Системы управления базами данных — студенческий портал

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 34

Тема:Представление об организации баз данных и системах управления ими. Структура данных и система запросов на примерах баз данных различного назначения: юридических, библиотечных, налоговых, социальных и т.д. Использование СУБД для выполнения учебных заданий из различных предметных областей.

  • Цель работы:научиться осуществлять ввод исходных данных с помощью MS Access, создавать объекты базы данных в режиме Конструктора.
  • Средства обучения:ПК, MS Access
  • Теоретический материал:

База данных (БД) предназначена для хранения больших объемов данных во внешней памяти вычислительной системы.

Эта совокупность специальным образом организованных данных, отражающая состояние объектов в некоторой предметной области.

Предметной областью может быть книжный фонд библиотеки, музейный фонд, кадровый состав предприятия, учебный процесс в школе. База данных составляет часть соответствующей информационной системы.

Понятия «данные» и «модель данных» являются центральными для баз данных. Категория «данные» означает параметры, конкретные значения, которые определяют объект.

Логическую структуру хранимой в БД информации называют моделью представления информации. Это некоторая абстракция, которая отражает взаимосвязь данных.

Рассмотрим основные модели данных.

Иерархическая модель БД. В реальном мире многие связи соответствуют некоторой иерархии, когда один объект выступает как родительский, а с ним связано множество подчиненных объектов. Связи между объектами описывают с помощью упорядоченного графа, дерева, которое упрощенно можно представить в следующем виде:

Системы управления базами  данных - Студенческий портал

Основными информационными единицами иерархической модели являются сегмент и поле. Поле — это минимальная неделимая единица данных, сегмент называется записью. В модели сегменты объединяются в ориентированный древовидный граф. Ребра графа отражают иерархические связи между сегментами. «Дерево» состоит из одного корневого сегмента и упорядоченного набора подчиненных сегментов.

Возможен следующий пример организации данных типа «дерево»:

Системы управления базами  данных - Студенческий портал

Конкретный экземпляр записей в базе данных с приведенной схемой «дерево» может, например, выглядеть следующим образом:

Системы управления базами  данных - Студенческий портал

Сетевая модель БД. С помощью сетевой модели можно отобразить взаимосвязи объектов в виде произвольного графа:

Системы управления базами  данных - Студенческий портал

Для описания сетевой базы данных используют понятия «запись» и «связь». Связь определяется для двух записей: предка и потомка. В иерархической модели запись-потомок имела только одну запись-предок, в сетевой модели данных такого ограничения нет, запись-потомок может иметь произвольное число записей-предков.

Пример схемы сетевой базы данных приведен на следующем рисунке, связи здесь обозначены надписями на соединяющих линиях.

Системы управления базами  данных - Студенческий портал

Сетевая БД состоит из набора записей и соответствующих связей.

Реляционная модель БД. Эта модель данных основана на понятии отношения. Наглядной формой отношения является двумерная таблица. С помощью таблицы можно описать простейший вид связей между данными: деление одного объекта на множество подобъектов, которым соответствуют строки таблицы.

Системы управления базами  данных - Студенческий портал

Строки таблицы имеют одинаковую структуру и называются записями. Записи содержат информацию об отдельном объекте — о классе в нашем примере. Записи состоят из полей.

Поле — это определенное свойство, атрибут объекта: название класса, его профиль. Поле имеет определенный тип, который определяет множество значений и множество операций, выполняемых с данными.

Основными типами данных, применяемыми в БД, являются числовой, символьный, логический и дата.

Для каждой таблицы реляционной БД должен быть указан главный ключ. Им может быть имя одного и нескольких полей, однозначно определяющих запись. Значение этого поля не может повторяться в различных записях, оно уникально. Именно по этому полю можно отделить одну запись от другой. Название класса может послужить главным ключом таблицы Класс.

В рамках одной таблицы нельзя описать сложные логические структуры данных из предметной области, поэтому применяют связывание таблиц.

На основе модели данных строят базу данных. Далее рассмотрим реляционную БД как наиболее распространенную в настоящее время.

Системы управления базами данных

Системой управления базами данных (СУБД) называют комплекс языковых и программных средств создания, ведения и использования БД. Для персональных компьютеров используют реляционные БД, основанные на табличном представлении данных. СУБД позволяет пользователю выполнять следующие действия:

  1. · формировать структуру БД, редактировать ее;
  2. · вводить конкретную информацию, изменять ее;
  3. · манипулировать данными, находить информацию, отвечающую некоторым критериям;
  4. · сортировать данные.

Примеры БД.Правовые системы и базы данных предназначены для хранения и регулярного обновления сборников нормативных документов и подзаконных актов. Экономические реформы, проводимые в нашей стране, сопровождаются значительными изменениями законов и нормативных актов, инструкций.

С этими документами работают не только юристы, но и руководители и специалисты должны постоянно иметь возможность просмотреть быстро меняющиеся требования, нормативы.

В этом классе представлены отечественные информационно-правовые и справочные системы «Кодекс», «Консультант Плюс», «Гарант-Сервис», «Кодекс», «Консультант-Бухгалтер».

