Елементи реляційної моделі

ЛЕКЦІЯ

Державна служба України з надзвичайних ситуацій

Черкаський інститут пожежної безпеки ім. Героїв Чорнобиля

Факультет пожежної безпеки

Кафедра вищої математики та інформаційних технологій

ЗАТВЕРДЖУЮ

Начальник кафедри

ВМ та ІТ

к.ф-м.н., доц.,

полковник с.ц.з.

_______ І.П. Частоколенко

“___”______2014р.

Навчальна дисципліна: Основи інформатики та обчислювальної техніки

1-й курс (стаціонар).

Тема № 1.2. Створення розрахункових таблиць та табличних документів.

Час: 74, з них 18 годин лекцій, 18 годин практичних занять, 38 годин самостійної роботи

Тема лекції №10: Створення розрахункових таблиць та табличних документів.

Навчальна мета: Розглянути теоретичний матеріал у відповідності з темою лекції.

Виховна мета: Переконання в необхідності вивчення матеріалу лекції для майбутньої професійної діяльності, формування матеріалістичного світогляду, виховання культури та дисципліни мислення.

Матеріально-методичне забезпечення: Дошка, крейда.

Розробив:

викладач

кафедри ВМ та ІТ А.П. Марченко

Лекція обговорена та схвалена на засіданні кафедри

Протокол №1 від “26” серпня 2014р.

Л екція 10. Розробка бази даних за допомогою СКБД.

1. Рівні моделей даних.

Проектування бази даних треба починати з аналізу наочної області і виявлення вимог до неї окремих користувачів. Проектування зазвичай доручається людині (групі осіб) - адміністраторові бази даних (АБД). Їм може бути як спеціально виділений співробітник організації, так і майбутній користувач бази даних, досить добре знайомий з машинною обробкою даних.

Виділяють три рівні моделі даних:

· інфологічна;

· даталогична;

· фізична.

Інфологічна модель описує предметну область на змістовному рівні. На першому етапі при її розробці здійснюється аналіз предметної області, вирішуваних завдань, запитів користувачів і документів, що відображають події і процеси, що протікають в ПО. Результатом цього аналізу є списки об'єктів предметної області, переліки їх властивостей або атрибутів, визначення зв'язків між об'єктами і опис структури ПО у вигляді діаграми. Для кожного з атрибутів указуються обмеження на їх можливі значення, визначувані властивостями ПО.

Такі обмеження називаються обмеженнями цілісності даних.

Інфологичеськая модель об'єднує в єдине узагальнене уявлення вимоги окремих користувачів і служить засобом спілкування між ними, тому розробляється без урахування особливостей представлення даних в пам'яті ЕОМ.

Концептуальна або даталогичеськая модель описує об'єкти і зв'язки ПО на формальному рівні. Її розробка ведеться на другому етапі і грунтується на інфологичеськой моделі, отриманій на першому етапі. В процесі розробки здійснюється вибір типу моделі даних, і визначаються її елементи. Кожна СКБД підтримує тільки одну з моделей. Вибір моделі даних і вибір СКБД тісно взаємозв'язані.

Внутрішня, або фізична, модель даних визначає спосіб розміщення даних безпосередньо на машинному носієві, враховує розподіл даних, методи доступу і способи індексування. У сучасних прикладних програмних засобах цей рівень організації забезпечується автоматично без втручання користувача. Користувач, як правило, оперує в прикладних програмах і універсальних програмних засобах представленнями СКБД на організацію даних.

Таким чином основне завдання проектування полягає в створенні інфологичеськой моделі ПО і концептуальною БД.

2. Термінологія та етапи створення реляційної БД

У деяких випадках зростання ієрархічної чи мережної бази даних може привести до порушення логічної організації даних. Такі ситуації виникають при появі нових користувачів, нових застосувань та видів запитів, при врахуванні інших логічних зв’язків між елементами даних.

Недоліки ієрархічної і мережної моделей привели до появи нової, реляційної моделі даних, створеної Коддом у 1970 році. Реляційна модель була спробою спростити структуру бази даних. Всі дані були подані у вигляді простих таблиць, розбитих на рядки і стовпці.

Реляційною називається база даних, у якій усі дані, доступні користувачу, організовані у вигляді таблиць, а всі операції над даними зводяться до операцій над цими таблицями.

