Лекция: БИЛЕТ №17
1. Табличные БД: основные понятия (поле, запись, первичный ключ записи). Типы данных. СУБД и принципы работы с ними. Поиск, удаление и сортировка данных в БД. Условия поиска, порядок и ключи сортировки.
База данных (БД)- это хранящая во внешней памяти ЭВМ совокупность взаимосвязанных данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и обработки данных.
Информация хранящаяся в БД, как правило, относится к какой-то определенной предметной области. Например:
· БД книжного фонда библиотеки;
· БД кадрового состава учреждения;
· БД законодательных актов в области уголовного права;
· БД современной рок- музыки и пр.
Базы данных бывают фактографическими и документальными.
В фактографических БД содержатся краткое сведения об описываемых объектах, представленные в строго определенном формате. Из приведенных выше примеров две первые БД скорее всего будут организованны как фотографические. В БД библиотеке о каждой книге хранятся библиографические сведенья: год издания, автор, название и пр. разумеется, текст книги в ней содержатся не будет. В БД отдела кадров учреждения хранится анкетные данные сотрудников: фамилия, имя, отчество, год и место рождения и пр.
Базы данных в третьем и четвертом примерах наверняка будут организованны как документальные. Первая из них будет включать в себя тексты законов: вторая- тексты и ноты песен, биографическую и творческую справочную информацию о композиторах, поэтах, исполнителях, звуковые записи и видео клипы. Следовательно, документальная БД содержит обширную информацию самого разного типа: текстовую, графическую, звуковую, мультимедийную.
Сама по себе база данных не может обслуживать запросы пользователя на поиск и обработку информации. БД-это только «информационный склад». Обслуживание пользователя осуществляет информационная система.
Информационная система (ИС)- это совокупность базы данных и всего комплекса аппаратно0 программного средств для ее хранения, изменения и поиска информации, для взаимодействия с пользователем. Примерами информационных систем являются системы продажи билетов на пассажирские поезда и самолеты. WWW- ‘это тоже пример глобальных информационных системы.
Устройства внешней памяти, на которых хранится БД, должно иметь высокую информационную емкость и малое время доступа к хранимой информации. Для хранения БД может использоваться как один компьютер, так и множество взаимосвязанных компьютеров.
Если различные части одной базы данных хранится на множестве компьютеров, объединенных между собой сетью, то такая БД называется распределенной базой данных. Очевидно, информацию в сети Интернет, объединенную паутиной WWW, можно рассматривать как распределенную базу данных. Распределение БД создается также и в локальных сетях.
Известны три основных типа организации данных и связей между ними: иерархический (в виде дерева), сетевой и реляционный.
В иерархической БД существует упорядоченность элементов в записи, один элемент считается главным, остальное- подчиненными. Поиск какого- либо элемента данных в такой системе может оказаться довольно трудоемким из-за обходимости последовательно проходить несколько иерархических уровней. Иерархическую БД образует например, каталог файлов, хранимых на диске, а дерево каталогов, доступное для просмотра в Norton commander,- наглядная демонстрация структуры такой БД и поиска в нем нужного элемента (при работе в операционной системе MS_DOS). Такой же БД является родовое генеалогическое дерево.
Сетевая БД отличается большей гибкостью, так как в нем существует возможность устанавливать дополнительно к вертикальным иерархическим связям горизонтальные связи. Это облегчает процесс поиска нужных элементов данных, так как уже не требует обязательного прохождения нескольких иерархических ступеней.
Наиболее распространенным способом организации данных является реляционный. Реляционными БД (от английского слова relation- «отношение») называется БД, этому подходу, такая таблица называется отношением. Каждая строка таблицы содержит информацию об одном отдельном объекте описываемой в БД системы (о конкретной книге, сотруднике учреждения и пр.), а каждый столбец- определенной характеристики (свойства, атрибуты) этих объектов. Например, атрибутами объектов могут быть автор книги, должность сотрудника, отдел, в котором он работает, и пр.
Строки такой таблицы называются записями, а столбцы- полями. Каждая запись должна отличатся от других значений главного ключа- определенного поля или совокупности полей, идентифицирующих запись. Для каждого поля определяется тип и формат. Чаще всего реляционная база данных – это множество таблиц, и поэтому на диске – это множество файлов. Различные таблицы связаны между собой через общие поля.