Система «Консультант Плюс» позволяет вести поиск документов по официальным реквизитам или отдельным словам, по тематическому рубрикатору, по ключевым словам.

Компания «Гарант» имеет колоссальный информационный банк, охватывающий весь спектр российского законодательства и основные нормы международного права. Все документы представлены в действующей редакции, новая информация поступает ежедневно, еженедельно обновляется весь банк данных. Работа с БД производится в гипертекстовой среде с перекрестными ссылками и мощными поисковыми инструментами.

Рассмотрим СУБД Microsoft Access как наиболее популярное приложение, используемое для обучения. Приложение Microsoft Access работает на отдельном компьютере или в небольшой локальной сети.

С помощью СУБД, ориентированной на персональный компьютер, можно создать небольшую личную БД или БД для небольшой организации. Система MS Access позволяет, не прибегая к программированию, выполнять основные действия с данными, расположенными в таблицах.

Программа имеет стандартный для продуктов Microsoft интерфейс.

База данных приложения MS Access включает в свой состав таблицы, формы, запросы, отчеты, макросы и модули.

Таблица — основная единица хранения данных в базе. Это понятие соответствует реляционной модели данных. Таблица состоит из записей и полей.

Данные в таблице можно просматривать и модифицировать, сортировать и фильтровать, распечатывать. В базе создается совокупность связанных между собой таблиц.

MS Access позволяет создавать связи типа «один к одному» и «один ко многим» с помощью схемы данных. Таблица — главный объект БД, остальные объекты являются производными от нее.

Форма создается для удобного ввода, отображения и изменения данных в полях таблицы.

Запрос позволяет выбрать данные из БД, удовлетворяющие некоторому условию, обновить, добавить, удалить данные. Запрос может выбрать данные из различных таблиц. Результат будет получен так же в табличном виде.

Отчет предназначен для вывода на печать информации, сформированной из таблиц и запросов.

Страницы публикуют БД в Web для использования ее в локальных сетях и Интернете. Пользователи работают на страницах, так же как в приложении: просматривают таблицы, выполняют запросы.

Макрос задает автоматическое выполнение некоторых операций с помощью макрокоманд, например, «Печатать», «НайтиЗапись».

Модуль состоит из процедур на языке VBA и автоматизирует некоторое действие, которое стандартными средствами приложения MS Access выполнить затруднительно. VBA (Visual Basic for Applications) — язык программирования высокого уровня для создания приложений Windows. Модули используют для решения более сложных задач, которые не под силу макросам.

Задание 1. Пояснения: Построим пример базы данных студентов в колледже средствами СУБД MS Access. База данных студентов должна являться частью общей базы данных информационной системы образовательного учреждения.

Такая база данных содержит сведения о студентах и их родителях, о сотрудниках, учебный план, электронные классные журналы, расписание занятий, распоряжения и отчеты, методические и образовательные ресурсы.

Общая база данных является одним из компонентов информационной системы, который обеспечивает управление образовательным процессом, обучающимися, кадрами, ресурсами и предоставляет возможность интерактивной связи участникам этого процесса.

Рассмотрим упрощенный вариант базы данных, причем обратим внимание только на ту ее часть, которая относится к обучающимся.

Разработку БД начнем с проектирования. Так как MS Access использует реляционную модель данных, информацию расположим в трех следующих таблицах — Группы, Куратор, Студенты:

Системы управления базами  данных - Студенческий портал

Так как мы рассматриваем небольшой пример, то естественно, что в таблицах отражена только небольшая часть реальной информации. Например, в таблице Студенты следовало бы внести не только фамилии, но и имена, и другие личные данные.

Эти три таблицы должны образовать единую систему, поэтому они взаимосвязаны:

Системы управления базами  данных - Студенческий портал

Здесь присутствуют два типа связи: «один к одному» и «один ко многим».

Таблицы Группы и Куратор объединяет связь типа «один к одному».

При этом типе связи две таблицы можно было бы объединить в одну таблицу, так как одной записи в одной таблице соответствует одна запись в другой таблице.

Информация разделена на две таблицы, так как одна таблица содержала бы слишком много полей и с ней было бы неудобно работать. Эти таблицы находятся на одном уровне иерархии.

Таблицы Группы и Студенты объединяет связь типа «один ко многим». Например, в одной группе обучается несколько студентов, но каждый студент может обучаться только в одной группе. Поэтому одной записи в таблице Группы соответствует несколько записей в таблице Студенты. Это связь между соседними уровнями иерархической структуры.

Порядок выполнения работы:

1) Создание таблиц. После запуска программы MS Access выберите новую базу данных:

Системы управления базами  данных - Студенческий портал

Сохраните БД в свою папку под названием Колледж.