Для подання реляційних баз даних розроблена формальна теорія баз даних.

У реляційній базі даних інформація організована у вигляді таблиць, розділених на рядки і стовпці, на перетині яких містяться значення даних. У кожної таблиці є унікальне ім’я, що описує її вміст. Масив значень, що можуть міститися в стовпці, називається доменом цього стовпця.

Двовимірні таблиць в математиці отримали назву відношення (relation (англ.)).

У кожного стовпця в таблиці є своє ім’я, що звичайно служить заголовком стовпця. Всі стовпці в одній таблиці повинні мати унікальні імена, однак дозволяється привласнювати однакові імена стовпцям, розташованим в різних таблицях.

Стовпці таблиці упорядковані зліва направо, і їхній порядок визначається при формуванні таблиці. У будь-якій таблиці завжди є як мінімум один стовпець.

Як правило, не вказується максимально допустиме число стовпців у таблиці, однак майже у всіх комерційних СКБД ця межа існує і, як правило, складає приблизно 255 стовпців.

На відміну від стовпців, рядки таблиці не мають визначеного порядку. Це значить, що якщо послідовно виконати два однакових запити для відображення вмісту таблиці, то немає гарантії, що обидва рази рядка будуть перераховані в тому самому порядку.

Рядки таблиці утворюють данні різного формату і різного типу, тобто можна стверджувати, що рядки таблиці є кортежами.

У таблиці може міститися будь-яка кількість рядків. Цілком припустиме існування таблиці з нульовою кількістю рядків. Така таблиця називається порожньою. Порожня таблиця зберігає структуру, визначену її стовпцями, просто в ній не містяться дані. Стандарти реляційних баз даних не накладають обмежень на кількість рядків у таблиці, і в багатьох СКБД розмір таблиць обмежений лише вільним дисковим простором комп’ютера.

Як правило, в сучасних реляційних БД допускається збереження символьних, числових даних, бітових рядків, спеціалізованих числових даних (таких як "гроші"), а також спеціальних "темпоральних" даних (дата, час, часовий інтервал).

Найменша одиниця даних реляційної моделі - це окреме атомарне (неподільне) для даної моделі значення даних. Так, в одній предметній галузі, прізвище, ім’я і по-батькові можуть розглядатися як єдине значення, а в інший - як три різних значення.

Опис кожного відношення складається з імені відношення (підмет), за яким в круглих дужках перераховується список атрибутів (присудок). Цей опис називають інтенсіоналом або схемою відношення. Під описом розуміють деяке заповнення кортежів відношення, яке називають екстенсіоналом.

Відношення називаються еквівалентними, якщо вони відрізняються тільки порядком чергування атрибутів.

Для створення БД необхідно з’ясувати її структуру. Структура БД визначається методом занесення даних та збереження їх у базі.

Створення структури БД складається з таких етапів:

1. Складання генерального списку полів.

2. Визначення типу даних для кожного поля (залежно від характеру інформації, що розміщена в цьому полі).

3. Розподіл полів генерального списку за базовими таблицями.

На першому етапі розподіл проводять за функціональною ознакою. Це робиться для того, щоб введення даних у таблицю відбувалося по можливості в рамках одного підрозділу або одного робочого місця. Після чого проводиться подальший поділ таблиць.

4. Встановлення ключового поля в кожній таблиці.

Як ключове поле необхідно вибрати поле, дані в якому не повторюються. Якщо в таблиці взагалі немає таких полів, завжди можна додатково ввести поле типу «лічильник» – воно не може містити повторів даних за означенням.

5. Встановлення міжтабличних зв’язків.

Зв'язок між таблицями організовується на основі загального поля, причому в одній із таблиць воно обов’язково повинно бути ключовим. Найпоширеніші зв’язки: «один до багатьох» та «один до одного».

6. Налагодження складної схеми згідно з завданням.

