Особенности баз и банков данных

Белорусский государственный университет культуры и искусств

Факультет информационно-документных коммуникаций

Кафедра информационных ресурсов

Особенности баз и банков данных

Курсовая работа

Выполнила: студентка 432 гр.

ФИДК Леончук Светлана

Проверила: ст.препод. Юхновец Т.С.

Минск

Содержание

Введение

Глава 1 «Введение в базы и банки данных»

.1 Понятия банка данных

1.2 Структура банка данных

.3.Объект управления (База данных):

.3.1 Понятия базы данных

.3.2 структурные элементы

.3.3классификация

.4Управляющий орган

.4.1функции АБД

1.5 Пользователи баз данных

Глава 2. Система управления базами данных

.1 Понятия СУБД

.1.1 Основные компоненты

.1.2 Основные функции

.2 Преимущества централизации управления данными

Глава 3 .Модель данных

.1 иерархическая

.2 сетевая

.3 реляционная модель

Глава 4. Понятие информационного объекта

.1 Понятие информационного объекта

.2 Нормализация отношений

.2.1 Формы отношений

.3 Типы связей

Глава 5. Современные технологии, используемые в работе с данными

Заключение

Список сокращений

БД- база данных

БнД- Банк данных

СУБД- система управления базами данных

АБД- администратор баз данных

АС- автоматизированная система

ПО- программное обеспечение

ТС- технические средства

ЭВМ - электронные вычислительные машины

Введение

Сегодня трудно себе представить сколько-нибудь значимую информационную систему, которая не имела бы в качестве основы или важной составляющей базу данных. Концепции и технологии баз данных складывались постепенно и всегда были тесно связанны с развитием систем автоматизированной обработки информации. Создание баз данных после появления реляционного подхода превратилось из искусства в науку, но, как показала практика последних лет, все, же окончательно его не исключившая. Тем не менее, сейчас это вполне сложившаяся дисциплина (хотя являющаяся скорее инженерной, чем чисто научной), основанная на достаточно формализованных подходах и включающая широкий спектр приемов и методов создания баз данных.

Соответственно назначение систем управления базами данных - обеспечение в течение длительного времени их сохранности, а также возможности выборки и актуализации. Данные существуют всегда , пока есть потребность в их использовании, хотя характер использования, как и пути извлечения практической пользы могут быть самыми разными: от их использования для совершенствования сложных систем управления до формирования «чемоданов компромата».

Широкое использование баз данных различными категориями пользователей привело, с одной стороны, к созданию интерфейсов, требующих минимум времени на освоение средств управления системой, а с другой - к построению мощных, гибких СУБД, имеющих в том числе развитые средства защиты данных от случайного или намеренного разрушения. Появились и средства автоматизации разработки, позволяющие создать базу данных любому пользователю, даже не владеющему основами теории БД. Базы данных - это уже достаточно хорошо проработанная научная дисциплина.

Объект исследования: банк данных, база данных

Предмет:структурные элементы “банка данных” и ”базы данных”,. различия между понятиями.

Цель работы: изучить различия двух понятий,

Задачи курсовой работы:

.Изучить структуру банка данных.

. Раскрыть содержание понятий база данных, СУБД.

.Изучить контингент пользователей БД.

.Изучить возможные варианты представления данных в БД

Рассмотреть видовое разнообразие моделей представления данных..

Источниковедческая база: книги, интернет- источники.

Методологическая основа исследования:

.Метод операционализации понятий.

2.Сравненительный метод.

. Аналитический метод.

.Системный метод.

Глава 1. «Введение в базы и банки данных»

.1 Понятия Банка Данных

Определение банка данных (БнД). Состав и структура банка данных. Назначение основных компонентов банка данных.

Банк данных (БнД) - это система специально организованных данных, программных, языковых, организационных и технических средств,предназначенных для централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных [4, С. 17].

Услугами БнД пользуется обычно большое число пользователей.