При проектировании БД ведется в режиме Конструктор, заполнение таблиц – в режиме Таблица:

Системы управления базами  данных - Студенческий портал

  • Для создания таблицы Группа, переходим на вкладку Создание и нажимаем кнопку Таблица:
  • Создается Таблица 1:
  • Переименовываем ее в таблицу Группа, нажав на кнопку Сохранить
  • Переходим в режим Конструктор.
  • На рисунке показано окно Конструктора при определении структуры таблицы Группа:
  • Изображение ключа указывает на ключевое поле. Устанавливается нажатием кнопки:
  • Аналогично определим структуры таблиц Куратор и Студенты:
  • Обратим внимание на то, что в таблице Куратор поле Наличие почетного звания имеет логический тип.
  • Перейдем в режим Таблицы и заполним получившиеся таблицы данными.
  • 2) Схема данных. На следующем этапе определим связи между таблицами, используя Схему данных:
Читайте также:  Аудит кассовых операций - студенческий портал

Здесь отражены два типа связи. Связь «один к одному» между таблицами Группы и Куратор производится через общий главный ключ «Название группы». Связь «один ко многим» между таблицами Группы и Студенты создана с помощью главного ключа «Название группы» таблицы Группы и одноименного поля таблицы Студенты.

2) Запросы. Для поиска информации в БД создают запросы. Запрос позволяет манипулировать данными БД: выбирать данные по некоторому условию, сортировать, обновлять, удалять и добавлять данные в БД. Простейшим является запрос на выборку. Результатом запроса на выборку будет таблица, которая содержит поля, удовлетворяющие условиям отбора.

Задание 2. В нашем примере Запрос 1 позволяет получить список студентов с домашними адресами, которые обучаются в группе Т-10.

  1. Для создания запроса нажмем кнопку Конструктор Запросов на вкладке Создание. В качестве исходной таблицы укажем таблицу Студенты:
  2. В строке Условие отбора в поле Название группы зададим условие «Т-10»:
  3. Закройте таблицы Группы, Студенты, Куратор, перейдите на вкладку Конструктор и нажмите кнопку Выполнить
  4. Далее получим результат выборки в таблице:

Создайте Запрос 2, который выводит фамилии Кураторов, не имеющих почетного звания. Он основан на таблице Куратор. Поле Наличие почетного звания имеет логический тип, поэтому в строку Условие отбора внесите константу Нет:

Результат выборки:

Запрос может быть многотабличным. Создайте Запрос 3, который выводит поля Название группы, Номер курса из таблицы Группы, и поле Фамилия из таблицы Куратор.

Ответ должен выглядеть:

Задание 3. Отчеты предназначены только для вывода информации на печать. Напечатаем фамилии студентов и их домашние адреса, основываясь на таблице Студенты. Выберем создание отчета с помощью мастера и, следуя его указаниям, получим следующий отчет:

Форма отчета: конспект, выполненные задания в MS Access.

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://poisk-ru.ru/s731t6.html

Информатика и вычислительная техника

  • Прежде чем ввести понятие системы управления базой данных (СУБД), дадим общее представление о банке данных, для создания которого она используется и основным компонентом которого она является.
  •          Неформально банк данных представляет собой хранилище информации для различных приложений.
  •          Банком данных(БД) называют программную систему, предоставляющую услуги по хранению, а также поиску данных определенной группе пользователей и по определенной тематике.
  •          К банку данных предъявляются следующие требования:
  •          удовлетворение информационных потребностей пользователей;
  •          обеспечение возможности работы с большими объемами различной информации;
  •          поддержка заданного уровня достоверности хранимой информации;
  •          осуществление доступа к данным только пользователей, имеющих на это полномочия;
  •          обеспечение возможности поиска информации по любой группе признаков;
  •          возможность реорганизации и расширения при изменении границ предметной области;
  •          обеспечении выдачи информации в форме, удобной для восприятия;
  •          простота использования;
  •          возможность обслуживания нескольких (не обязательно одновременно) пользователей.

         С БД взаимодействуют следующие категории лиц:

  1.          пользователи (вводят и извлекают данные);
  2.          программисты (пишут и отлаживают программы обработки данных);
  3.          администраторы БД (отвечают за проектирование, реализацию, эксплуатацию и сопровождение БД).

Системы управления базами  данных - Студенческий портал

    Рис. 1.  Структура БД.

  1.          Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.
  2.          СД — (словарь данных) представляет собой специальную информационную структуру содержащую общие сведения о ресурсах  БД.
  3.          СД включает:
  •          описание схемы и подсхем БзД, т.е. сведения об общей организации БзД, а также о возможных (допустимых) значениях и форматах представления данных;
  •          сведения о полномочиях пользователей по управлению данными;
  •          сведения об источниках данных;
  •          другие справочные сведения.
    • Информация, зафиксированная в определенной форме, пригодная для последующей обработки, хранения и передачи представляет собой данные.
    • База данных (БзД) — это поименованная совокупность структурированных данных (файлов), относящихся к определенной области.
    • Структурирование — это введение соглашений о способах представления данных.
    •          Неструктурированными называются данные, записанные, например, в текстовом файле.
    •          Пример неструктурированных данных, содержащих сведения о студентах (номер личного дела, фамилию, имя, отчество и год рождения).
  1. Личное дело № 16493, Сергеев Петр Михайлович, дата рождения
  2. 1 января 1976 г.; л/д 1 16593 Петров Анатолий Владимирович, дата
  3.  рождения 15 марта 1975 г.

