Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии»



УЗБЕКСКОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ


ТАШКЕНТСКИЙ Институт ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИИ

Кафедра «Программное обеспечение информационных технологий»


В.Х. Салахутдинов, Т.С. Гаипназаров.


КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ


По дисциплине «Базы данных»

для студентов направления 5221900.

«Информатика и информационные технологии»


ТАШКЕНТ-2007


«Аннотация»

Реальный Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» конспект лекций содержит главные теоретические сведения нужные для обучения основам проектирования баз данных. В конспекте даны главные концепции баз данных, отражены сведения по анализу предметной области, построению информационно-логической модели баз данных Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии», также и моделям данных : иерархической, сетевой и реляционной.


Кафедра «Программное обеспечение информационных технологий»


Содержание


Лекция 1 Введение. Цели и задачки курса. Главные понятия и

определения.

Лекция 2 Главные концепции банков данных.


Лекция 3 Архитектура банков Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» данных.


Лекция 4 Инфологический подход к проектированию баз

данных.


Лекция 5 Моделирование локальных представлений.

^ Лекция 6: Объединение локальных представлений
(представлений юзера ).


Лекция 7 Модели данных.

Лекция 8 Реляционные модели данных.


Лекция 1.


Тема: Цели и задачки курса. Главные Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» понятия и

определения.


В лекции рассматриваются цели и задачки курса, как базы для проектирования информационных систем. Даются главные понятия и определения, которые будут применены при изложении предмета.


Введение.

С самого Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» начала развития вычислительной техники образовались два главных направления ее использования. 1-ое направление - применение вычислительной техники для выполнения численных расчетов, которые очень длительно либо вообщем нереально создавать вручную.

Становление этого направления содействовало интенсификации способов Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» численного решения сложных математических задач, развитию класса языков программирования, нацеленных на комфортную запись численных алгоритмов, становлению оборотной связи с разработчиками новых архитектур ЭВМ.

2-ое направление, которое конкретно касается темы нашего курса, это внедрение средств Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» вычислительной техники в автоматических либо автоматических информационных системах. В самом широком смысле информационная система представляет собой программный комплекс, функции которого состоят в поддержке надежного хранения инфы в памяти компьютера, выполнении специфичных Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» для данного приложения преобразований инфы и/либо вычислений, предоставлении юзерам комфортного и просто осваиваемого интерфейса. Обычно объемы инфы, с которыми приходится иметь дело таким системам, довольно значительны, а сама информация имеет Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» довольно сложную структуру. Традиционными примерами информационных систем являются банковские системы, системы резервирования авиационных либо жд билетов, мест в гостиницах и т.д.

По сути, 2-ое направление появилось несколько позднее первого. Это связано Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» с тем, что на заре вычислительной техники компы обладали ограниченными способностями в части памяти. Понятно, что можно гласить о надежном и длительном хранении инфы только при наличии запоминающих устройств, сохраняющих информацию после выключения Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» электронного питания. Оперативка этим свойством обычно не обладает.

Сначала использовались два вида устройств наружной памяти: магнитные ленты и барабаны. При всем этом емкость магнитных лент была довольно велика, но по собственной физической Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» природе они обеспечивали поочередный доступ к данным. Магнитные же барабаны (они больше всего похожи на современные магнитные диски с фиксированными головками) давали возможность случайного доступа к данными, но были ограниченного размера.

Просто созидать Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии», что обозначенные ограничения не очень существенны для чисто численных расчетов. Даже если программка должна обработать (либо произвести) большой объем инфы, при программировании можно обмыслить размещение этой инфы во наружной памяти Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии», чтоб программка работала как можно резвее.

С другой стороны, для информационных систем, в каких потребность в текущих данных определяется юзером, наличие только магнитных лент и барабанов неудовлетворительно. Представьте для себя покупателя билета, который Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» стоя у кассы должен дождаться полной перемотки магнитной ленты.

Одним из естественных требований к таким системам является средняя быстрота выполнения операций.

Как кажется, конкретно требования к вычислительной технике со стороны Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» не численных приложений вызвали возникновение съемных магнитных дисков с подвижными головками, что явилось революцией в истории вычислительной техники.

