 |
Системы управления базами данных.
|
|
|
|
Шарипова Р.К
Для курсантов и студентов-заочников
образовательных учреждений СПО по специальности
230105 "Программное обеспечение вычислительной техники
и автоматизированных систем"
Троицк 2009 г.
Базы данных.
Учебное пособие для курсантов ТАТК ГА.
Составлено в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 2203.
Составлено преподавателем ЦК ПЭВМ Шариповой Р.К.
Рассмотрено на заседании ЦК ПЭВМ
Протокол №_____от__________200__ г.
Председатель ЦК ПЭВМ_________________ Валеева Н.Х.
Пособие можно использовать при самостоятельной подготовке к практическим занятиям для очного и заочного отделения. В пособии рассматриваются базовые темы учебного курса и ключевые понятия по базам данных.
В пособии изложены основные принципы работы в СУБД FoxPro фирмы Fox Software (теперь Microsoft). FoxPro обладает высокими скоростными характеристиками, набор команд и функций по мощи и гибкости отвечает любым современным требованиям к представлению и обработке данных. В FoxPro может быть реализован удобный, гибкий и эффективный пользовательский интерфейс, поддерживаются разнообразные всплывающие и многоуровневые меню, работа с окнами и мышью, реализованы функции низкоуровнего доступа к файлам, управление цветами, настройка принтера и т.п. Система также обладает средствами быстрой генерации экранов, отчётов, и меню, поддерживает язык SQL, устойчиво работает в сети.
После каждой темы предлагаются вопросы для закрепления и практические задания.
Содержание.
Часть 1.
Тема: Теория проектирования баз данных.
|
|
|
1.Введение………………………………………………………………………….5
- Организация данных в базах.
- Причины, обусловившие появление баз данных.
- Понятие баз данных.
- Свойства баз данных.
- Требования к базе данных.
- Системы управления базами данных.
· Историческая справка.
2.Модели данных…………………………………………………………………..8
- Последовательность создания информационной модели.
- Типы моделей данных:
- Иерархическая модель данных.
- Сетевая модель данных.
- Реляционная модель данных.
· Свойства таблицы.
· Ключи.
3.Проектирование реляционной базы данных……………………………………14
- Этапы проектирования баз данных.
- Пример проектирование баз данных.
Тема: СУБД FoxPro.
1.Введение………………………………………………………………………….21
- Технические характеристики.
- Типы и размеры полей БД.
2.Создание файла БД………………………………………………………………23
3.Дополнение БД…………………………………………………………………..25
4.Редактирование БД………………………………………………………………26
5.Управление БД……………………………………………………………………28
6.Временные переменные…………………………………………………………30
Приложение. Практические работы…………………………………………….…….38
Источники.
О сновные:
1. Попов А.А. FoxPro 2.5/2.6 Создание приложений в FoxPro 2.5/2.6 для DOS и WINDOWS.
М., Калашников и К., 1997
2. А. Фёдоров, Н. Елманова Базы данных для всех
М., Компьютер пресс, 2001
3. Н.И. Савицкий Технологии организации, хранения и обработки данных
Учебное пособие М. 2001
Дополнительные:
1. Шумаков, Фаронов. Delphi 5. Руководство разработчика баз данных. –
М.: Нолидж, 2000. – 640 с.
2. Каратыгин С., Тихонов А., Тихонова Л. Visual FoxPro 6.0.
Полное руководство пользователя с примерами. – М.: Бином, 2000. – 784 с.
Введение.
«Во всех сферах жизни и производства банки
данных меняют характер деятельности
человека. Историки будут рассматривать
появление банков данных на компьютерах
и возможностей, которые связаны с ними,
|
|
|
как шаг, который сменил природу эволюции
общества и имеет, возможно, большее
значение, чем изобретение печатного станка.»
Дж. Мартин.
Организация данных в базах.
Причины, обусловившие появление баз данных.
В обществе в целом и в жизнедеятельности любой организации, предприятия, специалиста роль информации постоянно возрастает.
С развитием современных информационных технологий получила развитие концепция интеграции данных – их централизованного хранения и использования потребителями, имеющими различные запросы и предъявляющими различные требования к информации.