Сложно организовать поиск необходимых данных, хранящихся в неструктурированном виде. Чтобы автоматизировать поиск и систематизировать эти данные, необходимо выработать определенные соглашения о способах представления данных, т.е.

дату рождения нужно записывать одинаково для каждого студента, она должна иметь одинаковую длину и определенное место среди остальной информации. Эти же замечания справедливы и для остальных данных (номер личного дела, фамилия, имя, отчество).

После структуризации пример будет выглядеть следующим образом.

№ личного дела Фамилия Имя Отчество Дата рождения
16493 16593 Сергеев Петров Петр Анатолий Михайлович Владимирович 1.01.1976

Источник: https://moodle.kstu.ru/mod/book/view.php?id=11619

Базы данных и системы управления базами данных (стр. 1 из 3)

МЕЖРЕГИОНАЛЬНЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ КОНСОРЦИУМ

МОСКОВСКИЙ ГУМАНИТАРНЫЙ ИНСТИТУТ

РЕФЕРАТ

  • по дисциплине «Информатика »
  • на тему: «Базы данных и системы управления базами данных»
  • Студент Кабыкова Вероника Владимировна
  • Руководитель Седова Ирина Владимировна

г. Москва – 2010 г.

Содержание.

1. Введение

Базы данных использовались в вычислительной технике с незапамятных времен. В первых компьютерах использовались два вида внешних устройств – магнитные ленты и магнитные барабаны. Емкость магнитных лент была достаточно велика. Устройства для чтения-записи магнитных лент обеспечивали последовательный доступ к данным.

Для чтения информации, которая находилась в середине или конце магнитной ленты, необходимо было сначала прочитать весь предыдущий участок. Следствием этого являлось чрезвычайно низкая производительность операций ввода-вывода данных во внешнюю память.

Магнитные барабаны давали возможность произвольного доступа, но имели ограниченный объем хранимой информации.

Разумеется, говорить о какой-либо системе управления данными во внешней памяти, в тот момент не приходилось. Каждая прикладная программа, которой требовалось хранить данные во внешней памяти, сама определяла расположение каждого блока на магнитной ленте.

Прикладная программа также брала на себя функции информационного обмена между оперативной памятью и устройствами внешней памяти с помощью программно-аппаратных средств низкого уровня. Такой режим работы не позволяет или очень затрудняет поддержку на одном носителе нескольких архивов долговременно хранимой информации.

Кроме того, каждой прикладной программе приходилось решать проблемы именования частей данных и структуризации во внешней памяти.

История БД фактически началась с появлением магнитных дисков. Такие устройства внешней памяти обладали существенно большей емкостью, чем магнитная лента и барабаны, а также обеспечивали во много раз большую скорость доступа в режиме произвольной выборки.

В отличие от современных систем управления, которые могут применяться для самых различных баз данных, подавляющее большинство ранее разработанных СУБД были тесно связаны с пользовательской базой для того, чтобы увеличить скорость работы, хоть и в ущерб гибкости.

Первоначально СУБД применялись только в крупных организациях с мощной аппаратной поддержкой, необходимой для работы с большими объемами данных.

Современные авторы часто употребляют термины «банк данных» и «база данных» как синонимы, однако в общеотраслевых руководящих материалах по созданию банков данных Государственного комитета по науке и технике (ГКНТ), изданных в 1982 г., эти понятия различаются.

  1. Там приводятся следующие определения банка данных, базы данных и СУБД:
  2. Банк данных (БнД) — это система специальным образом организованных данных — баз данных, программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.
  3. База данных (БД) — именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.
  4. Система управления базами данных (СУБД) — совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.
  5. Глава1. Базы данных
  6. 1.1Основные понятия баз данных
  7. В современных базах данных хранятся не только данные, но и информация.

База данных (БД)– организованная структура, предназначенная для хранения информации. Современные БД позволяют размещать в своих структурах не только данные, но и методы (т.е. программный код), с помощью которых происходит взаимодействие с потребителем или другими программно-аппаратными комплексами.

Системы управления базами данных (СУБД) – комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнения ее содержанием, редактирования содержимого и визуализации информации.

Под визуализацией информации базы понимается отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройство вывода или передача по каналам связи.

Существует много систем управления базами данных. Они могут по-разному работать с разными объектами и предоставляют пользователю разные функции и средства. Большинство СУБД опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий.

1.2Структура простейшей базы данных

Если в БД нет никаких данных ( пустая база ), то это все равно полноценная БД, т.к. она содержит информацию о структуре базы.

Структура базы определяет методы занесения данных и хранения их в базе. БД могут содержать различные объекты. Основными объектами БД являются таблицы. Простейшая база данных имеет хотя бы одну таблицу. Структура простейшей базы данных тождественно равна структуре ее таблицы.

Структуру двумерной таблицы образуют столбцы и строки. Их аналогами в структуре простейшей базы данных являются поля и записи.

Если записей в таблице нет, то ее структура образована набором полей. Изменив состав полей базовой таблицы (или их свойства), тем самым изменяем структуру данных, и, соответственно, получаем новую базу данных.

