Базы данных

Содержание

Слайд 2

Предметная область - это часть реального мира, подлежащего изучению для организации

Предметная область - это часть реального мира, подлежащего изучению для организации

управления и автоматизации.
Объект - это элемент предметной области, информацию о котором мы сохраняем.
Реквизит (атрибут) – поименованная характеристика объекта. Он показывает, какая информация об объекте должна быть собрана.
Слайд 3

Студент Иванов Иван родился 4 апреля 1990 года, обучается в СМ-09-1

Студент Иванов Иван родился 4 апреля 1990 года, обучается в СМ-09-1

группе, номер его зачетной книжки 200205; студент Виктор Сидоров 06.08 1982 г.р., имеет зачетную книжку №200213, обучается в 413 группе; Женя Петров, родился в 1982 году 25 марта, номер зачетной книжки 200210, обучается в 411 группе

Неструктурированный вид

Структурированный вид

Слайд 4

Основные понятия и определения База данных (БД) — именованная совокупность данных,

Основные понятия и определения

База данных (БД) — именованная совокупность данных, отражающая

состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.
Слайд 5

Основные понятия и определения Система управления базами данных (СУБД) — совокупность

Основные понятия и определения

Система управления базами данных (СУБД) — совокупность языковых

и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.
Слайд 6

Слайд 7

ER-диаграмма (Entity-Relationship)

ER-диаграмма
(Entity-Relationship)

Слайд 8

Основные свойства баз данных

Основные свойства баз данных

Слайд 9

Жизненный цикл БД Жизненный цикл ПО представляет собой непрерывный процесс, начинающийся

Жизненный цикл БД

Жизненный цикл ПО представляет собой непрерывный процесс, начинающийся с

момента принятия решения о создании ПО и заканчивающийся при завершении его эксплуатации
Слайд 10

Жизненный цикл БД Начальный этап Заключительный этап

Жизненный цикл БД

Начальный этап

Заключительный этап

Слайд 11

Проектирование базы данных

Проектирование базы данных

Слайд 12

Концептуальное проектирование

Концептуальное проектирование

Слайд 13

Методологии, позволяющие эффективно отображать существующую смысловую содержательность реальности в конструкции модели,

Методологии, позволяющие эффективно отображать существующую смысловую содержательность реальности в конструкции модели,

относятся к семантическим методологиям

Питер Чен Пин-Шен (англ. Peter Pin-Shan Chen) — американский ученый в области информатики, предложивший в 1976 году ER-модель данных (модель «сущность-связь»)

Модель сущность-связь (ER-модель) (entity-relationship model, ERM) — модель данных, позволяющая описывать концептуальные схемы предметной области. С её помощью можно выделить ключевые сущности и обозначить связи, которые могут устанавливаться между этими сущностями.

Слайд 14

Определение 1. Сущность - это класс однотипных объектов, информация о которых

Определение 1. 
Сущность - это класс однотипных объектов, информация о которых должна быть

учтена в модели.
Каждая сущность должна иметь наименование, выраженное существительным в единственном числе.
Примерами сущностей могут быть такие классы объектов как "Поставщик", "Сотрудник", «Накладная», «Студент», «Факультет».
Слайд 15

Определение 2. Экземпляр сущности - это конкретный представитель данной сущности. Например,

Определение 2. 
Экземпляр сущности - это конкретный представитель данной сущности.
Например, представителем сущности "Сотрудник"

может быть "Сотрудник Иванов".
Экземпляр сущности изображается в виде точки в прямоугольнике данной сущности
Слайд 16

Определение 3. Атрибут сущности - это именованная характеристика, являющаяся некоторым свойством

Определение 3. 
Атрибут сущности - это именованная характеристика, являющаяся некоторым свойством сущности.
Наименование атрибута

должно быть выражено существительным в единственном числе (возможно, с характеризующими прилагательными).
Примерами атрибутов сущности "Сотрудник" могут быть такие атрибуты как "Табельный номер", "Фамилия", "Имя", "Отчество", "Должность", "Зарплата" и т.п.
Слайд 17

Определение 4. Среди атрибутов особое положение занимают такие, с помощью которых

Определение 4. 
Среди атрибутов особое положение занимают такие, с помощью которых можно

идентифицировать экземпляр сущности. Такие атрибуты называются ключами. Атрибут или несколько атрибутов, значения которых уникальным образом идентифицируют каждый экземпляр сущности, являются потенциальным ключом данной сущности.