Елемент реляційної моделі	Форма представлення
Відношення	Таблиця
Схема відношення	Заголовок таблиці
Кортеж	Строка таблиці
Сутність	Опис властивостей об’єкта
Атрибут	Заголовок стовпця таблиці
Домен	Множина допустимих значень атрибута
Значення атрибута	Значення поля в запису
Первинний ключ	Один чи кілька атрибутів
Тип даних	Тип значень елементів таблиці

· Числові 0.43, 328,2Е+5

· Символьні “запис”, “програміст”

· Дати, що задаються за допомогою спеціального типу “Дата” 23/08/03, 01.07.01

· Часові та дата-часові (9:10:03, 6.03.2002 12:00)

· Двійкові, призначені для збереження графічних об’єктів, аудіо та відео інформації;

· Гіперпосилання (hyperlinks), призначення для збереження посилань на різні ресурси (файли, документи), що знаходяться за межами БД, наприклад в мережі Інтернет.

Первинним ключем (ключовим атрибутом) називається атрибут відношення, який однозначно ідентифікує кожний запис, наприклад, у відношенні СПІВРОБІТНИК (ПІБ, Відділ, Дата_Народження) ключовим є атрибут ПІБ. Ключ може бути складним, тобто складатись з декількох атрибутів. Кожне відношення обов’язково має комбінацію атрибутів, яка може слугувати ключем. Ключі звичайно використовують для досягнення наступних цілей:

1. Виключення дублювання значень в ключових атрибутах;

2. Упорядкування кортежів (по зростанню, або зменшенню);

3. Прискорення роботи з кортежами;

4. Організації зв’язування таблиць.

За допомогою ключів встановлюються зв’язки між відношеннями. Наприклад є два відношення СТУДЕНТ (ПІБ, Група, Спеціальність) та ПРЕДМЕТ(Назва_пр, Години), які зв’язані відношенням СТУДЕНТ_ПРЕДМЕТ(ПІБ, Назва_пр, Оцінка). В цьому відношенні атрибути ПІБ та Назва_пр. утворюють складений ключ.

Таблицю можна вважати відношенням за виконання наступних умов:

1. Всі рядки таблиці повинні бути унікальні, тобто не може бути рядків з однаковими первинними ключами.

2. Імена стовпчиків таблиці повинні бути різними, а значення їх простими, тобто неприпустимі група значень в одному стовпчику одного рядка

3. Всі рядки однієї таблиці повинні мати одну структуру, яка відповідає іменам та типам стовпчиків.

4. Порядок розміщення рядків в таблиці може бути довільним.

Найчастіше таблиця з відношенням розміщується в одному файлі. В деяких СКБД одна окрема таблиця вважається БД. В інших СКБД БД може містити декілька таблиць, поєднаних за змістом, а також процедури контролю інформації. Так при використанні MS Access в файлі БД поряд з таблицями зберігаються інші об’єкти бази: звіти, макроси, форми, макроси, модулі.

Таблиця даних звичайно зберігається в окремому файлі ОС, тому може мати обмеження в назві. Імена полів зберігаються всередині таблиць. Правила їх формування визначаються СКБД, які, як правило, на довжину полів і використаний алфавіт серйозних обмежень не накладають.

Якщо задане таблицею відношення має ключ, то вважається, що таблиця також має ключ і її називають ключовою чи таблицею з ключовими полями.

У більшості СКБД файл таблиці включає керуючу частину (описання типів полів, імена полів та інша інформація), і область розміщення записів.

Рисунок 18.1 – Схема сітьової БД

Для створення таблиці потрібно вибрати вкладку Таблицы і натиснути кнопку Создать. Потім вибирається спосіб створення таблиці: режим таблиці, режим конструктора та майстер таблиць.

Будь-яка таблиця БД має унікальне ім’я і складається з рядків і стовпців. Її структура визначається характером функцій, які має виконувати база. На цій основі задають поля таблиці та призначають їхні властивості.

Таблиці БД можна створювати безпосередньо (Режимтаблицы) або за допомогою конструктора(режим Конструктор)чи імпортом таблиці із зовнішніх файлів.

Отже, можна виділити такі способи створення таблиці БД:

1 Безпосереднє створення в Режиме таблицы.

2 Режим Конструктор.

3 Імпорт таблиць із зовнішніх файлів.

4 Створення таблиці на основі зв’язаних таблиць. Після створення структури таблиці в одному із вибраних режимів їй присвоюють ім’я і вона зберігається у поточній базі. Розглянемо створення таблиці у режимі конструктор.

Дата добавления: 2014-12-25