Поля БД определяют групповые свойства данных, записываемых в ячейки, принадлежащие каждому из полей.

Например, свойства полей могут быть такими: имя поля, тип поля, размер поля, формат поля, маска ввода, подпись, значение по умолчанию, условие на значение, обязательное поле, индексированное поде, пустые строки, и т.д.

Типы данных: текстовый, числовой, денежный, дата/время, счетчик, поле мемо (большой объем текста), логический, поле объекта OLE (для мультимедийных объектов), гиперссылка, место подстановок.

  • 1.3Режимы работы с базами данных
  • Обычно с БД работают две категории исполнителей:
  • • Проектировщики – разрабатывают структуру таблиц базы и согласовывают ее с заказчиком; разрабатывают объекты, предназначенные для автоматизации работы и ограничения функциональных возможностей работы с базой (из соображений безопасности);
  • • Пользователи – работают с базами данных, наполняют ее и обслуживают.
  • СУБД имеет два режима: проектировочный и пользовательский.
Читайте также:  Внутренняя и внешняя политика россии в 60-70-е гг. xvi в. - студенческий портал

В проектировочном режиме создаются и изменяются структура базы и ее объекты. В пользовательском используются ранее подготовленные объекты для наполнения БД или получения данных из нее.

1.4Объекты базы данных

БД может содержать разные типы объектов. Каждая СУБД может реализовывать свои типы объектов.

Таблицы – основные объекты любой БД, в которых хранятся все данные, имеющиеся в базе, и хранится сама структура базы (поля, их типы и свойства).

Отчеты – предназначены для вывода данных, причем для вывода не на экран, а на печатающее устройство (принтер). В них приняты специальные меры для группирования выводимых данных и для вывода специальных элементов оформления, характерных для печатных документов (верхний и нижний колонтитулы, номера страниц, время создания отчета и другое).

Страницы или страницы доступа к данным – специальные объекты БД, выполненные в коде HTML , размещаемые на web -странице и передаваемые клиенту вместе с ней. Сам по себе объект не является БД, посетитель может с ее помощью просматривать записи базы в полях страницы доступа. Т.о., страницы – интерфейс между клиентом, сервером и базой данных, размещенным на сервере.

Макросы и модули – предназначены для автоматизации повторяющихся операций при работе с системой управления БД, так и для создания новых функций путем программирования. Макросы состоят из последовательности внутренних команд СУБД и являются одним из средств автоматизации работы с базой.

Модули создаются средствами внешнего языка программирования.

Это одно из средств, с помощью которых разработчик БД может заложить в нее нестандартные функциональные возможности, удовлетворить специфические требования заказчика, повысить быстродействие системы управления, уровень ее защищенности.

1.5Запросы и формы

Запросы – служат для извлечения данных из таблиц и предоставления их пользователю в удобном виде. С их помощью выполняют отбор данных, их сортировку и фильтрацию.

Можно выполнить преобразование данных по заданному алгоритму, создавать новые таблицы, выполнять автоматическое заполнение таблиц данными, импортированными из других источников, выполнять простейшие вычисления в таблицах и многое другое.

Особенность запросов состоит в том, что они черпают данные из базовых таблиц и создают на их основе временную результирующую таблицу ( моментальный снимок ) – образ отобранных из базовых таблиц полей и записей. Работа с образом происходит быстрее и эффективнее, нежели с таблицами, хранящимися на жестком диске.

Обновление БД тоже можно осуществить посредством запроса. В базовые таблицы все данные вносятся в порядке поступления, т.е. они не упорядочены. Но по соответствующему запросу можно получить отсортированные и отфильтрованные нужным образом данные.

Формы – средства для ввода данных, предоставляющие пользователю необходимые для заполнения поля. В них можно разместить специальные элементы управления (счетчики, раскрывающиеся списки, переключатели, флажки и прочее) для автоматизации ввода. Пример, заполнение определенных полей бланка. При выводе данных с помощью форм можно применять специальные средства их оформления.

1.6Системы программирования. Понятие системы программирования

Система программирования – инструментальное ПО, предназначенное для поддержки разработки программных систем на этапах программирования и отладки. Каждая система программирования должна иметь некоторый встроенный в нее язык программирования, предназначенный для общения с человеком – разработчиком программной системы.

Источник: https://mirznanii.com/a/115859/bazy-dannykh-i-sistemy-upravleniya-bazami-dannykh

Основы баз данных и знаний. Системы управления базами данных

3.7.1. Понятие базы данных и баз знаний

Хранение и накопление являются одними из основных действий, осуществляемых над информацией и главным средством обеспечения её доступности в течение какого-то времени. Для хранения и поиска информации существуют базы данных, лежащие в основе информационных систем (ИС).

Информационная система — это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска, размещения и выдачи информации. Наличие таких процедур — главная особенность информационных систем, отличающих их от простых скоплений информационных материалов.

