следующего уровня. Вообще, на связи между объектами в сетевых моделях не накладывается никаких ограничений.

 

 

3. Реляционные базы данных

Реляционные модели данных, как уже было сказано, в настоящее время приобрели наибольшую популярность и практически все современные СУБД ориентированы именно на такое представление данных. Реляционную модель можно представить как особый метод рассмотрения данных, содержащий и собственно данные (в виде таблиц), и способы работы и манипуляции с ними (в виде связей).

Реляционная модель предполагает три концептуальных элемента: структура, целостность и обработка данных, как. впрочем, и большинство нереляционных моделей. В этих элементах есть свои специальные понятия, которые для дальнейшего изложения необходимо кратко пояснить.

Таблица рассматривается как непосредственное «хранилище» данных. Традиционно в реляционных системах таблицу называют отношением. Строку таблиц называют кортежем, а столбец - атрибутом. При этом атрибуты имеют уникальные (в пределах отношения) имена. Количество кортежей в таблице называют кардинальным числом, а количество атрибутов - степенью. Для отношения предусматривают уникальный идентификатор, то есть один или несколько атрибутов, значения которых в одно и то же время не бывают одинаковыми идентификатор называют первичным ключом. Домен - это множество допустимых однородных значений для того или того атрибута. Таким образом, домен  можно рассмотреть как именованное множество данных, причем составные части этого множества являются логически неделимыми единицами (в качестве домена могут выступать, например, перечень фамилий сотрудников учреждения, однако не все фамилии могут присутствовать в таблице).

Отношение содержит две части - заголовок и собственно содержательную часть. Заголовок содержит конечное множество атрибутов, а содержательная часть (тело отношения) - множество пар имени атрибута и его значения.

4. Язык запросов SQL

SQL (Structured Query Language) - это сокращенное название структурированного языка запросов, предоставляющего средства создания и обработки данных в реляционных БД. Независимость от специфики компьютерных технологий, а также поддержка SQL лидерами промышленности в области технологии реляционных баз данных сделали его основным стандартным языком БД.

Все языки манипулирования данными, созданные до появления реляционных БД, разработанные для многих СУБД, были ориентированы на операции с данными, представленными в виде логических записей файлов. Разумеется, это требовало от пользователя детального знания организации хранения данных и серьезных усилий для указания того, какие данные необходимы, где они размещаются и как их получить.

SQL ориентирован на операции с данными, представленными в виде логически взаимосвязанных совокупностей таблиц-отношений. Важнейшая особенность структур этого языка состоит в ориентации на конечный результат обработки данных, а не на процедуру этой обработки. SQL сам определяет, где находятся данные, индексы и даже какие наиболее эффективные последовательности операций следует использовать для получения результата, поэтому не надо указывать эти детали в запросе к БД.

Появление теории реляционных БД дало толчок к разработке ряда языков запросов, которые можно отнести к двум классам:

• алгебраические языки, позволяющие выражать запросы средствами специализированных операторов, применяемых к отношениям;
• языки исчисления предикатов, представляющие собой набор правил для записи выражения, определяющего новое отношение из заданной совокупности существующих отношений. Следовательно, исчисление предикатов есть метод определения того отношения, которое желательно получить, как ответ на запрос из отношений, уже имеющихся в БД.

В 1987 году SQL стал стандартом языков для профессиональных

реляционных СУБД и начал внедряться во все распространенные системы. Это связано с рядом следующих моментов. Постоянный рост быстродействия, а также снижение энергопотребления, размеров и стоимости компьютеров привели к резкому расширению возможных рынков их сбыта, круга пользователей, разнообразия типов и цен. Естественно, что расширился спрос на разнообразное программное обеспечение. В борьбе за покупателя фирмы, производящие программное обеспечение, стали выпускать на рынок все более интеллектуальные, а значит, объемные программные комплексы. Приобретая их, многие организации и отдельные пользователи часто не могли разместить их на собственных ЭВМ. Для обмена информацией и ее распространения были созданы сети ЭВМ, где обобщающие программы и данные стали размещать на специальных файловых серверах.

