Базы данных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Костанайский социально - технический университет имени академика З. Алдамжар

ТЕХНИЧЕСКИЙ факультет

Кафедра ТРАНСПОРТ И ТЕХНОЛОГИИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ БАЗЫ ДАННЫХ И ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ

ТЕМА: БАЗЫ ДАННЫХ

Выполнила: Омарова Лейла

Научный руководитель Камешова С.С

Костанай 2012

Содержание

Введение

1. Теория баз данных

2. Реляционная модель баз данных

2.1 Домены и отношения

2.2 Целостность данных

2.3 Реляционное исчисление

3. Способы создания баз данных

Заключение

Список литературы

Введение

Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Одной из важнейших проблем развития общества является задача создания и внедрения средств управления в экономической, социальной, научно - технической и военной областях. База данных (БД) есть совокупность взаимосвязанных именованных данных с общими правилами организации, описания, хранения и обработки. Управление должно быть основано на информации. В общем случае информация представляет собой любые сведения о событии, сущности, процессе и т.п., которые являются объектом восприятия, передачи, преобразования, хранения или использования.

Инфологическая модель применяется на втором этапе проектирования БД, то есть после словесного описания предметной области. Процесс проектирования длительный и требует обсуждений с заказчиком и со специалистами в предметной области. История хранения и обработки информации начинается с писцов древнего Египта. Первое кардинально изменение было связано с изобретением письменности, второе - книгопечатания. Однако при этом не были затронуты процессы переработки информации.

База данных (БД) есть совокупность взаимосвязанных именованных данных с общими правилами организации, описания, хранения и обработки.

Среди хорошо известных областей использования БД в национальном и международном масштабе можно назвать системы бронирования мест на самолетах, в поездах, гостиницах. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий. Выбор СУБД - это отдельная задача, для корректного ее решения необходимо иметь проект, который не привязан ни к какой конкретной СУБД.

Инфологическое проектирование, прежде всего, связано с попыткой представления семантики предметной области в модели БД. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Целью данной курсовой работы является систематизация, накопление и закрепление знаний о построении инфологической модели.

1. Теория баз данных

Одной из важнейших проблем развития общества является задача создания и внедрения средств управления в экономической, социальной, научно - технической и военной областях. База данных (БД) есть совокупность взаимосвязанных именованных данных с общими правилами организации, описания, хранения и обработки. Управление должно быть основано на информации. В общем случае информация представляет собой любые сведения о событии, сущности, процессе и т.п., которые являются объектом восприятия, передачи, преобразования, хранения или использования.

Термины база данных (БД) и система управления базами данных (СУБД) чаще всего употребляются как относящиеся к компьютерам. Банки и базы данных бывают документальными и фактографическими. База данных (БД) есть совокупность взаимосвязанных именованных данных с общими правилами организации, описания, хранения и обработки Документальные АИС обеспечивают поиск и выдачу документов по них содержании. Простейший метод поиска базируется на использовании дескрипторов - ключевых слов из проблемной области, характеризующих содержание документа. Их совокупность, выделенная из запроса, составляется с дескрипторами документа. Идентификация дескрипторов должна проводиться с точностью до неизменяемой основы слова. Понятие БД можно применить к любой связанной между собой по определенному признаку информации, хранимой и организованной особым образом - как правило, в виде таблиц. База данных (БД) есть совокупность взаимосвязанных именованных данных с общими правилами организации, описания, хранения и обработки. По сути, БД - это некоторое подобие электронной картотеки, электронного хранилища данных, которое хранится в компьютере в виде одного или нескольких файлов. При этом возникает необходимость в выполнении ряда операций с БД, в первую очередь это:

* добавление новой информации в существующие файлы БД;

* добавление новых пустых файлов в БД:

* изменение (модификация) информации в существующих файлах БД:

* поиск информации в БД;

* удаление информации из существующих файлов БД:

* удаление файлов из БД.

Компьютеризированная информационная система представляет собой программный комплекс, задачи которого состоят в поддержке надежного хранения БД в компьютере, выполнении преобразований информации и соответствующих вычислений, предоставлении пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Банки и базы данных бывают документальными и фактографическими. Документальные АИС обеспечивают поиск и выдачу документов по их содержании. Простейший метод поиска базируется на использовании дескрипторов - ключевых слов из проблемной области, характеризующих содержание документа. Их совокупность, выделенная из запроса, составляется с дескрипторами документа. Идентификация дескрипторов должна проводиться с точностью до неизменяемой основы слова. Ввиду особой дешевизны и компактности архивов на микрофишах в современных системах обработки документальных данных применяется двухконтурное хранение. Полные тексты документов находятся на втором контуре в виде микрофишей. Краткое же содержание и необходимые для поиска признаки этих документов помещаются в первый контур, использующий магнитные диски. Управление должно быть основано на информации. В общем случае информация представляет собой любые сведения о событии, сущности, процессе и т.п., которые являются объектом восприятия, передачи, преобразования, хранения или использования. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Традиционно объемы информации, с которыми приходится иметь дело таким системам, довольно велики, а сами БД имеют достаточно сложную структуру. Примерами информационных систем являются системы заказа железнодорожных или авиационных билетов, банковские системы и многие другие.