  • База Данных (БД) — информационная модель, позволяющая в упорядоченном виде хранить данные о группе объектов с одинаковым набором свойств; поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.
  • Предметная область — некоторая часть реально существующей системы, функционирующая как самостоятельная единица.
  • База данных— объективная форма представления и организации совокупности данных, систематизированных таким образом, чтобы эти данные могли быть найдены и обработаны с помощью ЭВМ.
  • Каждая ИС состоит из двух частей: базы данных (БД) и системы управления базами данных (СУБД).
  • Доступ к данным и управления ними происходит в среде специального программного пакету — системы управления базами данных (СУБД).
  • СУБД – это программное обеспечение (ПО), которое позволяет создавать БД, обновлять и дополнять информацию, обеспечивать гибкий доступ к информации. СУБД создает на экране компьютера определенную среду для работы пользователя (интерфейс), и имеет определенные режимы работы и систему команд

Система управления базами данных — это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания структуры баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации. Последовательность операций над данными, которая отслеживается СУБД от начала и до завершения называется транзакцией.

На настоящий момент существует множество различных СУБД. Наиболее широкую известность получили такие как Dbase, Clipper, FoxPro, Paradox, Microsoft Access.

База знаний (БЗ) (англ. Knowledge base, KB) — это особого рода база данных, разработанная для управления знаниями (метаданными), то есть сбором, хранением, поиском и выдачей знаний. Раздел искусственного интеллекта, изучающий базы знаний и методы работы со знаниями, называется инженерией знаний.

Под базами знаний понимает совокупность фактов и правил вывода, допускающих логический вывод и осмысленную обработку информации. В языке Пролог базы знаний описываются в форме конкретных фактов и правил логического вывода над базами данных и процедурами обработки информации, представляющих сведения и знания о людях, предметах, фактах событиях и процессах в логической форме.

Наиболее важным свойством информации, хранящейся в базах знаний, является достоверность конкретных и обобщенных сведений в базе данных и релевантности информации, получаемой с использованием правил вывода, заложенных в базу знаний. В ответах на простейшие запросы к базам знаний системы логического программирования Пролог, выдает значения «истина» и «ложь» в зависимости от наличия соответствующих фактов.

Наиболее важный параметр БЗ — качество содержащихся знаний. Лучшие БЗ включают самую релевантную, достоверную и свежую информацию, имеют совершенные системы поиска информации и тщательно продуманную структуру и формат знаний.

3.7.2. Классификация баз данных

  1. По технологии обработки данных базы данных подразделяются на:
  2. · централизованные
  3. · распределенные

Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Эта вычислительная система может быть мэйнфреймом — тогда доступ к ней организуется с использованием терминалов — или файловым сервером локальной сети ПК.

Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно, пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, которые хранятся в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).

По способу доступа к данным базы данных разделяются на:

· базы данных с локальным доступом

  • · базы данных с сетевым доступом.
  • Для всех современных баз данных можно организовать сетевой доступ с многопользовательским режимом работы.
  • Централизованные базы данных с сетевым доступом могут иметь следующую архитектуру:
  • · файл-сервер;
  • · клиент-сервер базы данных;
  • · «тонкий клиент» — сервер приложений — сервер базы данных (трехуровневая архитектура).

Файл-сервер. Архитектура систем БД с сетевым доступом предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (файловый сервер), на котором хранится большинство программ и данных. По требованию пользователя ему пересылаются необходимая программа и данные. Обработка информации выполняется на рабочей станции. (СУБД Microsoft Access, Borland Paradox)

Клиент-сервер. В этой архитектуре на выделенном сервере, работающем под управлением серверной операционной системы, устанавливается специальное программное обеспечение (ПО) — сервер БД, СУБД подразделяется на две части: клиентскую и серверную. Основа работы сервера БД — использование языка запросов (SQL).

Запрос на языке SQL, передаваемый клиентом (рабочей станцией) серверу БД, порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные транспортируются по сети от сервера к клиенту. Хранение данных и их обработка производится на мощном сервере, который выполняет также контроль за доступом к ресурсам и данным.

Рабочая станция получает только результаты запроса. Разработчики приложений по обработке информации обычно используют эту технологию. (СУБД MS SQL Server, Sybase, Oracle)

Тем самым количество передаваемой по сети информации уменьшается во много раз.

Трехуровневая архитектура функционирует в Интранет- и Интернет-сетях. Клиентская часть («тонкий клиент»), взаимодействующая с пользователем, представляет собой HTML-страницу в Web-браузере либо Windows-приложение, взаимодействующее с Web-сервисами.

Вся программная логика вынесена на сервер приложений, который обеспечивает формирование запросов к базе данных, передаваемых на выполнение серверу баз данных.

Сервер приложений может быть Web-сервером или специализированной программой (например, Oracle Forms Server)

  1. По характеру хранимой информации
  2. · документальные
  3. · фактографические

Документальные БД содержат неструктурированные документы с информацией разного типа: текстовой, звуковой, графической, мультимедийной, представленной в виде файлов. Например, БД современной музыки может содержать тексты и ноты песен, фотографии авторов, звуковые записи, видеоклипы.

Единичным элементом данных в документальных БД является неструктурированный на более мелкие элементы документ.