ФАКУЛЬТЕТ (Код_факультета, Название_факультета, ФИО_декана)

Слайд 18

Определение 4. Один из потенциальных ключей может быть выбран в качестве

Определение 4. 
Один из потенциальных ключей может быть выбран в качестве первичного

ключа. Обычно в качестве первичного ключа выбирается тот, который имеет наименьшую длину. Остальные потенциальные ключи называются альтернативными. Тот факт, что атрибут служит первичным ключом, отмечается его подчеркиванием.
Слайд 19

Определение 5. Связь - это некоторая ассоциация между двумя сущностями. Связи

Определение 5. 
Связь - это некоторая ассоциация между двумя сущностями. Связи позволяют по одной сущности

находить другие сущности, связанные с нею.
Например, связи между сущностями могут выражаться следующими фразами - "СОТРУДНИК может иметь несколько ДЕТЕЙ", "каждый СОТРУДНИК обязан числиться ровно в одном ОТДЕЛЕ"
Слайд 20

Типы связей

Типы связей 

Слайд 21

Связь типа один-к-одному (1:1) означает, что один экземпляр первой сущности (левой)

Связь типа один-к-одному (1:1) означает, что один экземпляр первой сущности (левой) связан с

одним экземпляром второй сущности (правой).
Например, на факультете может быть один декан, и обратно, один и тот же декан может руководить только одним факультетом, что может
быть обозначено следующим образом:

ФАКУЛЬТЕТ <-----> ДЕКАН

Слайд 22

Связь типа один-ко-многим (1:N) означает, что один экземпляр первой сущности (левой)

Связь типа один-ко-многим (1:N)  означает, что один экземпляр первой сущности (левой) связан

с несколькими экземплярами второй сущности (правой). Это наиболее часто используемый тип связи. Левая сущность (со стороны "один") называется родительской, правая (со стороны "много") - дочерней.
Слайд 23

Связь типа много-ко-многим (M:N) означает, что каждый экземпляр первой сущности может

Связь типа много-ко-многим (M:N)  означает, что каждый экземпляр первой сущности может быть

связан с несколькими экземплярами второй сущности, и каждый экземпляр второй сущности может быть связан с несколькими экземплярами первой сущности.
Слайд 24

Слайд 25

Модальности связи

Модальности связи 

Слайд 26

Модальности связи Модальность "может" означает, что экземпляр одной сущности может быть

Модальности связи 

Модальность "может" означает, что экземпляр одной сущности может быть связан с одним

или несколькими экземплярами другой сущности, а может быть и не связан ни с одним экземпляром.

Модальность "должен" означает, что экземпляр одной сущности обязан быть связан не менее чем с одним экземпляром другой сущности.

Слайд 27

Модальности связи Описанный графический синтаксис позволяет однозначно читать диаграммы, пользуясь следующей схемой построения фраз:

Модальности связи 

Описанный графический синтаксис позволяет однозначно читать диаграммы, пользуясь следующей схемой построения фраз:
<Каждый

экземпляр СУЩНОСТИ 1> <МОДАЛЬНОСТЬ СВЯЗИ> <НАИМЕНОВАНИЕ СВЯЗИ> <ТИП СВЯЗИ> <экземпляр СУЩНОСТИ 2>
Слайд 28

Слайд 29

Пример Моделирование локальной ПрО

Пример Моделирование локальной ПрО

Слайд 30

Задача: разработать информационную систему «Контингент студентов института» Необходимо: изучить предметную область

Задача: разработать информационную систему «Контингент студентов института»

Необходимо: изучить предметную область (образовательное учреждение) и процессы,

происходящие в ней.

Для этого обследуем объект: знакомимся с нормативной документацией, опрашиваем работников института, изучаем существующий документооборот института, анализируем ситуацию  и т.п.