История хранения и обработки информации начинается с писцов древнего Египта. Первое кардинально изменение было связано с изобретением письменности, второе - книгопечатания. Однако при этом не были затронуты процессы переработки информации.

База данных (БД) есть совокупность взаимосвязанных именованных данных с общими правилами организации, описания, хранения и обработки.

Существует большое количество программ, которые предназначены для организации информации, помещения ее в таблицы и манипуляции с нею - такие программы и получили название СУБД. Одной из важнейших проблем развития общества является задача создания и внедрения средств управления в экономической, социальной, научно - технической и военной областях. Управление должно быть основано на информации. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

В общем случае информация представляет собой любые сведения о событии, сущности, процессе и т.п., которые являются объектом восприятия, передачи, преобразования, хранения или использования.

Основная особенность СУБД - это наличие средств для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры. Если говорить более детально, то к функциям СУБД относят следующие:

· управление данными непосредственно в БД - функция, обеспечивающая хранение данных, непосредственно входящих в БД и служебной информация, обеспечивающей работу СУБД;

· управление данными в памяти компьютера - функция, связанная в первую очередь с тем, что СУБД работают с БД большого размера. В целях ускорения работы СУБД используется буферизация данных в оперативной памяти компьютера. При этом пользователь СУБД использует только необходимую для его конкретной задачи часть БД, а при необходимости получает новую "порцию" данных;

· управление транзакциями - функция СУБД, которая производит ряд операций над БД, как над единым целым Как правило, такие операции производятся в памяти компьютера. В первую очередь транзакции необходимы для поддержания логической целостности БД в многопользовательских системах. Если транзакция (манипуляция над данными) успешно выполняется, то СУБД вносит соответствующие изменения в БД. В обратном случае ни одно из сделанных изменений никак не влияет на состояние БД; ,

· управление изменениями в БД и протоколирование - функция, связанная с надежностью хранения данных, то есть возможностью СУБД восстанавливать состояние БД в аварийных ситуациях, например, при случайном выключении питания или сбое носителя информации. Очевидно, что для восстановления БД нужно располагать дополнительной информацией, по которой и осуществляется восстановление. С этой целью ведется протокол изменений БД, в который перед манипуляциями с данными делается соответствующая запись. Для восстановления БД после сбоя СУБД используется протокол и архивная копия БД - полная копия БД к моменту начала заполнения протокола;

Поддержка языков БД - для работы с БД используются специальные языки, в целом называемые языками баз данных. Банки и базы данных бывают документальными и фактографическими. Документальные АИС обеспечивают поиск и выдачу документов по их содержании. Простейший метод поиска базируется на использовании дескрипторов - ключевых слов из проблемной области, характеризующих содержание документа. Их совокупность, выделенная из запроса, составляется с дескрипторами документа. Идентификация дескрипторов должна проводиться с точностью до неизменяемой основы слова. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

В СУБД обычно поддерживается единый язык, содержащий все необходимые средства - от создания БД до обеспечения пользовательского интерфейса при работе с данными. Одной из важнейших проблем развития общества является задача создания и внедрения средств управления в экономической, социальной, научно - технической и военной областях. Управление должно быть основано на информации. В общем случае информация представляет собой любые сведения о событии, сущности, процессе и т.п., которые являются объектом восприятия, передачи, преобразования, хранения или использования. Наиболее распространенным в настоящее время языком СУБД является язык SQL (Structured Query Language).

B настоящее время в большинстве БД используются реляционные модели данных (о них поговорим ниже), однако для начала кратко рассмотрим прочие основные модели данных, а именно:

· модели, основанные на инвертированных списках;

· иерархические модели данных;

сетевые модели данных.

БД, организованная с помощью инвертированных списков, построена таким образом, что таблицы и пути доступа к ним видны пользователям, при этом строки таблиц физически упорядочены в некоторой последовательности. Банки и базы данных бывают документальными и фактографическими. Документальные АИС обеспечивают поиск и выдачу документов по их содержании. Простейший метод поиска базируется на использовании дескрипторов - ключевых слов из проблемной области, характеризующих содержание документа. Их совокупность, выделенная из запроса, составляется с дескрипторами документа. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

· Идентификация дескрипторов должна проводиться с точностью до неизменяемой основы слова.