Основная задача документальных информационных систем — хранение, накопление и предоставление пользователю документов, содержание, тематика, реквизиты которых соответствуют его информационным потребностям.

Читайте также:  Особенности экономики архаической греции - студенческий портал

Фактографические БД содержат информацию, относящуюся непосредственно к предметной области (сотрудниках, подразделениях, книгах и т.д.). Сведения могут поступать из разных источников, они преобразовываются и хранятся в виде записей в точно определенном формате.

Фактографическая информация представляется в виде числовых и буквенных данных о каких-либо характеристиках, элементах, материалах и других компонентах соответствующего объекта (вес, количество, размеры, стоимость и т.д.).

Сюда же относятся данные, необходимые для расчетов (коэффициенты, таблицы, графики и т.п.).

3.7.3. Модели данных.

Данные, хранимые в базе имеют определённую структуру (модель), БД м.б. реляционными и нереляционными

  • · реляционная (совокупность таблиц, связанных между собой)
  • · иерархическая (в виде дерева);
  • · сетевая (данные хранятся в виде произвольного списка);
  • В иерархических базах данных существует строгая подчиненность элементов: один главный, остальные подчиненные.
  • Иерархическая модель БД представляет собой совокупность объектов различного уровня, причем объекты нижнего уровня подчинены объектам верхнего уровня (пример, Файловая структура).

Сетевойподход к организации данных является расширением иерархического. В сетевой модели данных любой объект может быть одновременно и главным, и подчиненным, и может участвовать в образовании любого числа взаимосвязей с другими объектами. Сетевая БД состоит из набора записей и набора связей между этими записями (пример, организация информации в Интернет WWW)

В реляционной модели данные разбиваются на наборы, которые составляют табличную структуру. Эта структура таблиц состоит из индивидуальных элементов данных, называемых полями. Одиночный набор или группа полей известна как запись.

Реляционная модель данных является совокупностью простейших двумерных таблиц – отношений (англ. relation), т.е. простейшая двумерная таблица определяется как отношение (множество однотипных записей объединенных одной темой).

3.7.4. Системы управления базами данных, возможности, разновидности

Системы управления базами данных (СУБД) – комплекс программных средств, предназначенных для организации и ведения базы данных: создания структуры новой базы, наполнения ее содержанием, редактирования содержимого и визуализации информации.

Существует много систем управления базами данных. Они могут по-разному работать с разными объектами и предоставляют пользователю разные функции и средства. Для каждой классификации БД, существуют свои СУБД

  1. Основные функции СУБД:
  2. · управление данными во внешней памяти (на дисках);
  3. · управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;
  4. · журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;
  5. · поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

БД может содержать разные типы объектов. Каждая СУБД может реализовывать свои типы объектов.

Объекты файла БД для СУБД MS Access

Таблица – основная единица хранения информации в базе. Состоит из полей (столбцов) и записей (строк).

Поля (столбцы) – содержат данные (информацию) одного типа. Поле имеет имя, длину и тип данных.

Записи (строки) – все поля, содержащие информацию об одном объекте. Каждая запись таблицы содержит одинаковые поля, но в них содержатся различные данные.

Таблицу можно создать, изменить, переименовать, удалить.

Создать – задать структуру и имя таблицы.

Изменить – изменить названия и характеристики полей и т. д.

Между таблицами можно устанавливать связи. Таблицу можно просматривать, обновлять, сортировать, выводить на печать. Таблица может быть создана в одном из 3х режимов:

  • · Создание таблицы в режиме конструктора;
  • · Создание таблицы с помощью мастера;
  • · Создание таблицы путем ввода данных

Запрос (query)– требование на отбор нужных данных из одной или нескольких таблиц по заданным условиям или выполнение определённых действий с данными, средство выбора необходимой информации из базы данных. Вопрос, сформированный по отношению к базе данных, и есть запрос. Применяются два типа запросов: по образцу (QBE – Query by example) и структурированный язык запросов (SQL – Structured Query Language).

QBE-запрос по образцу – средство для отыскания необходимой информации в базе данных. Он формируется не на специальном языке, а путем заполнения бланка запроса в окне Конструктора запросов.

SQL–запросы – это запросы, которые составляются (программистами) из последовательности SQL – инструкций. Эти инструкции задают, что надо сделать с входным набором данных для генерации выходного набора. Все запросы Access строит на основе SQL – запросов, чтобы посмотреть их, необходимо в активном окне проектирования запроса выполнить команду Вид/SQL.

  1. Существует несколько типов запросов:
  2. · запрос на выборку – позволяет извлечь нужную информацию из таблиц, рассчитать показатели, но не изменяет данные в таблицах;
  3. · запрос на изменение (обновление, добавление, удаление) – выполняется в режиме конструктора, даёт возможность корректировать информацию, которая содержится в таблицах;

Форма– средство отображения данных на экране, где размещаются элементы управления, отображения и изменения данных в полях, может создаваться пользователем для ввода и корректировки данных в таблицы БД; даёт возможность просматривать данные, добавлять новые записи, изменять и удалять записи из таблиц (бланк для заполнения при вводе данных в базу). В окне формы табличные данные выводятся строго по одной записи на экране.