Обычно со стороны внешних пользователей к БнД формулируются следующие требования. БнД должен:

• Удовлетворять актуальным информационным потребностям внешних пользователей, обеспечивать возможность хранения и модификации больших объемов многоаспектной информации.

• Обеспечивать заданный уровень достоверности хранимой информации.

• Обеспечивать доступ к данным только пользователям с соответствующими полномочиями.

• Обеспечивать возможность поиска информации по произвольной группе признаков.

• Удовлетворять заданным требованиям по производительности при обработке запросов.

• Иметь возможность реорганизации и расширения при изменении границ ПО.

• Обеспечивать простоту и удобство обращения внешних пользователей за информацией.

• Обеспечивать возможность одновременного обслуживания большого числа внешних пользователей.

.2 Структура банка данных

БнД - информационная система, реализующая централизованное управление данных в интересах всех пользователей АС. (Средство интеграции данных) [6, С. 17].

БнД - может рассматриваться в узком и широком смысле этого понятия. БнД в узком смысле включает в состав два основных компонента:

• БД;

• СУБД - для реализации централизованного управления данными, хранимыми в базе, доступа к ним.(БнД = БД + СУБД)

В широком БнД =АС (автоматизированная система).Структура системы представлена на рис. 1 [28].

 <#"515186.files/image002.gif">

Рис.2

Классификация БД по степени распределённости:

·              централизованные (сосредоточенные);

·              распределённые <#"515186.files/image003.gif">

Рис. 3

В случае поиска однокоренных слов, т. е. слов с уже заданной средней частью, данный поиск не очень удобен.

.2 Сетевая модель данных

В сетевой структуре при тех же основных понятиях (уровень, узел, связь) каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

В сетевой модели данных доступ к данным может быть осуществлен по многим путям.

Рис. 4

Поскольку сетевая модель является обобщением древовидной, то она представляет больше возможностей как для описания предметной области, а также для нахождения оптимальных решений хранения и поиска данных. Но использование сетевой модели требует высокой квалификации от разработчика и поэтому она не была воспринята массовым пользователем.

.3 Реляционная модель данных

Понятие реляционный (англ. relation - отношение) связано с разработками известного американского специалиста в области систем баз данных Е. Кодда.

Рис. 5

Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных [10, С. 9-11].

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

·              каждый элемент таблицы - один элемент данных;

·              все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д.) и длину;

·              каждый столбец имеет уникальное имя;

·              одинаковые строки в таблице отсутствуют;

·              порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Отношения представлены в виде таблиц, строки которых соответствуют кортежам или записям, а столбцы - атрибутам отношений, доменам, полям.

Поле, каждое значение которого однозначно определяет соответствующую запись, называется простым ключом (ключевым полем). Если записи однозначно определяются значениями нескольких полей, то такая таблица базы данных имеет составной ключ.

Чтобы связать две реляционные таблицы, необходимо ключ первой таблицы ввести в состав ключа второй таблицы (возможно совпадение ключей); в противном случае нужно ввести в структуру первой таблицы внешний ключ - ключ второй таблицы [1, с. 14-15].

Глава 4. Информационый объект

.1 Понятие информационного объекта

Информационный объект - это описание некоторой сущности (реального объекта, явления, процесса, события) в виде совокупности логически связанных реквизитов (информационных элементов). Такими сущностями для информационных объектов могут служить: цех, склад, материал, вуз, студент, сдача экзаменов и т.д.

Информационный объект определенного реквизитного состава и структуры образует класс (тип), которому присваивается уникальное имя (символьное обозначение), например Студент, Сессия, Стипендия.

Пример представления информационного объекта Студент в видеграфа на рис.6.

Рис.6.

Информационный объект имеет множество реализации - экземпляров, каждый из которых представлен совокупностью конкретных значений реквизитов и идентифицируется значением ключа (простого - один реквизит или составного - несколько реквизитов). Остальные реквизиты информационного объекта являются описательными. При этом одни и те же реквизиты в одних информационных объектах могут быть ключевыми, а в других -описательными. Информационный объект может иметь несколько ключей [28].