5. Технологии моделирования баз данных

Первым этапом при создании базы данных является инфологическое моделирование.

 Цель инфологического  моделирования – обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Поэтому инфологическую модель данных пытаются строить по аналогии с естественным языком. Основными конструктивными элементами инфологических моделей являются сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты).

Сущность – любой различимый объект (объект, который мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо хранить в базе данных. Сущностями могут быть люди, места, самолеты, рейсы, вкус, цвет и т.д. Необходимо различать такие понятия, как тип сущности и экземпляр сущности. Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов, событий или идей, выступающих как целое. Экземпляр сущности относится к конкретной вещи в наборе.

 

Следующим этапом является построение даталогической модели.

Под даталогической понимается модель, отражающая логические взаимосвязи между элементами данных безотносительно их содержания и физической организации. При этом даталогическая модель разрабатывается с учетом конкретной реализации СУБД, также с учетом специфики конкретной предметной области на основе ее инфологической модели.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Практическое задание

1. Инфологическая модель E-LIB

В результате выделения сущностей для базы данных E-LIB была построена следующая инфологическая модель

Рисунок 1 - Инфологическая модель E-LIB

Из представленного рисунка видно, что между сущностями «Фильмы» и «Страны фильмов» образовалась связь типа «многие ко многим», что предполагает введение третьей сущности в это отношение, которое однозначно его определит:

Таким образом была получена инфологическая модель базы данных.

2. Даталогическая модель

Даталогическая модель была построена с использованием SQL 2007, и имеет вид:

 

3. Приложение E-LIB и запросы SQL

Таблицы создаются командой CREATE TABLE. Эта команда создает пустую таблицу - таблицу без строк. Значения вводятся с помощью DML команды INSERT . Команда CREATE TABLE в основном определяет им таблицы, в виде описания набора имен столбцов указанных в определенном порядке. Она также определяет типы данных и размеры столбцов. Каждая таблица должна иметь по крайней мере один столбец. 

Синтаксис команды CREATE TABLE:

CREATE TABLE <Имя таблицы>

( <Название поля > <Тип данных>[(<Размер>)]

<Название поля > <Тип данных>[(<Размер>)],... );

Для фильтрации записей в приложении используется компонент ADOQuery, позволяющий использовать команды SQL в среде разработки ( в данной работе Delphi 7.0). Пример листинга, производящего фильтрацию по авторам:

ADOQuery1.SQL.Add('SELECT DISTINCT *');

ADOQUery1.SQL.Add('FROM Книги, Авторы');

ADOQuery1.SQL.Add('WHERE Книги.Автор=Авторы.AuthID and Авторы.ФИО LIKE'''+Edit1.Text+'%''');

Также можно использовать фильтр по разделам:

ADOQuery1.SQL.Add('SELECT DISTINCT *');

ADOQUery1.SQL.Add('FROM Книги, Разделы');

ADOQuery1.SQL.Add('WHERE Книги.Раздел=Разделы.RazID and Разделы.[Название раздела]  LIKE''%'+Edit1.Text+'%''');

Общий вид приложения представлен на рисунке 2:

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе контрольной работы было произведено ознакомление с видами баз данных, со способами их проектирования и языком SQL и создана база данных кинотеки.

Во второй части полученные знания были применены для создания базы данных E-LIB и приложения для работы с этой базой данных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Гурвиц Г. А. Microsoft Access 2007 Разработка приложений на реальном примере. [Текст]:./ Г. А.Гурвиц. – СПб.: БХВ-Петербург, 2007. -672с.: ил.
2. Одиночкина С. В. Разработка баз данных в Microsoft Access 2010. [ Текст]:Учебное пособие/ С.В. Одиночкина – СПб.: НИУ ИТМО, 2012 -83 с.
3. Фленов М.Е. Библия Delphi – 3-е издание. [Текст]:/ М. Е. Фленов – СПб.:БХВ-Петербург, 2011. - 688с.