Урок по теме База данных. База данных. Реляционная база данных. Bigdata. Основные понятия базы данных
 Скачать 128.58 Kb.
|
|
Тема урока: «Реляционная база данных. Bigdata. Основные понятия базы данных» Эпиграф к уроку: “Дорогу осилит идущий, а информатику – мыслящий”. (Гюстав Гийом) БД – это… – это совокупность взаимосвязанных данных, которые обладают свойствами структурированности, хранятся во внешней памяти компьютера, и организованы по правилам, предполагающим общие принципы описания, хранения и обработки данных. БД могут быть использованы для создания … - фонда учебной литературы школьной библиотеки, - кадрового состава предприятия, - единого реестра препаратов аптеки, - нормативных актов гражданского права, - каталога фильмов кинотеатра… Типы БД - … - фактографические и документальные. Фактографические БД содержат краткие сведения об объектах, представленные в определенном формате, например, Марка машины, завод-изготовитель, год выпуска … В документальных БД содержится информация разного типа: текстовая, звуковая, графическая, мультимедийная СУБД – это … - программное обеспечение, которое позволяет создавать БД, обновлять и дополнять информацию, обеспечивать гибкий доступ к информации. 2. Ответьте на вопросы: - Перечислите основные свойства баз данных () - Каким требованиям должны удовлетворять СУБД? () - Назовите простые СУБД, предназначенные для работы в небольших организациях () - Назовите СУБД мощного типа () Работа над новой темой 1. Информация от турфирмы 2. Типы моделей БД 3. Реляционная модель данных 4. Варианты типов связей 5. Составляющие реляционной модели 6. Основные типы полей 7. Понятия, необходимые для понимания процесса приведения модели к реляционной схеме. 2. "ТИПЫ МОДЕЛЕЙ БАЗ ДАННЫХ" Это некоторые виды моделей БД.  модель 1 модель 2 модель 3 -Тип модели БД определяется по типу связи между элементами БД. -Существуют три основных типа моделей данных –иерархическая(1) и сетевая(2), реляционная(3). ИЕРАРХИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ Иерархическая модель базы данных представляетсобой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих перевернутое дерево (граф). -Данная модель характеризуется такими параметрами, как уровни, узлы, связи. Принцип работы модели таков, что несколько узлов более низкого уровня соединяется при помощи связи с одним узлом более высокого уровня. Узел — информационная модель элемента, находящегося на данном уровне иерархии. Свойства иерархической модели базы данных: несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня; иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень), неподчиненный никакой другой вершине; каждый узел имеет свое имя (идентификатор); СЕТЕВАЯ МОДЕЛЬ Сетевая модель базы данных похожа на иерархическую. Она имеет те же основные составляющие (узел, уровень, связь), однако характер их отношений принципиально иной. В сетевой модели принята свободная связь между элементами разных уровней. Примером может служить база данных, хранящая сведения о закреплении учителей-предметников за определенными классами, где видно, что один учитель может преподавать в нескольких классах, и что один и тот же предмет могут вести разные учителя. РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ Сегодня на нашем заседании мы должны будем создать многотабличную базу банных, которая будет представлять собой единую базу данных. После создания различных таблиц, содержащих данные, относящиеся к различным аспектам базы данных, необходимо обеспечить целостность базы данных. Для этого необходимо их связать между собой. Базы данных, состоящие из нескольких связанных двумерных таблиц, называют реляционными. Термин «реляционный» (от латинского relatio – отношение) -это модель хранения данных построена на взаимоотношении составляющих ее частей. В простейшем случае она представляет собой двухмерную таблицу, а при создании сложных информационных моделей составит совокупность взаимосвязанных таблиц. Каждая строка такой таблицы называется записью. Каждый столбец в такой таблице называется