Эти устройства наружной памяти обладали значительно большей емкостью, чем магнитные барабаны, обеспечивали удовлетворительную скорость Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» доступа к данным в режиме случайной подборки, а возможность смены дискового пакета на устройстве позволяла иметь фактически неограниченный архив данных.

С возникновением магнитных дисков началась история систем управления данными во наружной памяти. Ранее любая прикладная Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» программка, которой требовалось хранить данные во наружной памяти, сама определяла размещение каждой порции данных на магнитной ленте либо барабане и делала обмены меж оперативной и наружной памятью при помощи Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» программно-аппаратных средств малого уровня (машинных команд либо вызовов соответственных программ операционной системы).

Таковой режим работы не позволяет либо очень затрудняет поддержание на одном наружном носителе нескольких архивов долговременно хранимой инфы.

Не Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» считая того, каждой прикладной программке приходилось решать трудности именования частей данных и структуризации данных во наружной памяти.

Целью курса является исследование методов конструирования банков, баз данных и познаний, принципов построения систем управления базами данных Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии», способов проектирования баз данных и познаний.

Задачка курса дать познания в области проектирования баз данных и познаний разных информационных систем.

^ 1.1 Главные понятия и определения

Базу информационного обеспечения различного рода систем составляет совокупа Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» данных, нужных для процесса проектирования.

Совокупа компонент информационного обеспечения образует информационную базу информационной системы.

^ Данные – это хоть какой набор знаков, рассматриваемый безотносительно к его содержательному смыслу.

Взаимосвязанные данные именуют системой данных, а Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» хранимые данные именуют информационным фондом.

^ Объект – это хоть какой предмет, событие, понятие, процесс.

Все объекты характеризуются атрибутами.

К примеру, объектами являются: “Факультет”, ВЦ, “Библиотека”, ЭВМ и т.д.

Атрибутами объекта ЭВМ являются Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии»: скорость вычислений, объем оперативки, габариты и т.д.

Сведения находящиеся в атрибуте именуют значениями данных.

К примеру: скорость вычислений ……………..операций за секунду.

Емкость оперативки…….64 мб.

Серийный номер …………………...7093100062PC.


Посреди атрибутов имеются Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» такие, по значениям которых вероятна идентификация всего объекта.

К примеру, по серийному номеру можно найти, что же это все-таки за объект, его принципиальные свойства.

Атрибуты, по значениям которых определяют значения других Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» атрибутов, именуют идентификаторами объекта либо главными элементами данных.

Объединение значений связанных атрибутов именуют записью данных.

Упорядоченную совокупа записей данных именуют файлом данных.

Базой данных именуют совокупа специально организованных данных, рассчитанных на применение в Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» большенном количестве прикладных программ.

^ Системы управления базами данных – это программная система, созданная для сотворения на ЭВМ общей базы данных для огромного количества приложений, поддержания ее в животрепещущем состоянии и обеспечения действенного доступа юзеров Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» к содержащимся в ней данных в согласовании представленными им возможностей.


^ Главные характеристики баз данных.


  1. Логическая целостность баз данных – непротиворечивость и достоверность. Нарушения логической целостности базы данных могут быть связаны с вводом в Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» нее недостоверных данных либо неправомерными действиями процедур обработки данных, работающих в среде базы данных и помещающих в базу данных генерируемых ими данных.

  2. ^ Физическая целостность баз данных - обеспечение не разрушаемости базы данных в Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» итоге сбоев и отказов оборудования вычислительных систем, повреждением носителей данных.

  3. Наличие языков высочайшего уровня взаимодействия юзера с базой данных.

  4. Малая избыточность данных.

  5. Секретность, т.е. невозможность несанкционированного доступа к базе данных Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии».

  6. Универсальность базы данных, т.е. наличие в базе данных всех нужных данных и возможность доступа к ним в процессе решения задачки.


^ Контрольные вопросы: Дайте определение понятиям: данные, объект, атрибут, главные элементы Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» данных;

  1. Обусловьте понятия «Файл данных» и «База данных»;

3. Что понимается под системой управления данными;

  1. Какие главные характеристики баз данных Вы понимаете?



Литература:



  1. Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных. –

М.: Деньги и статистика Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии», 1983. – 320 с.

  1. Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных

информационных систем. – М.: Деньги и статистика,

1989. – 351 с.