· БД, основанная на иерархической модели, состоит из упорядоченного набора деревьев. Каждое дерево состоит из одного "корневого" (предок) и упорядоченного набора из нуля или более связанных с ним поддеревьев (потомки). Целостность связи между ними поддерживается автоматически. В таких БД поддерживаются следующие операторы манипулирования данными:

· найти дерево БД по заданному признаку;

· перейти от одного дерева к другому;

· перейти к записи внутри дерева или в порядке обхода иерархии (сверху вниз, слева направо);

· вставить новую запись в указанную позицию.

· удалить текущую запись.

В БД с сетевой структурой данных поддеревья могут иметь любое число корневых. Фактически сетевая БД состоит из набора записей и множества связей между этими записями. Примерный перечень операций для сетевых БД может быть следующим:

· найти запись по заданному признаку;

· перейти от предка к потомку по указанной связи;

· перейти от потомка к предку по некоторой связи;

· создать новую запись или удалить существующую;

· модифицировать заданную запись;

· включить в связь или исключить из связи;

· переставить в другую связь.

Понятия архитектуры и структуры является одним из важнейших в теории БД и служит основой для понимания возможностей современных СУБД. Различают три уровня архитектуры БД:

* внутренний уровень - наиболее приближенный к физической системе непосредственного хранения данных. Банки и базы данных бывают документальными и фактографическими. Документальные АИС обеспечивают поиск и выдачу документов по их содержании. Простейший метод поиска базируется на использовании дескрипторов - ключевых слов из проблемной области, характеризующих содержание документа. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Их совокупность, выделенная из запроса, составляется с дескрипторами документа. Идентификация дескрипторов должна проводиться с точностью до неизменяемой основы слова. Одной из важнейших проблем развития общества является задача создания и внедрения средств управления в экономической, социальной, научно - технической и военной областях. Управление должно быть основано на информации. В общем случае информация представляет собой любые сведения о событии, сущности, процессе и т.п., которые являются объектом восприятия, передачи, преобразования, хранения или использования. Он описывает, каким образом размещаются данные на устройствах хранения информации. Для традиционного пользователя БД внутренний уровень, как правило, не доступен к просмотру и модификации;

* внешний уровень - связанный со способами представления данных непосредственно для пользователей. На внешнем уровне пользователю предоставляется возможность манипуляции данными в СУБД с помощью специального языка. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Такая ориентированность на конечного пользователя делает БД независимой от физических параметров среды хранения данных;

* концептуальный уровень - является переходным от внутреннего к внешнему уровням и, по сути, есть обобщенное представление данных для множества пользователей. Ввиду особой дешевизны и компактности архивов на микрофишах в современных системах обработки документальных данных применяется двухконтурное хранение. Полные тексты документов находятся на втором контуре в виде микрофишей. Краткое же содержание и необходимые для поиска признаки этих документов помещаются в первый контур, использующий магнитные диски. На этом уровне содержание БД представляется в целом, в отличие от внешнего уровня - где конкретные данные представляются конкретному пользователю. Банки и базы данных бывают документальными и фактографическими. Документальные АИС обеспечивают поиск и выдачу документов по их содержании. Простейший метод поиска базируется на использовании дескрипторов - ключевых слов из проблемной области, характеризующих содержание документа. Их совокупность, выделенная из запроса, составляется с дескрипторами документа. Идентификация дескрипторов должна проводиться с точностью до неизменяемой основы слова.

Очевидно, что структура БД не должна модифицироваться до тех пор, пока изменения в реальном мире не потребуют соответствующей корректировки в ней для того, чтобы эта модель продолжала соответствовать предметной области БД. Естественно, что проектирование БД начинают с анализа предметной области и выявления требований к ней конечных пользователей. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Проектирование, как правило, поручается администратору базы данных (АБД) - человеку, хорошо знакомому с машинной обработкой данных. Одной из важнейших проблем развития общества является задача создания и внедрения средств управления в экономической, социальной, научно - технической и военной областях.. Управление должно быть основано на информации. В общем случае информация представляет собой любые сведения о событии, сущности, процессе и т.п., которые являются объектом восприятия, передачи, преобразования, хранения или использования. Именно АБД определяет, какие именно данные будут храниться в процессе концептуального проектирования БД. Объединяя требования будущих пользователей о содержимом БД, АБД сначала создает обобщенное описание создаваемой БД с использованием естественного языка, математических формул, графиков и других средств. Только после формирования такого обобщенного представления АБД приступает непосредственно к формализации представления данных в БД. Банки и базы данных бывают документальными и фактографическими. Документальные АИС обеспечивают поиск и выдачу документов по их содержании. Ввиду особой дешевизны и компактности архивов на микрофишах в современных системах обработки документальных данных применяется двухконтурное хранение. Полные тексты документов находятся на втором контуре в виде микрофишей. Краткое же содержание и необходимые для поиска признаки этих документов помещаются в первый контур, использующий магнитные диски. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Простейший метод поиска базируется на использовании дескрипторов - ключевых слов из проблемной области, характеризующих содержание документа. Их совокупность, выделенная из запроса, составляется с дескрипторами документа. Идентификация дескрипторов должна проводиться с точностью до неизменяемой основы слова.