полем. Модель данных, как и сама база данных, является объектом, имеющим свои определенные свойства. Реляционная модель базы данных имеет следующие свойства: Каждый элемент таблицы – один элемент данных. Все столбцы в таблице являются однородными, т. е. имеют один тип (числа, текст, дата и т. д.). Каждый столбец (поле) имеет уникальное имя. Одинаковые строки в таблице отсутствуют. Порядок следования строк в таблице может быть произвольным и может характеризоваться количеством полей, количеством записей, типом данных. Над этой моделью базы данных удобно производить следующие действия: сортировку данных (например, по алфавиту); поиск записей (например, по фамилиям) и т. д. выборку данных по группам (например, по датам рождения или по фамилиям); Главное достоинство таблиц — в их понятности. Реляционная модель данных, как правило, состоит из нескольких таблиц, которые связываются между собой ключами. Структура каждой таблицы создаётся с помощью конструктора таблиц. В конструкторе указываются имена полей, типы и форматы полей, назначаются ключи. Устанавливаются связи между таблицами после их создания, нодозаполнения данными. Для создания реляционной БД в окне СУБД выберем объект Таблицы и выберем вариант Создание таблицы в режиме конструктора. ВАРИАНТЫ ТИПОВ СВЯЗЕЙ База данных – это совокупность данных и связей между ними. Для связанных таблиц возможно три варианта типа связи: «один к одному»; «один ко многим»; «многие ко многим». 1. Связь «один к одному». Наиболее простой способ указать связь между данными – поместить данные совместно, например, в одной строке ведомости о заработной плате. Тогда наглядно видно, на какой должности работает сотрудник фирмы (фамилия) и какую заработную плату он получает (зарплата). Все строки ведомости имеют один шаблон, столбцы содержат данные одного типа. 2. Связь «один ко многим». Любому элементу, рассматриваемому как объект, свойство или атрибут в информационной системе, может соответствовать несколько других объектов, свойств или атрибутов. Подобная структура имеет несколько уровней. Каждый ее элемент может быть связан с несколькими другими, находящимися на нижнем уровне, и только с одним из более высокого (верхнего) уровня. Такая структураназываетсядревовидной илидеревом. Каталоги, подкаталоги и содержащиеся в них файлы образуют древовидную структуру. Такую же структуру имеют практически все министерства, ведомства, армия, предприятия различных отраслей. 3. Связь «многие ко многим». Производственные отношения между предприятиями часто имеют сложный характер, который отражается в сетевых структурах. Сеть – многоуровневая структура, каждый элемент которой может быть связан как с несколькими элементами нижнего уровня, так и с несколькими элементами верхнего уровня. Например, супермаркет получает товары от нескольких поставщиков. Может быть, что один вид товара поставляют разные поставщика и одновременно один поставщик обеспечивает несколькими товарами. Если рассмотреть связи «товар–поставщик», то они представляют собой сеть. Также сетевая модель получится и при рассмотрении связей «учитель – класс». СОСТАВЛЯЮЩИЕ РЕЛЯЦИОННОЙ МОДЕЛИ Ключ — поле, которое однозначно определяет соответствующую запись. В реляционных БД строка таблицы называется записью, а столбец — полем. В общем виде это выглядит так: Каждое поле таблицы имеет имя. Одна запись содержит информацию об одном объекте той реальной системы, модель которой представлена в таблице. Например, одна запись о каком либо объекте — это информация об одном объекте. Поля — это различные характеристики (иногда говорят — атрибуты) объекта. Значения полей в одной строчке относятся к одному объекту. Разные поля отличаются именами. А чем отличаются друг от друга разные записи? Записи различаются значениями ключей.  