Лекция 2


Тема: Главные концепции банков данных.


В лекции рассматриваются главные понятия и определения Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии», на базе которых строится представление о банках данных .

Даются главные концепции банков данных :

- Программные средства банка данных.


^ 2.1 Предметная область.

Предметная область – это область внедрения Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» определенного банка данных.

Различают банки данных, используемые в сфере управления предприятием, организациями, транспортом, в медицине, научных исследовательских работах.

В текущее время в сфере исследовательских работ банков данных принято рассматривать предметную область либо весь реальный Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» мир в целом в виде 3-х представлений:

Пример. Предметная область «Предприятие».

а) Представление юзера:

здание, оборудование, люди, транспорт и Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» т.д.

в) Представление программера:

начальные данные, пакет программ, выходные данные.

с) Информационное описание:

документы, данные на наружных носителях.

Общая схема построения концептуальной модели предметной области, с учетом конечных юзеров и информационных Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» требований прикладных программистов имеет вид:


Анализ прог-раммного опи-сания предм.обл


Концептуальная модель соединяет воединыжды два представления :

1-ое из этих Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» представлений показывает объекты и процессы реального мира, как составные части предметной области, их значительные характеристики и связи меж этими элементами.

Информационное описание предметной области состоит из:


2-ое из этих представлений – информационные требования прикладных программистов. Они обрисовывают данные и связи, применяемые в приложениях, также требования конечных юзеров к обработке применяемых текущих приложений и предполагаемых требований планируемых в дальнейшем Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии».

Информационные требования состоят из:



^ 2.2 Банк данных.


Банк данных – это непростая человеко Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» – машинная система, включающая в себя взаимосвязанные и взаимозависимые составляющие:


База данных – это ядро банка данных . В базу данных Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» не входят: входные и выходные файлы, вводимые запросы, временные файлы.

Языковые средства банка данных.

Языковые средства содержат в себе:

Центральное место посреди языковых средств банка данных занимают языки общения с базой данных.

Зависимо от особенностей банка данных языковые средства, их синтаксические и семантические характеристики, методы реализации, круг лиц, на Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» который они нацелены, могут изменяться в широком спектре: от языков программирования до языков, нацеленных на конечного юзера.

Системы управления базами данных, требующие написания прикладных программ на универсальных языках программирования, включают в собственный состав язык Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» манипулирования данными, которым программер пользуется для организации передачи данных меж его процессом и базой данных.

^ Язык манипулирования данными – это средство, позволяющее обращаться к базой данных из программ, написанных на процедурных языках программирования Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии».

Большая часть систем предоставляют языки запросов с помощью их к банку данных могут обращаться спецы – непрограммисты.

При общении с базой данных обширно употребляется режим диалога , для поддержания которого предусмотрены языки Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» ведения диалога.

В ранешних СУБД поддерживалось несколько специализирован-ных по своим функциям языков. В большинстве случаев выделялись два языка - язык определения схемы БД (SDL - Schema Definition Language) и язык манипулирования данными Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» (DML - Data Manipulation Language). SDL служил приемущественно для определения логической структуры БД, т.е. той структуры БД, какой она представляется юзерам. DML содержал набор операторов манипулирования данными, т.е. операторов, позволяющих вносить данные Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» в БД, удалять, видоизменять либо выбирать имеющиеся данные.

В современных СУБД обычно поддерживается единый встроенный язык, содержащий все нужные средства для работы с БД, начиная от ее сотворения, и обеспечивающий базисный пользовательский интерфейс с Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» базами данных. Стандартным языком более всераспространенных в текущее время является язык SQL (Structured Query Language).

Сначала, язык SQL соединяет средства SDL и DML, т.е. позволяет определять схему БД и Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» манипулировать данными. При всем этом именование объектов БД (для реляционной БД - именование таблиц и их столбцов) поддерживается на языковом уровне в том смысле, что компилятор языка SQL производит преобразование имен объектов в Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» их внутренние идентификаторы на основании специально поддерживаемых служебных таблиц-каталогов. Внутренняя часть СУБД (ядро) вообщем не работает с именами таблиц и их столбцов.