В результате обследования определяем цель и задачи системы и формулируем постановку задачи.

Слайд 31

Краткая постановка задачи: Главная задача системы – сбор и обработка информации

Краткая постановка задачи: 
Главная задача системы – сбор и обработка информации об

основных участниках учебного процесса: студентах и преподавателях
Формирование необходимых печатных форм (документов), используемых преподавателями в период зачётной недели и экзаменационной сессии
Генерация сводных отчётов по результатам сессии для работников деканатов, института.
Слайд 32

хранить информацию о студентах и их успеваемости; на факультетах по определённой

хранить информацию о студентах и их успеваемости;
на факультетах по определённой специальности

печатать экзаменационные ведомости по предметам и другие документы.

Проектируемая система должна выполнять следующие действия:

Студент — явная сущность.
Успеваемость — явная сущность.
? Факультет — нужно выяснить один или несколько факультетов в институте? Если несколько, то это — предполагаемая  новая сущность.
? Специальность — нужно выяснить одна или несколько специальностей на факультете? Если несколько, то  это — ещё одна сущность.
Предмет — предполагаемая  сущность.

Предполагаемые сущности:

Слайд 33

Две основные сущности: Студент и Успеваемость

Две основные сущности: Студент и Успеваемость

Слайд 34

ER-диаграмма. 2 этап

ER-диаграмма. 2 этап

Слайд 35

Вносим атрибуты сущностей в диаграмму ER-диаграмма

Вносим атрибуты сущностей в диаграмму

ER-диаграмма

Слайд 36

Классификация моделей данных

Классификация моделей данных

Слайд 37

Реляционная модель данных

Реляционная модель данных

Слайд 38

Эдгар Кодд британский учёный, работы которого заложили основы теории реляционных баз

Эдгар Кодд
британский учёный, работы которого заложили основы теории реляционных баз данных


Дата и место рождения: 23 августа 1923 г., Портленд (Дорсет) в Англии
Дата смерти: 18 апреля 2003 г. (79 лет)

В статье "A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks", вышедшей в свет в 1970 году, он показал, что любое представление данных сводится к совокупности двумерных таблиц особого вида, известного в математике как отношение (relation)

Слайд 39

Достоинства реляционной модели: Простота. В реляционной модели присутствует одна информационная конструкция,

Достоинства реляционной модели:
Простота. В реляционной модели присутствует одна информационная конструкция, которая

формализует табличное представление.
Теоретическое обоснование. Существуют теоретически обоснованные методы нормализации отношений.
Независимость данных. Изменение в структуре реляционной БД приводит, как правило, к минимальным изменениям в прикладных программах.
Недостатки реляционной модели:
Низкая скорость при выполнении операций соединения.
Относительно большой расход памяти при представлении реляционной БД.

Реляционная модель данных

Слайд 40

Реляционная модель данных Основные понятия, с помощью которых определяется реляционная модель:

Реляционная модель данных

Основные понятия, с помощью которых определяется реляционная модель:
отношение,

домен, атрибуты, степень, кортеж, кардинальность, ключ.
Слайд 41

Реляционная модель данных Отношение — это двумерная таблица, имеющая уникальное имя

Реляционная модель данных

Отношение — это двумерная таблица, имеющая уникальное имя и

состоящая из строк и столбцов, где строки оответствуют записям, а столбцы — атрибутам.

Атрибут — это поименованный столбец отношения.

Доменом является набор всех возможных значений определенного атрибута отношения

Каждая строка отношения является множеством значений, взятых по одному из домена каждого имени атрибута. Эти множества называются кортежами. Множество кортежей называется телом отношения. Тело отношения характеризуется кардинальным числом, которое равно количеству содержащихся в нем кортежей.


Степень отношения (ранг, арность) определяется количеством атрибутов, которое в нем присутствует.

Ключом называется атрибут отношения, однозначно идентифицирующий каждый из его кортежей

Слайд 42

Реляционная модель данных

Реляционная модель данных

Слайд 43

Реляционная модель данных

Реляционная модель данных

Слайд 44

Реляционная модель данных

Реляционная модель данных