В процессе проектирования АБД сталкиваетесь с проблемой управления передачей данных. Запросы к БД от конечных пользователей должны происходить под управлением и контролем специального программного компонента - диспетчера. Действительно, в общем случае рабочая станция пользователя от самой БД может быть физически удалена на значительное расстояние. Единственной из важнейших проблем развития общества является задача создания и внедрения средств управления в экономической, социальной, научно - технической и военной областях. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Управление должно быть основано на информации. В общем случае информация представляет собой любые сведения о событии, сущности, процессе и т.п., которые являются объектом восприятия, передачи, преобразования, хранения или использования. Программа-диспетчер передачи данных не является частью СУБД, а представляет собой отдельное приложение, функционирующее совместно согласовано. Здесь возникает необходимость ввести понятие архитектура клиент/сервер, которая предоставляет настоящую свободу выбора и согласования различных типов компонентов для клиента, сервера и всех промежуточных звеньев. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Правда, это ведет к усложнению системы. Основой такой системы является сервер БД, представляющий собой приложение, осуществляющее комплекс действий по управлению данными - выполнение запросов, хранение и резервное копирование данных, отслеживание целостности, проверку прав пользователей, ведение журнала транзакций. В качестве рабочего мест (клиента) при этом может быть использован обычный персональный компьютер, что позволяет не отказываться от привычной рабочей среды. Таким образом, информационная система, построенная по принципу клиент/сервер, состоит обычно из трех основных компонентов:

· сервер БД, который и является собственно СУБД и управляет хранением данных, доступом, защитой, резервным копированием, отслеживает целостность данных и выполняет запросы клиента:

· клиенты, представляющие собой различные приложения пользователей и выполняющие запросы к серверу, проверяющие допустимость данных и получающие ответы от него;

· сеть и коммуникационное программное обеспечение, осуществляющее взаимодействие между клиентом и сервером с помощью сетевых протоколов.

В функции сервера БД входит не только непосредственное обслуживание данных. Обязательно предусматриваются системы блокировки и управления многопользовательским доступом, элементы ограждения данных от несанкционированного доступа, структуры оптимизации запросов к БД.

Кроме того, в задачи серверной части СУБД входит обеспечение ссылочной целостности данных и контроль завершения транзакций. Ссылочная целостность данных - это система и набор специальных правил, обеспечивающих единство связанных данных в БД. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Также одной из важнейших проблем развития общества является задача создания и внедрения средств управления в экономической, социальной, научно - технической и военной областях. Управление должно быть основано на информации. В общем случае информация представляет собой любые сведения о событии, сущности, процессе и т.п., которые являются объектом восприятия, передачи, преобразования, хранения или использования. Контроль завершения транзакций - задача СУБД по контролю и предупреждению повреждения данных в нештатных ситуациях, например, при аппаратном сбое. Эти функции реализуются при помощи хранимых процедур, триггеров и правил. Хранимые процедуры - это набор особых действий и манипуляций с данными, который хранится на сервере, причем программы-клиенты способны их выполнять. Триггеры - это вид хранимых процедур. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Они связаны с событиями, и запускаются автоматически, как только на сервере БД с данными происходит такое событие. В задачи коммуникационного программного обеспечения входит в первую очередь обеспечение возможности программе клиенту быстро и легко подключиться к ресурсам сервера. Существуют разнообразные варианты этого программного обеспечения, но все они должны освобождать прикладные программы от сложного взаимодействия с операционной системой, сетевыми протоколами и серверами ресурсов.

информационный база реляционный домен

2. Реляционная модель баз данных

Реляционные модели данных, как уже было сказано, в настоящее время приобрели наибольшую популярность и практически все современные СУБД ориентированы именно на такое представление данных. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Реляционную модель можно представить как особый метод рассмотрения данных, содержащий и собственно данные (в виде таблиц), и способы работы и манипуляции с ними (в виде связей).