Язык SQL содержит особые средства определения ограничений целостности Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» БД. Снова же, ограничения целостности хранятся в особых таблицах-каталогах, и обеспечение контроля целостности БД делается на языковом уровне, т.е. при компиляции операторов модификации БД компилятор SQL на основании имеющихся в Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» БД ограничений целостности генерирует соответственный программный код.

Особые операторы языка SQL позволяют определять так именуемые представления БД, практически являющиеся хранимыми в БД запросами (результатом хоть какого запроса к реляционной БД является таблица) с именованными Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» столбцами. Для юзера представление является таковой же таблицей, как неважно какая базисная таблица, хранимая в БД, но при помощи представлений можно ограничить либо напротив расширить видимость БД для определенного юзера. Поддержание Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» представлений делается также на языковом уровне.

В конце концов, авторизация доступа к объектам БД делается также на базе специального набора операторов SQL. Мысль заключается в том, что для выполнения операторов SQL различного вида Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» юзер должен владеть разными возможностями.

Юзер, создавший таблицу БД, обладает полным набором возможностей для работы с этой таблицей. В число этих возможностей заходит полномочие на передачу всех либо части возможностей другим юзерам, включая Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» полномочие на передачу возможностей.

Возможности юзеров описываются в особых таблицах-каталогах, контроль возможностей поддерживается на языковом уровне.


^ Программные средства банка данных.


Программные средства банков данных представляют собой непростой комплекс, обеспечивающий всех Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» частей информационной системы в процессе ее существования. В составе программных средств банков данных можно выделить:


Большая часть программных и языковых средств банка данных являются системными.

Совокупа программных и языковых средств общего либо спец предназначения, нужная для сотворения баз данных, поддержания их в животрепещущем Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» состоянии и организации доступа к ним разных юзеров в критериях принятой технологии обработки данных, именуется системой управления базами данных.

^ Технические средства банков данных -- совокупа техничес-ких средств, нужных для организации банка данных::


Организационно – методические средства банка данных состоят из нормативно – технологических и инструктивно – методических материалов по организации и использованию банков данных Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии».

^ Админы банка данных. Функционирование банка данных нереально без роли профессионалов, обеспечивающих создание и поддержание баз данных, организующих и контролирующих доступ к данным разных юзеров.

^ Словарь данных. Для обеспечения различных категорий юзеров информацией о самом банке Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» данных нужна особая подсистема – централизованное хранилище данных, либо словарь – справочник данных.

Словарь данных состоит из базы метаданных и специального набора программ, разработанных для решения задач, связанных с ведением и внедрением этих Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» данных. Словарь данных содержит сведения о предметной области и циркулирующей в ней инфы, о содержании и структуре базы данных, о связях меж элементами базы данных и программками, о кодах защиты и разграничения Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» доступа, сведения о расположении данных в узлах сети, о издержек на передачу и хранение данных.

В распределенных системах функции словаря обширнее, и активность использования его при функционировании системы выше, чем в локальных системах Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии».

Контрольные вопросы:

  1. Дайте определение понятию «Предметная область».

  2. Что понимается под языком общения с базой данных?

  3. Что понимается под языком манипулирования данными?

  4. Подменяет ли язык SQL (Structured Query Language) языки Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» общения с базой данных и манипулирования данными?

  5. Перечислите программные средства банка данных.

  6. Какие Вы понимаете организационно – методические средства банка данных?

  7. Зачем необходимы админы банка данных?

  8. В каких информационных системах нужен словарь данных Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии»?

Литература:

  1. Четвериков В.Н. и др. Базы и банки данных, М, ВШ,1992;

  2. Мартин Дж. Планирование развития автоматических систем. – М.: Деньги и статистика, 1984. – 196 с.



Лекция 3


Тема : Архитектура банков данных.

^ В лекции рассматриваются концептуальные базы Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» построения многоуровневой, рассчитанной на многих юзеров, архитектуры учебной модели банка данных.
Рассматривается механизм обмена данными меж пользовательской программкой и данными базы данных, показывается роль СУБД и операционной системы в этой системе.

^ 3.1 Концептуальные базы архитектуры Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии».


СУБД должна предоставлять доступ к данным хоть каким юзерам, включая и тех, которые фактически не имеют и (либо) не желают иметь представления о:

и огромном количестве других функций СУБД.