Сложность организации и структуры данных обусловили развитие одного из стратегических направлений развития информационных технологий – баз данных и систем управления базами данных (СУБД). С их помощью создаются хранилища информации для многих пользователей.
Объемы информации с каждым годом увеличиваются, усложняется ее структура. Для обработки и сохранения данных, обеспечения доступа к ним широкого круга пользователей было необходимо разработать общесистемные средства интегрированной обработки, хранения этих данных и управления ими. В связи с этим в конце 60-х годов появились первые СУБД, сегодня их на рынке информационных технологий огромное множество. Разнообразные по своим функциональным возможностям СУБД разрабатываются для массовых моделей и типов компьютеров и разных операционных систем.
Понятие баз данных.
Любая целенаправленная деятельность начинается с систематизации изучаемых объектов и отношений между ними.
Главной функцией всех систем управления является накопление и поиск информации, что реализуется путем создания баз данных.
Опр.: База данных (database) – поименованная и организованная (структурированная) совокупность взаимосвязанных данных, которые отражают состояние объектов конкретной предметной области и находятся под центральным программным управлением.
База данных удерживает такой минимальный излишек информации, который позволяет удовлетворить запросы каждого из многочисленных пользователей.
Данные представляются совокупностью файлов (таблиц).
Опр.: Предметная область (application domain) – часть реальной среды, которая описывается и отражается в базе данных.
|
|
|
Пример: колледж
Учебная группа
Файловая структура хранения информации на диске.
Свойства баз данных.
1. многоразовое использование: одни и те же данные могут использоваться многими пользователями.
2. простота обновления – возможность внесения изменений в базу с минимальными затратами.
3. быстрый поиск и получение необходимой информации по запросу.
4. уменьшение избыточности – новые задачи должны получать данные из существующей базы, а не путем их повторного ввода.
5. защита от несанкционированного доступа к данным.
6. максимальная независимость от прикладных программ: изменения в структуре базы данных не должны, по возможности, приводить к перезаписи пакета программ.
7. защита от уничтожения и искажения информации (некомпетентного пользователя, злоумышленных действий, сбоев и конфликтных ситуаций).
Требования к базе данных.
1. адекватность отражения предметной области:
а). Полнота данных.
б). Динамичность информационной модели.
в). Актуальность информации в данный момент времени.
2. возможность взаимодействия с пользователями различных категорий и в разных режимах.
3. обеспечение секретности данных, надежности, целостности, защита от случайного или целенаправленного разрушения базы данных.
4. обеспечение взаимной независимости программ и данных.
5. технологичность обработки данных
6. совместимость компонентов базы данных
7. простота изменения логической и физической структуры базы данных в целях повышения эффективности обработки информации
8. способность к расширению и модификации
База данных функционирует в социальном пространстве со множеством пользователей, которые могут предъявлять ей противоречивые требования. Поэтому
необходимо постоянно искать компромисс между противоположными запросами.
Системы управления базами данных.
Система управления базой данных построена на концепции многоуровневой организации. Для слаженной и эффективной работы выполняется администрирование базы данных.
|
|
|
Функции администратора базы данных объединены в следующие группы: администрирование предметной области, баз данных, безопасности данных и приложений.
Функции администрирования данных поддерживаются специальными служебными программами – утилитами.
Пользователь баз данных (user) –это физическое или юридическое лицо, которое пользуется услугами компьютерной системы для получения информации или решения соответствующих задач. Существуют различные категории пользователей: аналитик, системный программист, прикладной программист, администратор системы, оператор компьютера, конечный пользователь. Пользователями базы данных могут быть прикладные программы и программные комплексы.
Доступ пользователя к базе данных обеспечивается СУБД.
Опр.: СУБД (database management system) представляют собой совокупность программных и языковых средств общего или специального назначения, необходимых для создания баз данных на машинных носителях, поддержания их в актуальном состоянии и организации доступа к ним различных пользователей в условиях принятой технологии обработки данных.