Реляционная модель предполагает три концептуальных элемента: структура, целостность и обработка данных, как впрочем, и большинство нереляционных моделей. В этих элементах есть свои специальные понятия, которые для дальнейшего изложения необходимо кратко пояснить. Таблица рассматривается как непосредственное хранилище данных.

Традиционно в реляционных системах таблицу называют отношением. Строку таблиц называют кортежем, а столбец - атрибутом.

При этом атрибуты имеют уникальные (в пределах отношения) имена. Банки и базы данных бывают документальными и фактографическими. Документальные АИС обеспечивают поиск и выдачу документов по их содержании. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Простейший метод поиска базируется на использовании дескрипторов - ключевых слов из проблемной области, характеризующих содержание документа. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Их совокупность, выделенная из запроса, составляется с дескрипторами документа.

Идентификация дескрипторов должна проводиться с точностью до неизменяемой основы слова[1].

Количество кортежей в таблице называют кардинальным числом, а количество атрибутов - степенью. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий[2].

Для отношения предусматривают уникальный идентификатор, то есть один или несколько атрибутов, значения которых в одно и то же время не бывают одинаковыми.- идентификатор называют первичным ключом. Домен это множество допустимых однородных значений для того или того атрибута. Таким образом, домен можно рассмотреть как именованное множество данных, причем составные части этого множества являются логически неделимыми единицами (в качестве домена могут выступать, например, перечень фамилий сотрудников учреждения, однако не все фамилии могут присутствовать в таблице). Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Отношение содержит две части - заголовок и собственно содержательную часть. Заголовок содержит конечное множество атрибутов, а содержательная часть (тело отношения) - множество пар имени атрибута и его значения. Например, KOD, NAME и SUMM, содержащиеся в заголовке, являются атрибутами, а скажем, пары SUMM - 25.50 или KOD - 5216 являются элементами тела отношения. В реляционных БД, в отличие от Других моделей, пользователь указывает, какие данные для него необходимы, а не то, как это делать. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Банки и базы данных бывают документальными и фактографическими. Документальные АИС обеспечивают поиск и выдачу документов по их содержании. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Простейший метод поиска базируется на использовании дескрипторов - ключевых слов из проблемной области, характеризующих содержание документа. Их совокупность, выделенная из запроса, составляется с дескрипторами документа. Идентификация дескрипторов должна проводиться с точностью до неизменяемой основы слова.

По этой причине процесс перемещения и навигации по БД в реляционных системах является автоматическим, а эту задачу в таких СУБД выполняет так называемый оптимизатор. Его работа заключается, например, в том, чтобы наиболее эффективным способом произвести выборку данных из БД по запросу.

Таким образом, оптимизатор, по крайней мере, должен суметь определить, из каких таблиц выбираются данные, насколько много информации в этих таблицах, каков физический порядок записей в таблицах и как они сгруппированы и. т. д. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Кроме того, реляционная СУБД выполняет и функции каталога. В каталоге хранятся описания всех объектов, из которых состоит БД - таблиц, индексов, триггеров и т. п. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Очевидно, что это жизненно необходимо для правильной работы всей системы - так, например, оптимизатор использует в своей работе информацию, хранящуюся в каталоге. Интересен тот факт, что каталог сам является набором таблиц, поэтому СУБД может манипулировать ими традиционными средствами, не прибегая к каким-то особым приемам и методам[3].

Банки и базы данных бывают документальными и фактографическими. Документальные АИС обеспечивают поиск и выдачу документов по их содержании. Простейший метод поиска базируется на использовании дескрипторов - ключевых слов из проблемной области, характеризующих содержание документа. Их совокупность, выделенная из запроса, составляется с дескрипторами документа. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий. Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий.

Идентификация дескрипторов должна проводиться с точностью до неизменяемой основы слова.

Информация в современном мире - это не только деньги, но и власть. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий[4].

2.1 Домены и отношения

Основные определения: домены; виды отношений', предикаты. Отношения имеют ряд основных свойств, а именно:

· в самом общем случае в отношении не бывает двух одинаковых кортежей. Это следует из самого определения отношения, однако для некоторых СУБД в ряде случаев допускается отступление от этого свойства. Действительно, поскольку в отношении имеет место первичный ключ, то одинаковые кортежи исключены;

· кортежи не упорядочены сверху вниз - в отношении просто отсутствует понятие позиционного номера. В отношении без потери информации можно с успехом расположить кортежи в любом порядке;

· атрибуты не упорядочены слева направо - атрибуты в заголовке отношения можно располагать в любом порядке, при этом целостность данных не нарушается. Поэтому понятия позиционного номера в отношении атрибута тоже не существует;

· значения атрибутов состоят из логически неделимых единиц - это свойство есть следствие того, что значения берутся из доменов. Иначе, можно сказать, что отношения не содержат групп повторения, то есть являются нормализованными (о чем мы будем говорить ниже).