При выполнении главных из этих функций СУБД должна использовать разные описания данных. Как создавать эти описания?

Естественно, что проект базы данных нужно начинать Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» с анализа предметной области и выявления требований к ней отдельных юзеров (служащих организации, для которых создается база данных).

Проектирование обычно поручается человеку (группе лиц) – админу базы данных (АБД). Им может быть как Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» специально выделенный сотрудник организации, так и будущий юзер базы данных, довольно отлично знакомый с машинной обработкой данных.

Объединяя личные представления о содержимом базы данных, приобретенные в итоге опроса юзеров, и свои представления о Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» данных, которые могут потребоваться в будущих приложениях, АБД поначалу делает обобщенное неформальное описание создаваемой базы данных. Это описание, выполненное с внедрением естественного языка, математических формул, таблиц, графиков и других Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» средств, понятных всем людям, работающих над проектированием базы данных, именуют инфологической моделью данных .

Такая человеко - направленная модель на сто процентов независима от физических характеристик среды хранения данных. В конце концов этой средой может быть память Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» человека, а не ЭВМ. Потому инфологическая модель не должна изменяться до того времени, пока какие-то конфигурации в реальном мире не потребуют конфигурации в ней некого определения, чтоб эта модель продолжала Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» отражать предметную область.

Другие модели являются компьютеро-ориентированными. С помощью их СУБД дает возможность программкам и юзерам производить доступ к хранимым данным только по их именам, не заботясь о физическом Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» расположении этих данных. Нужные данные отыскиваются СУБД на наружных запоминающих устройствах по физической модели данных.

Потому что обозначенный доступ осуществляется при помощи определенной СУБД, то модели должны быть описаны на языке описания Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» данных этой СУБД. Такое описание, создаваемое АБД по инфологической модели данных, именуют даталогической моделью данных.

Трехуровневая архитектура (инфологический, даталогический и физический уровни) позволяет обеспечить независимость хранимых данных от использующих их программ. АБД Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» может по мере надобности переписать хранимые данные на другие носители инфы и (либо) реорганизовать их физическую структуру, изменив только физическую модель данных. АБД может подключить к системе хоть какое число новых юзеров (новых Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» приложений), дополнив, если нужно, даталогическую модель. Обозначенные конфигурации физической и даталогической моделей не будут увидены существующими юзерами системы (окажутся "прозрачными" для их), так же как не будут увидены и новые юзеры. Как следует, независимость Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» данных обеспечивает возможность развития системы баз данных без разрушения имеющихся приложений.

Для обеспечения независимости прикладных программ от данных нужна такая модель данных, которая обеспечивала информационное содержание базы данных, а подробности Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» организации физического хранения данных в ней отсутствовали.

Такая модель данных обязана иметь схему описания, в какой отражаются структуры ее данных, имена записей, имена и форматы полей.

Для работы с данными модели разрабатываются определенные языки Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» описания данных и манипулирования данными.

Запросы к данным базы данных должны выражаться в прикладной программке юзера при помощи языка манипулирования данными в определениях принятой модели данных, т.е. прикладная программка должна работать Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» только с записями модели.

Записи модели создаются системой на момент, когда они затребованы прикладной программкой, при чтении данных из базы данных, и формируются в прикладной программке.

Для образования записей модели СУБД Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» должна располагать информацией о том, как записи и их поля строятся из хранимых в физической базе данных записей и полей (аналогичным образом при вводе данных в базу данных).

Эта информация Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» может быть задана в виде специального описания отображения данных из физической базы данных в данные для принятой модели.

В описании отображения, не считая указания соответствий меж полями записей модели и полями хранимой Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» записи, должны быть указаны сведения о хранимых данных :

- в каком коде они представлены;

Потому что СУБД работает в среде развитых ЭВМ с сильной операционной системой, целенаправлено Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» часть задач обработки данных возложить на операционную систему.

Обычно, при проектировании СУБД, не разрабатывают программки манипулирования данными физически, а употребляют программки способов операционной системы.

Таковой подход обеспечивает относительную независимость операций Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» хранения и обработки данных от применяемых технических средств, предоставляемых операционной системе.

В связи с этим вводится в рассмотрение модель представления хранимых данных (так именуемая внутренняя модель базы данных).