.2 Понятие нормализации отношений

Одни и те же данные могут группироваться в таблицы (отношения) различными способами, т.е. возможна организация различных наборов отношений взаимосвязанных информационных объектов. Группировка атрибутов в отношениях должна быть рациональной, т.е. минимизирующей дублирование данных и упрощающей процедуры их обработки и обновления.

Определенный набор отношений обладает лучшими свойствами при включении, модификации, удалении данных, чем все остальные возможные наборы отношений, если он отвечает требованиям нормализации отношений.

Нормализация отношений - формальный аппарат ограничений на формирование отношений (таблиц), который позволяет устранить дублирование, обеспечивает непротиворечивость хранимых в базе данных, уменьшает трудозатраты на ведение (ввод, корректировку) базы данных.

.2.1 Формы отношений

Выделены три нормальные формы отношений и предложен механизм, позволяющий любое отношение преобразовать к третьей (самой совершенной) нормальной форме [20, С.36]

Первая нормальная форма

Отношение называется нормализованным или приведенным к первой нормальной форме, если все его атрибуты простые (далее неделимы). Преобразование отношения к первой нормальной форме может привести к увеличению количества реквизитов (полей) отношения и изменению ключа.

Например, отношение Студент = (Номер, Фамилия, Имя, Отчество, Дата, Группа) наводится в первой нормальной форме [11, С. 40].

Вторая нормальная форма

Чтобы рассмотреть вопрос приведения отношений ко второй нормальной форме, необходимо дать пояснения к таким понятиям, как функциональная зависимость и полная функциональная зависимость.

Описательные реквизиты информационного объекта логически связаны с общим для них ключом, эта связь носит характер функциональной зависимости реквизитов.

Функциональная зависимость реквизитов - зависимость, при которой экземпляре информационного объекта определенному значению ключевого реквизита соответствует только одно значение описательного реквизита.

Такое определение функциональной зависимости позволяет при анализе всех взаимосвязей реквизитов предметной области выделить самостоятельные информационные объекты.

Пример графического изображения функциональных зависимостей реквизитов Студент показан на рис. 3, на котором ключевой реквизит указан ".

Рис.3. Графическое изображение функциональной зависимости реквизитов

В случае составного ключа вводится понятие функционально полной зависимости.

Функционально полная зависимость не ключевых атрибутов заключается в том, что каждый не ключевой атрибут функционально зависит от ключа, но не находится в функциональной зависимости ни от какой части составного ключа.

Отношение будет находиться во второй нормальной форме, если оно находится в первой нормальной форме, и каждый не ключевой атрибут функционально полно зависит от составного ключа [12, С.43].

Третья нормальная форма

Понятие третьей нормальной формы основывается на понятии нетранзитивной зависимости.

Транзитивная зависимость наблюдается в том случае, если один из двух описательных реквизитов зависит от ключа, а другой описательный реквизит зависит от первого описательного реквизита.

Отношение будет находиться в третьей нормальной форме, если оно находится во второй нормальной форме, и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа.

Для устранения транзитивной зависимости описательных реквизитов необходимо провести "расщепление" исходного информационного объекта.

Рис. 7. Пример "расщепления" структуры информационного объекта

база банк данное управление

В результате расщепления часть реквизитов удаляется из исходного информационного объекта и включается в состав других (возможно, вновь созданных) информационных объектов [13, С. 44].

.3Типы связей

Все информационные объекты предметной области связаны между собой. Различаются связи нескольких типов, для которых введены следующие обозначения:

один к одному (1:1);

многие ко многим (М:М)

Взаимосвязь «один к одному» (между двумя типами объектов)

Допустим, в определенный момент времени один заказчик может сделать только один заказ. В этом случае между объектами Заказчик и Товар устанавливается взаимосвязь «один к одному».