В реляционных системах поддерживаются несколько видов отношений. Именованное - представляет собой переменное отношение, определяемое в СУБД путем операторов создания и, как правило, необходимое для более удобного представления информации для пользователя. Базовое отношение - являющееся непосредственной важной частью БД, поэтому при проектировании им дают собственное наименование. Производное отношение - то, которое было определено через другие (как правило, базовые) отношения путем использования средств СУБД. Представление - фактически является именованным производным отношением, при этом представление выражается исключительно через операторы СУБД, примененные к именованным отношениям, поэтому их физически в БД не существует. Результат запроса - это неименованное производное отношение, содержащее данные - результат конкретного запроса. Результат запроса в БД не хранится, а существует только до тех пор, пока он необходим пользователю. Хранимое отношение - то, которое физически поддерживается в памяти компьютера. К хранимым данным, в большинстве случаев, относятся базовые отношения. Исходя из вышесказанного, можно теперь определить реляционную БД как набор отношений, связанных между собой. Связь в данном случае - это ассоциирование двух или более отношений. БД, не имеющая связей между отношениями, имеет очень простую структуру и в полной мере реляционной называться не может. Однако одно из основных требований к организации реляционной БД - это обеспечение возможности поиска одних кортежей по значениям других, для чего необходимо установить между ними связи. А так как в реальных информационных системах часто содержатся тысячи кортежей, то теоретически между ними может быть установлено более миллиона связей. Наличие такого множества связей и определяет сложность реляционных моделей БД. Существуют следующие основные виды связей:

· один к одному;

· один ко многим;

· многие к одному;

· многие ко многим.

Связь "один к одному" предполагает, что в каждый момент времени каждому элементу (кортежу) А соответствует 0 или 1 элементов (кортежей) В. Например, работник получает зарплату, и только одну.

Связь "один ко многим" состоит в том, что в каждый момент времени каждому элементу (кортежу) А соответствует несколько элементов (кортежей) В. В качестве примера можно сказать, что в доме проживает много жильцов.

Связь "многие к одному" предполагает, что в каждый момент времени множеству элементов. Например, несколько студентов представляют собой студенческую учебную группу.

Наконец, связь "многие ко многим" состоит в том, что в каждый момент времени множеству элементов соответствует множество элементов В. К сожалению, этот тип связи в реляционных БД непосредственно не поддерживается. Примером такой связи может служить тот факт, что у студентов учебные занятия по дисциплинам ведут множество преподавателей. Помимо вышеперечисленных связей, еще могут существовать множественные связи между одними и теми же элементами, тренажные связи, которые, впрочем, могут быть выражены через уже рассмотренные элементы.

Реляционная алгебра обладает важным свойством - она замкнута относительно понятия отношения. К хранимым данным, в большинстве случаев, относятся базовые отношения. Исходя из вышесказанного, можно теперь определить реляционную БД как набор отношений, связанных между собой. Результат запроса в БД не хранится, а существует только до тех пор, пока он необходим пользователю. Хранимое отношение - то, которое физически поддерживается в памяти компьютера. К хранимым данным, в большинстве случаев, относятся базовые отношения. Результат запроса - это неименованное производное отношение, содержащее данные - результат конкретного запроса. Результат запроса в БД не хранится, а существует только до тех пор, пока он необходим пользователю. Хранимое отношение - то, которое физически поддерживается в памяти компьютера. Связь в данном случае - это ассоциирование двух или более отношений. Это означает, что выражения реляционной алгебры выполняются над отношениями реляционных БД и результаты их вычисления также представляют собой отношения. Результат запроса - это неименованное производное отношение, содержащее данные - результат конкретного запроса. Результат запроса в БД не хранится, а существует только до тех пор, пока он необходим пользователю. Хранимое отношение - то, которое физически поддерживается в памяти компьютера. Поэтому любое выражение может быть представлено как отношение, что позволяет использовать его в других выражениях реляционной алгебры. . Результат запроса в БД не хранится, а существует только до тех пор, пока он необходим пользователю. Хранимое отношение - то, которое физически поддерживается в памяти компьютера. К хранимым данным, в большинстве случаев, относятся базовые отношения. Результат запроса - это неименованное производное отношение, содержащее данные - результат конкретного запроса. Результат запроса в БД не хранится, а существует только до тех пор, пока он необходим пользователю. Хранимое отношение - то, которое физически поддерживается в памяти компьютера. Основная идея реляционной алгебры состоит в том, что средства манипулирования отношениями, рассматриваемыми как множества, основаны на традиционных множественных операциях, дополненных некоторыми специфичными операциями для БД[5]. Существует много подходов к определению реляционной алгебры, которые различаются набором операций и способами их интерпретации, но в принципе все они более или менее равносильны. Результат запроса - это неименованное производное отношение, содержащее данные - результат конкретного запроса. Результат запроса в БД не хранится, а существует только до тех пор, пока он необходим пользователю. Хранимое отношение - то, которое физически поддерживается в памяти компьютера. Опишем вариант алгебры, который был предложен Кодом. В этом варианте, как уже было показано выше, набор алгебраических операций состоит из восьми основных:

· выборка отношения;

· проекция отношения;

· объединения отношений;

· пересечение отношений;

· вычитание отношений;

· произведение отношений.