Access предоставляет возможность вводить данные как непосредственно в таблицу, так и с помощью форм. Форма в БД — это структурированное окно, которое можно представить так, чтобы оно повторяло форму бланка. Формы создаются из набора отдельных элементов управления.

Внешний вид формы выбирается в зависимости от того, с какой целью она создается. Формы Access позволяют выполнять задания, которые нельзя выполнить в режиме таблицы. Формы позволяют вычислять значения и выводить на экран результат. Источником данных для формы являются записи таблицы или запроса.

  • Форма предоставляет возможности для:
  • · ввода и просмотра информации базы данных
  • · изменения данных
  • · печати
  • · создания сообщений
  • Способы создания форм:
  • · Конструктор форм (предназначен для создания формы любой сложности)
  • · Мастер форм (позволяет создавать формы различные как по стилю, так и по содержанию)

Отчёт – средство отображения данных при выводе на печать. В отчёте можно группировать и сортировать данные в любом порядке, получать итоговые значения, средние значения и другие статистические величины, а также помещать в него графические диаграммы.

Для создания отчёта данные можно использовать из таблиц, запросов и форм. Распечатав непрерывную форму, можно создать отчёт, в котором выведены значения всех или некоторых полей таблицы или запроса.

  1. Страницы— страницы доступа к данным представляют собой специальную Web-страницу, предназначенную для просмотра и работы через Интернет или интрасеть с данными, которые хранятся в базах данных Microsoft Access или БД MS SQL Server.
  2. Макрос— набор макрокоманд, создаваемый пользователем для автоматизации выполнения конкретных операций.
  3. Модуль— объект, содержащий программы на языке Visual Basic, применяемые в некоторых случаях для обработки данных.



Источник: https://infopedia.su/13x5adf.html

Системы управления базами данных (СУДБ). Классификация

Для работы с данными используются системы управления базами данных (СУБД). СУБД – это программные средства, предназначенные для определения данных (описания структуры баз данных – таблиц, связей), обработки и управления данными. ПримерыСУБД – FoxPro, Oracle, SQL-Server, Delphi, dBase, Clipper, MS Access идр.

Различают три основных вида СУБД: промышленные универсального назначения, промышлен­ные специального назначения и разрабатываемые для конкретного заказчика (заказные).

Специа­лизированныеСУБД создаются для управления базами данных конкретного назначе­ния – бухгалтерские, складские, банковские и т.д.

УниверсальныеСУБД не имеют четко очерченных рамок применения, они рассчитаны «на все случаи жизни» и, как следствие, достаточно сложны и требуют от пользователя специальных знаний.

В отличие от промышленныхСУБДзаказные в максимальной степени учиты­вают специфику работы заказчика (того или иного предприятия), их интерфейс обыч­но интуитивно понятен пользователям и не требует от них специальных знаний.

С другой стороны, специализированные и универсальныепромышленныеСУБД относительно деше­вы, достаточно надежны (отлажены) и готовы к немедленной работе, в то время как заказныеСУБД требуют существенных затрат, а их подготовка к работе и отладка занимают значительный период времени (от нескольких месяцев до нескольких лет).

В зависимости от расположения СУБД различают локальные и распределенные (клиент-серверные) СУБД. Все части локальной СУБД размещаются на компьютере пользо­вателя базы данных.

Если к одной БД по компьютерной сети обращаются несколько пользователей одновре­менно, каждый пользовательский компьютер должен иметь свою копию локальной СУБД.

В отличие от этого значительная часть программно-аппаратных средств рас­пределенной СУБД централизована и находится на одном достаточно мощном ком­пьютере (сервере), в то время как компьютеры пользователей несут относительно небольшую часть СУБД, которая называется клиентом. Локальные СУБД могут рабо­тать в сети, но могут и не использовать ее, в то время как распределенные СУБД обязательно работают в компьютерной сети.

Заметим, что местона­хождение собственно базы данных никак не влияет на специфику СУБД: в локальных СУБД сама база данных может располагаться как на компьютере пользователя, так и на уда­ленном сетевом компьютере (файл-сервере).

Безусловным достоинством клиент-серверныхсистем является возможность централизованного управления доступом к базе данных. В таких системах база данных в значительной мере защищена как от случайных, так и намеренных искажений, в них проще реализовать целостность и непротиворечи­вость данных.

СУБД является важнейшим компонентом информационной системы. Для создания и управления информационной системой СУБД необходима в той же степени, как необходим транслятор для разработки программы на алгоритмическом языке.

  • Основные функции, выполняемые СУБД:
  • — управление данными во внешней памяти (на дисках);
  • — управление данными в оперативной памяти;
  • — журнализация изменений и восстановлениебазы данных после сбоев;
  • — поддержание языков баз данных (язык определения данных – язык SDL, язык манипулирования данными – язык DML, или единый интегрированный язык, содержащий все необходимые средства для работы с БД – язык структурированных запросов SQL).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/8_148694_sistemi-upravleniya-bazami-dannih-sudb-klassifikatsiya.html

Ссылка на основную публикацию