Программное обеспечение, позволяющее создать БД, обновлять хранимую в ней информацию, обеспечивающее удобный доступ к ней с целью просмотра и поиска, называется системой управления базой данных (СУБД). Система управления базами данных создает на экране компьютера определенную среду для работы пользователя (пользовательский интерфейс). Кроме того, СУБД имеет определенные режимы работы и систему команд. На основе СУБД создаются и функционируют ИС.
СУБД делятся по способу организации баз данных на сетевые, иерархические и реляционные, На современных персональных компьютерах наиболее распространение получили реляционные СУБД. Рассмотрим работу с ними.
Типичными режимами работы с базой данных являются:
· Создание БД;
· Редактирование БД;
· Манипулирование БД;
· Поиск в БД.
Для работы в каждом режиме существует своя система команд СУБД. Всякая работа пользователя с БД строится в форме алгоритма, составленного из этих команд. Такие алгоритмы могут выполняться в режиме прямого выполнения (отдается команда и сразу выполняется) и в режиме автоматического выполнения, т.е. в программном режиме.
В дальнейшем примеры команд будет приводить из СУБД dBASE, а также совместимых с ней FoxBase,”карат”, “ребус”, которые часто используются в школах на уроках информатики. Для интерфейса СУБД с пользователем могут применятся диалоговые оболочки (которые могут быть разными). Командный же язык везде приблизительно одинаков.
Система приглашает пользователя к диалогу выводом на экран символа «.» (точка), после которой он должен набрать на клавиатуре команду. Ввод параметров команды, как правило, происходит в диалоге. СУБД запрашивает параметры, пользователь вводит их с клавиатуры.
Режим работы с БД.
1. режим создания БД. Работа в этом режиме происходит в такой последовательности:
отдается команда создать БД (.create).
на запрос системы пользователь сообщает имя базы данных (file name: primer).
Запрашивается общее количество полей (столбцов) записи; затем по соответствующему запросу вводится характеристики полей БД, к которым относятся:
· имя поля.
· Тип поля.
· Ширина поля (количество символов).
· Формат числовых данных.
После определения структуры записей (строк таблицы) происходит ввод информации в БД. Ввод также происходит в диалоге- значение каждого поля, каждой записи запрашивается отдельно. Для каждого поля таблицы должен быть определенный тип данных (символьный, числовой, логический).
2. режим редактирования БД. Под редактированием понимается внесение любых изменений в уже созданную базу данных. Типичные операции редактирования:
· добавление новых записей в базу (в конце или вставка внутрь) (APPEND, INSERT);
· удаление записи из базы (DELETE);
· редактирование значений полей записи (edit, change, browse).
3. манипулирование БД-это некоторые действия, выполняемые с БД в целом. К этой группе можно отнести следующие команды:
· просмотр всей БД на экране (list);
· копирование файла БД (copy);
· сортировка записей БД по значениям некоторого поля и создание файла с отсортированными записями (sort);
· активизация файла БД для обработки всех видов (USE) и др.
4. режим поиска БД -это выбор из базы данных записей, удовлетворяющих заданным условиям поиска. Поля, по значению которых осуществляется поиск, называется ключом поиска. Условие поиска представляет собой логическое выражение, например:
должность= «инженер»;
отдел <>310.
Слева от знака сравнения пишутся имена полей, справа- значения, с которыми производится сравнение. Подобные выражения отражают условия поиска по одному поисковому ключу. Если требуется осуществить поиск по нескольким ключам или на значение одного ключа накладывается несколько условий, то условие поиска будет представлять собой сложное логическое выражение:
(должность= «инженер») или (должность= «программист»);
(отдел= 310)и (не (должность= «лаборант»)).
В сложных логических выражениях употребляется логические операции: И- логическое умножение (конъюнкция); ИЛИ- логическое сложение (дизъюнкция); не- отрицание (в Dbase, соответственно: AND, OR, NOT).
Результатом поиска в БД может быть выделение в таблице записей, удовлетворяющих условно поиска. В dBASE такое действие выполняется по команде (LOCATE) «условие поиска». Указатель устанавливается на первую запись, удовлетворяющую условию поиска. А затем с помощью специальной команды (CONTINUE) перемещается к следующей такой записи. Результатом поиска может быть создание отдельной таблицы, в которой собраны все строки, удовлетворяющие условию.