Взаимосвязь «один ко многим» (между двумя типами объектов)

В определенный момент времени один заказчик может стать обладателем нескольких товаров, при этом несколько заказчиков не могут являться обладателями одного товара (на условии если заказчик не претендует на часть товара).

Взаимосвязь «один ко многим» можно обозначить с помощью одинарной стрелки в направлении к «одному» и двойной стрелки в направлении ко «многим» .В этом случае одной записи данных первого объекта (его часто называют родительским или основным) будет соответствовать несколько записей второго объекта (дочернего или подчиненного). Взаимосвязь «один ко многим» очень распространена при разработке реляционных баз данных. В качестве родительского объекта часто выступает справочник, а в дочернем хранятся уникальные ключи для доступа к записям справочника. В примере в качестве такого справочника можно представить объект Заказчик, в котором хранятся сведения о всех заказчиках. При обращении к записи для определенного заказчика нам доступен список всех покупок, которые он сделал, и сведения о которых хранятся в объекте Товар [14, С.64].

Связь о один к одному (1:1) предполагает, что в каждый момент времени одному экземпляру информационного объекта А соответствует не более одного экземпляра информационного объекта В и наоборот

Примером связи 1:;1 может служить связь между информационными объектами СТУДЕНТ и СЕССИЯ. Графическое изображение связи представлено на рис.5.

Рис.8 Взаимосвязь «один ко многим» (между двумя свойствами)

Каждый студент имеет определенный набор экзаменационных оценок в сессию…

При связи один ко многим (1:М) одному экземпляру информационного объекта А соответствует 0, 1 или более экземпляров объекта В, но каждый экземпляр объекта В связан не более чем с 1 экземпляром объекта А. Графически данное соответствие имеет вид, представленный на рис. 6.

Рис.9. Связь ”Многие ко многим”.

Связь многие ко многим (М:М) предполагает, что в каждый момент времени одному экземпляру информационного объекта А соответствует 0, 1 или более экземпляров объекта В и наоборот. На рис. 7 графически представлено указанное соответствие [5, С.64-67].

Рис. 10

Глава 5. Современные технологии, используемые в работе с данными

Технология «Клиент-сервер» - технология, разделяющая приложение- СУБД на две части: клиентскую (интерактивный графический интерфейс, расположенный на компьютере пользователя) и сервер, собственно осуществляющий управление данными, разделение информации, администрирование и безопасность, находящийся на выделенном компьютере. Взаимодействие «клиент-сервер» осуществляется следующим образом: клиентская часть приложения формирует запрос к серверу баз данных, на котором выполняются все команды, а результат исполнения запроса отправляется клиенту для просмотра и использования. Данная технология применяется, когда размеры баз данных велики, когда велики размеры вычислительной сети, и производительность при обработке данных, хранящихся не на компьютере пользователя (в крупном учреждении обычно имеет место именно такая ситуация). Если технология «клиент-сервер» на применяется, то для обработки даже нескольких записей весь файл копируется на компьютер пользователя, а только затем обрабатывается. При этом резко возрастает загрузка сети, и снижается производительность труда многих сотрудников.Access, Microsoft Visual FoxPro, Microsoft Visual Basic обеспечивают средства для создания клиентских частей в приложениях «клиент-сервер», которые сочетают в себе средства просмотра, графический интерфейс и средства построения запросов, а Microsoft SQL Server является на сегодняшний день одним из самых мощных серверов баз данных.2.0 (Object Linking and Embedding - связывание и внедрение объектов) - стандарт, описывающий правила интеграции прикладных программ. Применяется для использования возможностей других приложений. OLE 2.0 используется для определения и совместного использования объектов несколькими приложениями, которые поддерживают данную технологию. Например, использование в среде Access таблиц Excel и его мощных средств построения диаграмм или использование данных, подготовленных Access, в отчетах составленных в редакторе текстов Word (связывание или включение объекта).Automation (Автоматизация OLE) - компонент OLE, позволяющий программным путем устанавливать свойства и задавать команды для объектов другого приложения. Позволяет без необходимости выхода или перехода в другое окно использовать возможности нужного приложения. Приложение, позволяющее другим прикладным программам использовать свои объекты называется OLE сервером. Приложение, которое может управлять объектами OLE серверов называется OLE контроллер или OLE клиент. Из рассмотренных программных средств в качестве OLE серверов могут выступать Microsoft Access, а также Microsoft Excel, Word и Graph... Microsoft Visual FoxPro 3.0 и 5.0 может выступать только в виде OLE клиента.(Rapid Application Development - Быстрая разработка приложений) - подход к разработке приложений, предусматривающий широкое использование готовых компонентов и/или приложений и пакетов (в том числе от разных производителей).(Open Database Connectivity - открытый доступ к базам данных) - технология, позволяющая использовать базы данных, созданные другим приложением при помощи SQL.(Structured Query Language - язык структурированных запросов) - универсальный язык, предназначенный для создания и выполнения запросов, обработки данных как в собственной базе данных приложения, так и с базами данных, созданных другими приложениями, поддерживающими SQL. Также SQL применяется для управления реляционными базами данных.(Visual Basic for Applications - Visual Basic для Приложений) - разновидность (диалект) объектно-ориентированного языка программирования Visual Basic, встраиваемая в программные пакеты[30].