Главным ключом в базах данных называют поле (или совокупность полей), значение которого не повторяется у разных записей. Например, в БД «Школьная библиотека» разные книги могут иметь одного автора, могут совпадать названия книг, год издания, полка. Но инвентарный номер у каждой книги свой (поле НОМЕР). Он-то и является главным ключом для записей в этой базе данных. Не всегда удается определить одно поле в качестве ключа. Например, база данных областного управления образования «Школы района», в которой содержатся сведения о всех средних школах районных центров в виде следующей таблицы: В такой таблице у разных записей не могут совпадать одновременно только два поля ГОРОД и НОМЕР ШКОЛЫ. Эти два поля вместе образуют составной ключ: ГОРОД-НОМЕР ШКОЛЫ. Составной ключ может состоять и более чем из двух полей. С каждым полем связано еще одно очень важное свойство — тип поля. Тип определяет множество значений, которые может принимать данное поле в различных записях. В таблицах, приведённых ниже, показаны примеры простого и составного ключей:   ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПОЛЕЙ В реляционных БД столбец называется полем. В реляционных базах данных используются четыре основных типа полей: числовой; символьный; дата; логический. Числовой тип имеют поля, значения которых могут быть только числами. Для этих данных отводится 1-4 байта. Например, в БД «Ведомость заработной платы предприятия» четыре поля числового типа: ТАРИФНАЯ СТАВКА, НАЧИСЛЕНИЯ, ОТЧИСЛЕНИЯ, СУММА К ВЫДАЧЕ. Символьный тип имеют поля, в которых будут храниться символьные последовательности (слова, тексты, коды и т.п.). Текстовый тип данных предназначен для ввода текста длиной до 255 символов и устанавливается по умолчанию. Примерами символьных полей являются поля АВТОР и НАЗВАНИЕ в БД «Детская библиотека»; поле ТЕЛЕФОН в БД «Гимназия». Тип «дата» имеют поля, содержащие календарные даты в форме «день/месяц/год» (в некоторых случаях используется американская форма: месяц/день/год). Для таких данных предусмотрено 8 байт. Тип «дата» имеет поле ДАТА ОТПРАВЛЕНИЯ в БД «Расписание аэровокзала». Логический тип предназначен для хранения логического значения Да или Нет, Истина или Ложь.Такое поле занимает 1 бит. Подведём итог, значения полей — это некоторые величины определенных типов. От типа величины зависят те действия, которые можно с ней производить. Например, арифметические операции можно выполнять с числовыми величинами, а с символьными и логическими — нельзя. Понятия, необходимые для понимания процесса приведения модели к реляционной схеме. Отношение - абстракция описываемого объекта как совокупность его свойств. Мы оперируем совокупностью свойств, которые и определяют объект. Экземпляр отношения - совокупность значений свойств конкретного объекта. Первичный ключ - идентифицирующая совокупность атрибутов, т.е. значение этих атрибутов уникально в данном отношении. Не существует двух экземпляров отношения содержащих одинаковые значения в первичном ключе. Простой атрибут - атрибут, значения которого неделимы. Сложный атрибут - атрибут, значением которого является совокупность значений нескольких различных свойств объекта или несколько значений одного свойства. Требования к реляционным моделям: Рациональные варианты концептуальной схемы базы данных должны удовлетворять третьей нормальной форме, а также следующим требованиям: Выбранный перечень отношений должен быть минимален. Отношение используется, если только его необходимость обусловлена задачами. Выбранный перечень атрибутов должен быть минимальным. Атрибут включается в отношение только в том случае, если он будет использоваться. Первичный ключ отношения должен быть минимальным. То есть нельзя исключить ни один атрибут из идентифицирующей совокупности атрибутов, не нарушив при этом однозначной идентификации. При выполнении операций над данными не должно возникать трудностей. Графическая интерпретация реляционной схемы Отношение представляется в виде полоски, содержащей имена всех атрибутов. Имя отношения пишется над ней. Первичный ключ отношения должен быть выделен жирной рамкой. Связи, определенные между отношениями, должны быть показаны линиями, проведенными между связующими атрибутами. Значения экземпляров связующих атрибутов должны совпадать. Домашнее задание: выполнить краткий конспект по материалу урока |