При проектировании СУБД разрабатываются собственные способы Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» доступа к записям внутренней модели, базирующиеся на способах доступа операционной системы.

Во внутренней модели база данных может быть представлена в виде совокупы хранимых файлов, для которых известна структура хранимых записей Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии», определены служебные поля, реализующие нужные связи меж записями.

С учетом обрисованных выше требований для модели данных архитектуру банка данных может быть представлена в последующем виде:

Юзеры составляют прикладные программки в определениях модели данных.





где Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии»:


Юзеры составляют программки в определениях модели данных.

СУБД Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии», получив запрос из ПП (к примеру, чтение данных из базы данных), организует запрос к ОС на считывание из физической базы данных нужной порции данных с машинного носителя в буферную область памяти Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии».

Таким макаром в буферной области памяти СУБД окажутся хранимые записи, имеющие структуру в согласовании со схемой внутренней модели данных.

Потом производится требуемое отображение хранимых записей в записи модели и затребованные записи Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» модели передаются СУБД в рабочую область ввода – вывода ПП, затребовавшей эти данные.

Рассмотренная схема решает вопрос обеспечения независимости ПП от данных , позволяет воплотить определенную независимость от использования технических средств.

Наличие модели Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» данных является глобальным логическим представлением информационного содержания базы данных, объединяющим все пользовательские представления в единую базу данных.

Представление данных юзером может отличаться от логического представления модели данных.

Каждое пользовательское представление подабающим образом Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» преобразуется в часть представления модели данных. Для юзера предусмотрен наружный уровень представления хранимых данных, на котором находятся наружные модели данных каждого юзера.

^ 3.2 Примерный метод чтения данных.


1. ПП обращается к СУБД с запросом на чтение записи Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» модели данных.

2. СУБД, схемы наружной модели данных , модели данных и описание наружной модели данных на модели данных, определяет какие записи модели данных нужны для формирования записи наружной модели данных.

3. Используя Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» схемы модели данных и внутренней модели, также описание отображения Модели данных на внутреннюю модель, СУБД определяет, какие хранимые записи нужны для построения затребованных записей модели и какая совокупа физических записей нужна для считывания с Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» машинного носителя.

4. СУБД схемы выдает ОС запрос на считывание в свою буферную память нужных записей из физической базы данных.

5. Ос при помощи собственных способов считывает из физической памяти, затребованные СУБД Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» записи и помещает их в системные буферы СУБД.

6. На основании имеющихся схем моделей и описания соответственных отображений, СУБД сформировывает в буферной памяти запись наружной модели в виде, который требуется ПП.

7. СУБД пересылает сформированную Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» запись наружной модели в рабочую область ввода – вывода ПП.

8. Прикладная программка обрабатывает запись, поступившую в ее рабочую область.


Контрольные вопросы:

  1. Зачем нужен концептуальный уровень в архитектуре банка данных?

  2. Какое малое Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» количество уровней может быть в архитектуре банка данных?

  3. Какова последовательность доставки данных, хранимых на наружных носителях в структурах физической памяти, в буферную память наружной модели, обеспечивающей требования ПП?



Литература:

1. Четвериков В.Н. и др. Базы Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» и банки данных, М,ВШ,1992.

Лекция 4.


Тема: Инфологический подход к проектированию баз

данных.


В лекции рассматриваются вопросы проектирования информационно – логической модели базы данных.

Раскрываются вопросы анализа предметной области, ее структуиризации , разработки модели Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» «Сущность - связь» - неформальной модели базы данных. Даются понятия графического представления модели «Сущность - Связь».

Описывается пример предметной области «Библиотека».


База данных – это некая мотивированная модель предметной области. В базе данных находят отражение только Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» те факты, которые нужны для функционирования информационной системы, в состав которой она заходит.

При проектировании базы данных, проектировщик должен выделить либо обрисовать эти ожидаемые причины, тем будет очерчена граница Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» предметной области банка данных.

Предметная область базы данных определена, если известны имеющиеся в ней объекты, их характеристики и дела.


^ 4.1 Структуиризация предметной области.

Проектирование базы данных начинается с подготовительной структуиризации предметной области.