Заключение

Банк данных (БнД) - это система специально организованных данных, программных, языковых, организационных и технических средств, предназначенных для централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.

Базы данных в стремительно, а в какой-то степени и сумбурно развивающихся информационных технологиях - это сравнительно консервативное направление, где сами базы и СУБД и представляют собой «долговременные сооружения».

Под базой данных (БД) обычно понимается именованная совокупность данных, отображающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области. Характерной чертой баз данных является постоянство: данные постоянно накапливаются и используются; состав и структура данных, необходимых для решения тех или иных прикладных задач, обычно постоянны и стабильны во времени; отдельные или даже все элементы данных могут меняться - но это и есть проявление постоянства - постоянная актуальность.

Услугами БнД пользуется обычно большое число пользователей. Поэтому в БнД предусматривается специальное средство приведения всех запросов к единой терминологии - словарь данных. Кроме того, используются специальные методы эквивалентных грамматических преобразований запросов для построения оптимальных процедур их обработки, специальные методы доступа к одним и тем же данным различных пользователей при совпадении во времени поступивших запросов - механизм транзакций.

Элементарная база ЭВМ и парадигмы программирования меняются быстрее, чем хранимые данные теряют актуальность. В таких условиях, в отличие от прикладных программистов, создатели баз данных должны постоянно помнить о проблеме «наследственности»- о том, как интегрировать в создаваемую систему наследуемые данные, находящиеся под управлением устаревшей СУБД , и о том, как построить систему, чтобы вновь создаваемые данные могли быть, в свою очередь, наследованы следующим поколением систем и разработчиков.

Список источников:

1.Гасанов, Э. Э. Теория хранения и поиска информации [Текст] / Э. Э. Гасанов, В. Б. Кудрявцев.- Москва: Физматлит, 2004.- С. 14- 15.

.Гасанов, Э. Э. Теория хранения и поиска информации [Текст] / Э. Э. Гасанов, В. Б. Кудрявцев.- Москва: Физматлит, 2004.- С. 43-75.

. Название: Методы и модели анализа данных: OLAP и Data Mining/ А.А. Барсегян, М.С. Куприянов, В.В. Степаненко, И.И. Холод.- Петербург: БХВ-Петербург, 2004.- С. 16.

. Название: Методы и модели анализа данных: OLAP и Data Mining/ А.А. Барсегян, М.С. Куприянов, В.В. Степаненко, И.И. Холод.- Петербург: БХВ-Петербург, 2004.- С. 17.

. Название: Методы и модели анализа данных: OLAP и Data Mining/ А.А. Барсегян, М.С. Куприянов, В.В. Степаненко, И.И. Холод.- Петербург: БХВ-Петербург, 2004.- С. 18-20.