· соединение отношений;

· деление отношений.

2.2 Целостность данных

В реляционных моделях вопросу целостности данных отводится особое место. Напомним, что ключ или потенциальный ключ - это минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый кортеж. Минимальность означает, что исключение из набора любого атрибута не позволяет идентифицировать кортеж по оставшимся атрибутам. Каждое отношение обладает хотя бы одним возможным ключом. Один из них принимается за первичный ключ. При выборе первичного ключа следует отдавать предпочтение несоставным ключам или ключам, составленным из минимального числа атрибутов. Нежелательно также использовать ключи с длинными текстовыми значениями (предпочтительнее использовать целочисленные атрибуты). Так, для идентификации работника можно использовать либо уникальный табельный номер или номер паспорта, либо набор из фамилии, имени, отчества и номера отдела. Не допускается, чтобы первичный ключ отношения, то есть любой атрибут, участвующий в первичном ключе, принимал неопределенное значение. В этом случае возникнет противоречивая ситуация: появится не обладающий уникальностью элемент первичного ключа, поэтому за этим при проектировании БД необходимо следить особо тщательно. Теперь поговорим о внешних ключах. Стоит иметь в виду, что если отношение С связывает отношения А и В, то оно должно включать внешние ключи, соответствующие первичным ключам отношений А и В. Таким образом, при рассмотрении проблемы выбора способа связи отношений в БД возникает вопрос о том, каковы же должны быть внешние ключи. При этом для каждого внешнего ключа необходимо решить проблему, связанную возможностью (или невозможностью) появления во внешних ключах неопределенных значений (NULL-значений - значений атрибута для отсутствующей информации). Другими словами, может ли существовать некоторый кортеж в отношении, для которого неизвестен кортеж в связанном с ним отношении. С другой стороны, необходимо заранее обдумать вопрос о том, что' произойдет при попытке удаления кортежей из отношения, на которое ссылается внешний ключ[6].

При этом существуют следующие вероятные возможности:

· операция каскадируется - то есть удаление кортежей в отношении приводит к удалению соответствующих кортежей в связанном отношении. Например, удаление информации о фамилии, имени и т. п. сотрудника в одном отношении приводит к удалению информации о его заработной плате в другом;

· операция ограничивается - то есть удаляются лишь те кортежи, для которых связанной информации в другом отношении нет. Если таковая информация имеется, то удаление осуществить нельзя. Например, удаление информации о фамилии, имени и т. п. сотрудника возможно лишь в том случае, если информация о его заработной плате в связанном отношении отсутствует. Наконец, нужно предусмотреть технологию того, что будет происходить при попытке обновления первичного ключа отношения, на которое ссылается некоторый внешний ключ. Здесь имеются те же возможности, как и при удалении:

· операция каскадируется - то есть при обновлении первичного ключа происходит обновление внешнего ключа в связанном отношении. Например, обновление первичного ключа в отношении, где хранится информация о сотруднике приводит к обновлению внешнего ключа в отношении с информацией о его заработной плате;

· операция ограничивается - то есть обновляются лишь те первичные ключи, для которых связанной информации в другом отношении нет. Если таковая информация имеется, то обновление сделать нельзя. Например, обновление первичного ключа в отношении, где хранится информация о сотруднике, возможно в том случае, если информация о его заработной плате в связанном отношении отсутствует.

Таким образом, для каждого внешнего ключа в БД должны предусматриваться не только атрибут или комбинация атрибутов, составляющих этот внешний ключ, и отношение, идентифицируемое этим ключом, но также и варианты "поведения" БД в рассмотренных выше случаях.

Помимо вышеперечисленных, есть ряд особых операций, характерных для работы с БД:

· как результат операции переименования получается отношение, набор кортежей которого совпадает с телом первоначального отношения, но имена атрибутов изменены;

· операция присваивания позволяет сохранить результат вычисления реляционного выражения в существующем отношении БД[7].