Т.е. СУБД – это управляющие программы, которые обеспечивают все манипуляции с базами данных: создание, ведение базы и прочее. Ее можно рассматривать как программную оболочку, которая находится между базой данных и пользователем. Она обеспечивает централизованный контроль защиты и целостности данных, доступ к данным, их обработку, формирование отчетов на основе базы данных и другие операции и процедуры.
Понятия «база данных» и «СУБД» образуют во взаимосвязи понятие «банк данных».
Опр.: Банк данных (databank) –система специальным образом организованных данных (баз данных), программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования.
База данных и банк данных имеют архивы, которые в совокупности образуют фонд данных.
Историческая справка.
Термин «база данных» был введен в 1963 году в англоязычной литературе (data base), в 70-х этот термин стали писать через дефис
(data-base), а потом – одним словом (database). Имя автора этого термина не известно. Историю развития баз данных можно разделить на 3 периода.
1-й период – 60-е годы – переходный.
Появление самого понятия и нескольких первоначальных систем. В 1959 году программист Мак-Гри предложил использовать файлы исходных данных: файл, который введен в компьютер и его могли совместно использовать многие пользователи. Компьютеры обеспечивали доступ к данным. Мак-Гри разработал систему баз данных IMS фирмы IBM.
|
|
|
В 1963 году Бахман разработал первую промышленную систему баз данных IDS: сетевая организация данных на магнитных дисках для многоцелевого использования. В середине 60-х началось широкое применение магнитных дисков, а затем появились новые возможности для обработки информации.
В 1967 году ассоциацией CODASYL была создана рабочая группа по разработке баз данных, которая в 1969 и 1971 годах выпустила отчеты о своей работе – результаты работы группы.
Второй период – от 70-х до 1981- период развития.
В этот период происходит аппаратное развитие компьютеров и разработка концепции баз данных, а так же усиленное внедрение систем. Произошло становление баз данных как науки. Были разработаны теоретические обоснования систем баз данных, которые стали основой построения информационных систем.
В 1969 году Е.Ф. Кодд (Dr. E.F. Codd) (фирма IBM) - известный исследователь в области баз данных- предложил реляционную модель данных: хранение данных в двумерных таблицах. Набор средств для управления подобным хранилищем называется реляционной системой управления базами данных (РСУБД).
РСУБД может содержать утилиты, приложения, сервисы, библиотеки, средства создания приложений и другие компоненты. За успехи в разработке баз данных американская ассоциация ЭВМ в 1973 году присудила премию Бахману, а в 1981 году Кодду.
В 1980 году был разработан простой язык запросов, ориентированный на пользователя. Быстро расширилось применение баз данных.
Третий период- начало 1981 года – период зрелости. Появление коммерческих систем баз данных на основе реляционных моделей. В 1982 году появились коммерческие реляционные системы баз данных: SQL/DS, INGRES, ORACLE и другие. Усиленно проводится работы в сфере аппаратного обеспечения баз данных (расширяются области их применения, развивается технология интегральных систем), возникают новые направления.
Модели данных.
Информация, а так же организация ее получения – основа проектирования информационных систем. Для более эффективной организации данных применяются информационные модели.
Понятие модель впервые ввел в 1970 году Кодд. Оно отражает взаимосвязь между объектами.
Определение: Модель данных (data model)- это
a) система взаимосвязанных типов объектов, операторов и правил обеспечения целостности, создающая абстрактную структуру, которую поддерживает система управления базой данных;
b) совокупность правил прохождения структур данных в базе данных, операций над ними, ограничений, которые определяют допустимые связи и значения данных.
Модель данных должна быть гибкой, чтобы правильно представлять многие связи реальных объектов.
Общая структура данных называется концептуальной, далее в компьютере она трансформируется во внутреннюю - физическую структуру.
Модель данных – это формально определенная структура представления данных.
База данных в соответствии с моделью данных содержит информацию о реальной действительности. Часть реальной действительности, которая отражается в базе данных, называется предметной областью. Следовательно предметная область определяет информационную модель и наоборот:
Предметная область
 | |||
 | |||
Информационная модель
(база данных)
|
|
|