. Название: Методы и модели анализа данных: OLAP и Data Mining/ А.А. Барсегян, М.С. Куприянов, В.В. Степаненко, И.И. Холод.- Петербург: БХВ-Петербург, 2004.- С. 17.

. Название: Методы и модели анализа данных: OLAP и Data Mining/ А.А. Барсегян, М.С. Куприянов, В.В. Степаненко, И.И. Холод.- Петербург: БХВ-Петербург, 2004.- С. 18-20.

8. Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006.- С. 3-4.- (Серия: Базовый курс: Теория и практика).

. Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006 .- 256 с.- (Серия: Базовый курс: Теория и практика) .

. Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006.- С 9-11.- (Серия: Базовый курс: Теория и практика).

. Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006.- С 40.- (Серия: Базовый курс: Теория и практика) .

. Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006.- С 43.- (Серия: Базовый курс: Теория и практика) .

. Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006.- С 44.- (Серия: Базовый курс: Теория и практика).

.Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006.- С 64. - (Серия: Базовый курс: Теория и практика) .

.Основы реляционных баз данных / Ребекка М. Райордан.- Москва : Изд.- торговый дом Русская Редакция, 2006.- С 59.- (Серия: Базовый курс: Теория и практика).

16. Григорьев, Ю. А. Банки данных /Ю. А. Григорьев, Г. И. Ревунков.- М. : Издательство: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007 .-С.17.- (Информатика в техническом университете).

. Григорьев, Ю. А. Банки данных /Ю. А. Григорьев, Г. И. Ревунков.- М. : Издательство: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007 .-С.26.- (Информатика в техническом университете).

. Григорьев, Ю. А. Банки данных /Ю. А. Григорьев, Г. И. Ревунков.- М. : Издательство: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007 .- С.26-27.- (Информатика в техническом университете).

. Практическое руководство по SQL/ Дж.С Боуман., С.Л. Эмерсон, М. Дарновски.- 3- е изд.- Киев: Диалектика, 2002.-С. 48

. Практическое руководство по SQL/ Дж.С Боуман., С.Л. Эмерсон, М. Дарновски.- 3- е изд.- Киев: Диалектика, 2002.-С. 36.

21. Теория и практика построения баз данных / Д. Кренке ; [перевод: А. Вахитов] .- СПб.: Питер, 2005.- С. 24.- (Серия Классика computer science).

. Теория и практика построения баз данных / Д. Кренке ; [перевод: А. Вахитов] .- СПб.: Питер, 2005.- С. 34-37.- (Серия Классика computer science).

. Теория и практика построения баз данных / Д. Кренке ; [перевод: А. Вахитов] .- СПб.: Питер, 2005.- С. 33.- (Серия Классика computer science).

. Введение в системы баз данных / К. Дж. Дейт.- 8- изд.-М, СПб, Киев, 2001.- С. 51.

. Введение в системы баз данных / К. Дж. Дейт.- 8- изд.- М, СПб, Киев, 2001.- С. 58-59.

. Введение в системы баз данных / К. Дж. Дейт.- 8- изд.- М, СПб, Киев, 2001.- С. 92-94.

. Введение в системы баз данных / К. Дж. Дейт.- 8- изд.- М, СПб, Киев, 2001.- С. 59.

28. Определение базы данных (БД) и банка данных (БнД). Состав и структура банка данных. Назначение основных компонентов банка данных[электронный ресурс].- Режим доступа : <http://e-educ.ru/bd1.html.-> Дата доступа : 8.05.2011.

. Данные, базы данных [электронный ресурс].- Режим доступа : http://sergeeva-i.narod.ru/inform/page6.htm:.- Дата доступа : 8.05.2011.

. Современные системы управления базами данных [электронный ресурс].- Режим доступа : http://www.fos.ru/technic/14274.html - Дата доступа : 8.05.2011.