2.3 Реляционное исчисление

Допустим, что имеется БД, обладающая следующей структурой: отношение СТУДЕНТЫ (СТУД_НОМ. СТУД_ИМЯ, СТУД_СТИП, ГР_НОМ) и отношение ГРУППЫ (ГРНОМ. ГРКОЛ, ГР СТАР). Предположим, что необходимо узнать имена и номера студенческих билетов у студентов, являющихся старостами групп с количеством студентов больше 25. Если бы для формулировки такого запроса использовалась реляционная алгебра, то мы получили бы алгебраическое выражение, которое читалось бы. например, следующим образом:

· выполнить соединение отношений СТУДЕНТЫ и ГРУППЫ по условию СТУД_НОМ = ГРСТАР:

· ограничить полученное отношение по условию ГР_КОЛ>25;

· спроецировать результат предыдущей операции на атрибут СТУД_ИМЯ СТУД_НОМ.

Здесь пошагово сформулирована последовательность выполнения запроса к БД, каждый из которых соответствует одной реляционной операции. Если же сформулировать тот же запрос с использованием реляционного исчисления, то мы получили бы формулу, которую можно было бы прочитать, например, следующим образом: Выдать СТУД_ИМЯ и СТУД_НОМ для таких студентов, чтобы существовала группа с таким же значением ГР_СТАР и значением ГРКОЛ. большим 25. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий. Во второй формулировке мы указали лишь характеристики результирующего отношения, но ничего не сказали о способе его формирования. В этом случае СУБД должна сама решить, что за операции и в каком порядке нужно выполнить над отношениями СТУДЕНТЫ и ГРУППЫ[8]. Оба рассмотренных в примере способа на самом деле эквивалентны, и существуют не очень сложные правила преобразования одного в другой. Базисными понятиями реляционного исчисления являются понятие переменной с определенной для нее областью допустимых значений и понятие правильно построенной формулы, опирающейся на переменные и специальные функции. В зависимости от того, что является областью определения переменной, различаются исчисление кортежей и исчисление доменов. В исчислении кортежей областями определения переменных являются отношения БД, то есть допустимым значением каждой переменной является кортеж некоторого отношения. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий. В исчислении доменов областями определения переменных являются домены, на которых определены атрибуты отношений БД, то есть допустимым значением каждой переменной является значение некоторого домена. Для определения кортежной переменной используется оператор RANGE. Например, для того, чтобы определить переменную СТУДЕНТ, областью определения которой является отношение СТУДЕНТЫ, нужно употребить конструкцию

· RANGE СТУДЕНТ IS СТУДЕНТЫ

Из этого определения следует, что в любой момент времени переменная СТУДЕНТ представляет некоторый кортеж отношения СТУДЕНТЫ. При использовании кортежных переменных в формулах можно ссылаться на значение атрибута переменной. Например, для того, чтобы сослаться на значение атрибута СТУД_ИМЯ переменной СТУДЕНТ, нужно употребить конструкцию СТУДЕНТ. СТУД_ИМЯ. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий. Правильно построенные формулы служат для выражения условий, накладываемых на кортежные переменные. В основе таких формул лежат простые сравнения, представляющие собой операции сравнения значений атрибутов переменных или литерально заданных констант. Например, конструкция "СТУДЕНТ. СТУД_НОМ=123456" является простым сравнением. Более сложные варианты правильно построенных формул реализуются с помощью логических связок NOT. AND. OR и IF ... THEN. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий. Наконец, допускается построение правильно построенных формул с помощью кванторов. Если F - это правильно построенная формула, в которой участвует переменная var, то конструкции EXISTS var (F) и FORALL var (F) являются правильными. Здесь квантор EXISTS обозначает "существование", a FOR ALL - "для всех кортежей". Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий. Переменные, входящие в правильно построенные формулы, могут быть свободными или связанными. Все переменные, входящие в их состав, при построении которой не использовались кванторы, являются свободными[9]. Фактически, это означает, что если для какого-то набора значений свободных кортежных переменных при вычислении формул получено значение "истина", то эти значения кортежных переменных могут входить в результирующее отношение. Если же имя переменной использовано сразу после квантора при построении формул вида EXISTS var (F) или FOFiALL var (F) то здесь, и во всех формулах, где она использована, var - связанная переменная. Представление информационных услуг может быть орудием экономической и политической экспансии. Многие БД представляют собой лишь часть высокоавтоматизированных институтов конъюнктуры и прогнозов. Ведущие информационные центры наращивают в первую очередь аналитически потенциал своих предприятий. При вычислении значения такой правильно построенной формулы используется не одно значение связанной переменной, а вся ее область определения. Пусть СТУД1 и СТУД2 - две кортежные переменные, определенные на отношении СТУДЕНТЫ. Тогда, формула: