Организация баз данных. Концептуальные представления о принципах построения БД и СУБД

1.

1
Организация Баз
Данных
КУРС, ФОРМИРУЮЩИЙ КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРИНЦИПАХ
ПОСТРОЕНИЯ БД И СУБД, ПРЕДСТАВЛЯЮЩИЙ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ
ПОНЯТИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ, ЛЕЖАЩИЕ В ОСНОВЕ БД И СУБД,
ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БД, А ТАКЖЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕАЛИЗАЦИИ БД
И ИЛЛЮСТРИРУЮЩИЙ ВЫШЕУКАЗАННЫЕ ПОНЯТИЯ

2.

Предметная область – это часть
реального мира, которая
подлежит изучению с целью
автоматизации организации
управления. Предметной
областью информационной
системы является совокупность
объектов, свойства которых и
отношения между которыми
представляют интерес для
пользователей ИС.
Инфологическая модель –
идентификация сущностей и
связей между ними
Даталогические модели —
модели данных, ориентированы
на выбранный тип СУБД
2

3.

Этапы и основные принципы
проектирования Базы данных
Процесс проектирования ИС состоит из:
• сбора данных;
• составления частных ЛПП;
• унификации пересекающихся эпизодов;
• Локальные Пользовательские Представления формируют Глобальное
Пользовательское Представление
• формирования модели предметной области (инфологическое
проектирование);
• составления схемы с учетом используемого СУБД (концептуальное
проектирование);
• физического проектирования.
3

4.

Проектирование базы данных (БД) является одной из наиболее сложных и ответственных задач,
связанных с созданием АИС. Это процесс, который подразумевает использование определённой
технологии.
База данных – это, модель предметной области (ПрО).
Для создания БД надо сначала проанализировать ПрО и создать её модель - (инфологическое проектирование).
Основой для анализа предметной области служат документы, которые отражают ПрО, и информация, которую можно получить от специалистов этой предметной области в
процессе общения с ними.
Изучение документов позволяет выявить данные, которые должны храниться в БД.
Из общения со специалистами необходимо извлечь сведения об особенностях ПрО, которые позволяют установить ограничения целостности, зависимости и связи между объектами
предметной области.
Специалисты обладают знаниями о том, каковы алгоритмы обработки данных и какие задачи ставятся перед информационной системой.
После создания модели Предметной определяются требования к операционной обстановке
На этапе логического проектирования получают схему реляционной базы данных (РБД).
На этапе физического проектирования полученные отношения описываются на языке DDL (Data definition language) – языке определения данных, который поддерживается
выбранной СУБД.
4

5.

класс Студент, имеющий четыре свойства, два из которых
являются статическими (Год рождения и Номер зачетной
книжки), а два других – динамическими (ФИО и Курс)
5

6.

В терминах ER-диаграмм связь изображается в виде ромба, внутри
которого записывается название связи. Классы объектов, участвующие в
этой связи, соединяются с ромбом стрелками
Свойства связи изображаются так же, как и свойства класса, и соединяются
с ромбом, обозначающим связь
6

7.

Характеристика однозначности для
бинарных связей
1. Связь 1:1, «один-к-одному».
2. Связь 1:M, «один-ко-многим» (или M:1, «многие-к-одному»).
3. Связь M:N, «многие-ко-многим».
7

8.

Характеристика полноты связи
Характеристика полноты отражает зависимость класса от связи, в
которую он входит.
1. Необязательная по отношению к классу связь означает, что
существование объектов класса не зависит от наличия связи.
2. Обязательная по отношению к классу связь означает, что
существование объектов класса зависит от наличия связи.
На схеме обязательная по отношению к классу связь обозначается
квадратом с точкой внутри, примыкающим к прямоугольнику,
представляющему класс, перед входящей в него стрелкой связи.
8

9.

9

10.

10

11.

Атрибут
Фамилия
Домен
строка символов длиной не более 30 символов
Название города
строка символов длиной не более 25 символов
Номер квартиры
Кол-во ед. товара
Стипендия
натуральное число
натуральное число
вещественное число с двумя знаками после
запятой
круг, квадрат, шестиугольник
Форма детали
11

12.

• Схемой отношения R называется конечное множество имен атрибутов
(A1, A2,…, An). Каждому атрибуту с именем Ai соответствует домен Di,
i=1,…,n.
dom(Ai) = Di.
• Количество атрибутов (n) называется степенью отношения.
• Пусть D = D1 D2 … Dn – декартово произведение всех доменов
схемы отношения.
• Отношением r со схемой R называется конечное подмножество в D:
r(R)={t1,t2,…,tp},
где p – количество элементов, входящих в отношение r(R).
• Каждый элемент отношения (t) называется кортежем.
• Кортеж состоит из данных (t(Ai)) значений кортежа t на атрибуте Ai.
Каждое данное должно принадлежать домену соответствующего ему
атрибута, т. е. удовлетворять следующему ограничению: t(Ai) Di,
i=1,…,n.
12

13.

В качестве доменов для атрибутов отношения Студент
могут выступать следующие множества:
dom(Фамилия) = {строка символов длиной 20};
dom(Год_рождения) = dom(Год_поступления) = {множество
четырехзначных натуральных чисел};
dom(Номер_билета)
=
{множество
шестизначных
натуральных чисел};
dom(Курс_обучения) = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
dom(Стипендия) = {вещественное число с двумя знаками
после запятой}.
13

14.

Кортежами, удовлетворяющими схеме, могут быть:
t1 = <Петров, 1978, 1994, 123456, 5, 100.50>,
t2 = <Иванов, 1979, 1995, 122453, 4, 0.00>.
Тогда данными будут:
t1(Год_рождения) = 1978,
t2(Стипендия) = 0.00.
14

15.

Атрибуты
Отношение
2018
123456
2
1000.00
Иванов
2002
2018
122453
2
0.00
Соколов
2000
2019
122454
4
900.00
Кузнецов
2001
2018
122444
3
1200.00
Белов
2000
2017
122455
2
2000.00
Наумов
2001
2018
123400
2
1000.00
Строки
4-значные
натуральные
числа
4-значные
натуральные
числа
6-значные
натуральные
числа
1, 2, 3, 4, 5 Вещественные
числа
Кортежи
2001
Домены
Петров
Схема
отношения
Фамилия Год_рождения Год_поступления Номер_билета Курс_обучения Стипендия
15

16.

Ключом отношения r(R) называется подмножество атрибутов