Объекты Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» реального мира подвергаются систематизации, фиксируются совокупой подлежащих отображению в базу данных типов объектов, для каждого типа объектов фиксируется совокупа параметров, средством которых будут описываться определенные объекты этого типа в базе данных, инсталлируются виды отношений меж Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» объектами, решаются вопросы о том какая информация об этих объектах должна быть представлена в базе данных и как представить ее при помощи данных.

Суть инфологического подхода к проектированию информационных систем Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» заключается в установлении соответствия меж состоянием предметной области, его восприятием и представлением предметной области в базе данных.

При инфологическом проектировании нужно различать:


В инфологическом подходе выделено три сферы:

Составляющими объектной системы являются:

Объект в инфологическом проектировании – это то о чем скапливается информация Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» в информационной системе.

Объект может быть атомарным (обычным) либо составным.

Для составного объекта должна быть определена его внутренняя структура, в согласовании с которой определяется композиция его составляющих.

Каждый объект в определенный момент времени характеризуется Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» определенным состоянием. Это состояние описывается при помощи ограниченного набора параметров и связей (отношений ) с другими объектами.

Характеристики объекта которые не зависят от его связей (объектных отношений) с другими объектами Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии», именуются локальными.

Связь меж объектами, зависимо от числа входящих в нее объектов, характеризуется степенью n = 2, 3…….r (бинарная, тернарная, ……,r - нарная).

Время t - основная составляющая предметной области. В определенные моменты времени, интервалы времени Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» объекты могут иметь определенное состояние, т.е. объектная система находится в зависимости от времени и является динамической системой.

^ Информационная сфера представляется понятиями, при помощи которых можно формально обрисовать и проанализировать информацию об объекте.

Главным понятием Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» в информационной системе является «Сведение».

В объектной системе сведения могут быть :

Сведения представляют собой смысловые, концептуальные образы составляющих, которые употребляются Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» человеком при восприятии и осмыслении реальных объектов.

^ Датологическая сфера рассматривает вопросы представления при помощи данных выделенных информационных структур объектной системы.

Инфологический подход к проектированию не предоставляет формальных методов проектирования, но закладывает методологические Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» базы проектирования баз данных.


^ 4.2 Модель «Сущность - Связь».

Модель «Сущность - Связь» - это неформальная модель предметной области, которая употребляется на шаге инфологического проектирования.

Модель позволяет моделировать объекты предметной области, отношения объектов.

Основное предназначение модели Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» – смысловое описание предметной области.

Для построения модели «Сущность - Связь» употребляют три главных конструктивных элемента:

Суть –это собирательное понятие, некая абстракция реально имеющегося объекта, процесса, о которых нужно хранить информацию Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» в информационной системе.

Атрибут –это поименованная черта сути, которая воспринимает значение из некого огромного количества значений.

Связь – это средство, при помощи которого представляются дела меж сущностями, имеющие место в Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» предметной области.

Чтоб задать атрибут в модели нужно ему присвоить наименование, привести смысловое описание атрибута, найти огромное количество его допустимых значений и указать зачем он употребляется.

Основное предназначение атрибута – описание характеристики сути, также Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» идентификация экземпляра сути.

^ 4.3 Типы связей и экземпляры связей.

Типы связи рассматриваются меж типами сущностей.

Определенный экземпляр связи рассматриваемого типа существует меж определенными экземплярами рассматриваемых типов сущностей.

При анализе связей меж сущностями могут Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии» встречаться бинарные (меж 2-мя сущностями), тернарные (меж 3-мя сущностями) и в общем n – арные связи.

Для определения нрава взаимосвязей меж 2-мя типами употребляют понятия «прямое» и «обратное» отображения меж экземплярами сущностей Конспект лекций по дисциплине «Базы данных» для студентов направления 5221900. «Информатика и информационные технологии».

^ 4.3.1 Бинарные связи.

Отображение 1:1.

Определяется тип связи меж 2-мя типами сути, он отвечает взаимно – конкретному соответствию меж экземплярами огромного количества «Тип А» и экземплярами огромного количества «Тип В».





Студент

Зачетная книга


Клемин А.

233 – 07 ПОИТ





konspekt-tema-10.html
konspekt-tezisi-lekcij.html
konspekt-uchebnogo-materiala-sostavlen-na-osnove-literaturi-rabochaya-programma-6-modul-vvedenie-v-disciplinu-sociologiya-13.html