Tietokantamallityypit. Tietomallin käsite, tietokanta. Tietokannanhallintajärjestelmien käsite ja tarkoitus. Järjestelmä viitetietojen hankkimiseksi

Lähetä hyvä työsi tietokanta on yksinkertainen. Käytä alla olevaa lomaketta

Opiskelijat, jatko-opiskelijat, nuoret tutkijat, jotka käyttävät tietopohjaa opinnoissaan ja työssään, ovat sinulle erittäin kiitollisia.

Lähetetty http://allbest.ru

Tietokantamallit

Johdanto

ohjelmatiedot

Nykyaikainen elämä on mahdotonta ajatella ilman tehokasta hallintaa. Tärkeä kategoria ovat tietojenkäsittelyjärjestelmät, joista minkä tahansa yrityksen tai laitoksen tehokkuus riippuu pitkälti. Tällaisen järjestelmän pitäisi:

varmistaa yleisten ja/tai yksityiskohtaisten raporttien vastaanottaminen työn tuloksista;

avulla voit helposti määrittää tärkeimpien indikaattoreiden suuntaukset;

varmistaa, että aikakriittiset tiedot vastaanotetaan ilman merkittäviä viiveitä;

Suorita tarkka ja täydellinen data-analyysi.

Nykyaikaiset DBMS-järjestelmät ovat pääasiassa Windows-sovellukset, koska tämän ympäristön avulla voit käyttää henkilökohtaisen tietokoneen ominaisuuksia täydellisemmin kuin DOS-ympäristö. Suorituskykyisten PC-tietokoneiden kustannusten lasku ei ole johtanut ainoastaan ​​laajamittaiseen siirtymiseen Windows-ympäristöön, jossa ohjelmistokehittäjä voi olla vähemmän huolissaan resurssien allokoinnista, vaan se on myös tehnyt PC-ohjelmistoista yleensä ja tietokantajärjestelmistä erityisesti vähemmän kriittisiä. tietokonelaitteiston resurssit.

Kaikkein eniten näkyvät edustajat tietokannan hallintajärjestelmät: Lotus Approach, Microsoft Access, Borland dBase, Borland Paradox, Microsoft Visual FoxPro, Microsoft Visual Basic, samoin kuin pohjat Microsoftin tiedot SQL Server ja Oracle, joita käytetään asiakaspalvelinteknologialla rakennetuissa sovelluksissa. Itse asiassa jokaisessa nykyaikaisessa DBMS-järjestelmässä on toisen yrityksen valmistama analogi, jolla on samanlainen laajuus ja ominaisuudet, mikä tahansa sovellus pystyy työskentelemään useiden tietojen esitysmuotojen kanssa, viemään ja tuomaan tietoja suuren muuntimien määrän vuoksi. Yleisesti hyväksyttyjä ovat myös tekniikat, joiden avulla voit käyttää muiden sovellusten ominaisuuksia, esim. tekstinkäsittelijät, kaaviopaketit jne. sekä korkean tason kielten (yleensä SQL:n ja/tai VBA:n murteet) sisäänrakennetut versiot ja työkalut visuaalinen ohjelmointi kehitettyjen sovellusten rajapintoja. Siksi sillä ei ole enää merkitystä, millä kielellä ja mihin pakkaukseen se on kirjoitettu. erityinen sovellus ja mitä tietomuotoa se käyttää. Lisäksi "de facto" -standardista on tullut "nopea sovelluskehitys" tai RAD (englanniksi Rapid Application Development), joka perustuu kirjallisuudessa laajalti julistamaan "avoimeen lähestymistapaan" eli tarpeeseen ja mahdollisuuteen käyttää erilaisia ​​sovelluksia. ohjelmia ja teknologioita kehittää joustavampia ja tehokkaita järjestelmiä tietojenkäsittely. Siksi kielet mainitaan yhä useammin samassa hengityksessä kuin "klassiset" DBMS:t Visuaalinen ohjelmointi Basic 4.0 ja Visual C++, joiden avulla voit luoda nopeasti tarvittavat komponentit nopeuskriittisiä sovelluksia, joita on vaikea ja joskus mahdotonta kehittää "klassisilla" DBMS-järjestelmillä. Nykyaikainen lähestymistapa tietokannan hallintaan sisältää myös asiakas-palvelin-teknologian laajan käytön.

Siten kehittäjä ei ole nykyään sidottu minkään tietyn paketin puitteisiin, ja käsillä olevasta tehtävästä riippuen hän voi käyttää eniten erilaisia ​​sovelluksia. Siksi DBMS:n ja muiden sovellusten kehitystyökalujen yleinen kehityssuunta tällä hetkellä näyttää tärkeämmältä.

1. Tietokannat

Yleiset määräykset

Minkä tahansa tietojärjestelmän tarkoitus on käsitellä esineitä koskevia tietoja todellista maailmaa. Sanan laajassa merkityksessä tietokanta on kokoelma tietoja tietyistä reaalimaailman kohteista missä tahansa aihealue. Ainealalla tarkoitetaan yleensä osaa todellista maailmaa, jota opiskellaan johtamisen ja lopulta automaation organisoimiseksi, esimerkiksi yritys, yliopisto jne.

Tietokantaa luodessaan käyttäjä pyrkii järjestämään tiedot erilaisten ominaisuuksien mukaan ja hakemaan nopeasti näytteen mielivaltaisella ominaisuuksien yhdistelmällä. Tämä voidaan tehdä vain, jos data on jäsenneltyä.

Strukturointi tarkoittaa tietojen esittämistapoja koskevien sopimusten käyttöönottoa.

Strukturoimaton data on esimerkiksi tekstitiedostoon tallennettua tietoa.

Tietokannan käyttäjät voivat olla erilaisia ​​sovellusohjelmia, ohjelmistojärjestelmät, sekä aiheiden asiantuntijat, jotka toimivat kuluttajina tai tietolähteinä, joita kutsutaan loppukäyttäjiksi.

Nykyaikaisessa tietokantatekniikassa oletetaan, että tietokannan luominen, tuki ja käyttäjien pääsy siihen suoritetaan keskitetysti erityisillä ohjelmistotyökaluilla - tietokannan hallintajärjestelmällä.

Tietokanta (DB) on nimetty kokoelma strukturoituja tietoja, jotka liittyvät tiettyyn aihealueeseen.

Tietokannan hallintajärjestelmä (DBMS) on joukko ohjelmistoja ja kielityökaluja, joita tarvitaan tietokantojen luomiseen, niiden päivittämiseen ja tarvittavien tietojen etsimisen järjestämiseen niistä.

Tietokannan tiedonhallinnan keskitetty luonne edellyttää tietyn henkilön (henkilöryhmän) olemassaoloa, jolle on uskottu tietokantaan tallennettujen tietojen hallinnointitehtävät.

Tietokannan luokitus

Tietojenkäsittelytekniikan perusteella tietokannat jaetaan keskitettyihin ja hajautettuihin tiedot.

Keskitetty tietokanta on tallennettu yhden tietokonejärjestelmän muistiin. Jos tämä tietokonejärjestelmä on osa tietokoneverkkoa, hajautettu pääsy tällaiseen tietokantaan on mahdollista. Tätä tietokantojen käyttötapaa käytetään usein PC-paikallisverkoissa.

Hajautettu tietokanta koostuu useista, mahdollisesti päällekkäisistä tai jopa päällekkäisistä osista, jotka on tallennettu tietokoneverkon eri tietokoneisiin. Työskentely tällaisen tietokannan kanssa tapahtuu hajautetun tietokannan hallintajärjestelmän (RDBMS) avulla.

Tietojen käyttötavan mukaan tietokannat jaetaan tietokantoihin, joissa on paikallinen pääsy ja tietokannat, joissa on etäkäyttö (verkko).

Keskitetyt tietokantajärjestelmät, joissa on pääsy verkkoon, vaativat erilaisia ​​arkkitehtuureja. tällaisten järjestelmien rakenteet;

* tiedosto palvelin;

* asiakas-palvelin.

Tiedosto palvelin. Tietokantajärjestelmien arkkitehtuuri, jossa on pääsy verkkoon, sisältää yhden verkkokoneen allokoinnin keskuskoneeksi (tiedostopalvelimeksi). Jaettu keskitetty tietokanta on tallennettu tällaiselle koneelle. Kaikki muut verkon koneet suorittavat pääsyä tukevien työasemien toimintoja käyttäjäjärjestelmä keskitettyyn tietokantaan. Tietokantatiedostot siirretään käyttäjien toiveiden mukaisesti työasemille, joissa suurin osa käsittelystä tapahtuu. Kun samaan dataan pääsy on suuri, tietojärjestelmän suorituskyky heikkenee. Käyttäjät voivat myös luoda paikallisia tietokantoja työasemille, joita he käyttävät yksinomaan.

Asiakas-palvelin. Tämä käsite tarkoittaa, että keskitetyn tietokannan tallentamisen lisäksi keskuskoneen (tietokantapalvelimen) on käsiteltävä suurin osa tietojenkäsittelystä. Asiakkaan lähettämä tietopyyntö ( työasema), luo haku- ja hakutietoja palvelimella. Haettu data (mutta ei tiedostot) siirretään verkon yli palvelimelta asiakkaalle. Asiakas-palvelin-arkkitehtuurin erityispiirre on SOL-kyselykielen käyttö.

Tietokannan rakenneosat

Tietokannan käsite liittyy läheisesti sellaisiin rakenneelementtien käsitteisiin kuin kenttä, tietue, tiedosto (taulukko).

Kenttä on tiedon loogisen organisoinnin perusyksikkö, joka vastaa jakamatonta tiedon yksikköä - yksityiskohtaa. Seuraavia ominaisuuksia käytetään kuvaamaan kenttää:

nimi esimerkiksi. Sukunimi, etunimi, sukunimi, syntymäaika;

tyyppi, esimerkiksi merkki, numero, kalenteri;

pituus, esimerkiksi 15 tavua, ja määräytyy suurimman mahdollisen merkkimäärän mukaan;

numeeristen tietojen tarkkuus, kuten kaksi desimaalipistettä luvun murto-osan näyttämiseksi.

Tietue on kokoelma loogisesti toisiinsa liittyviä kenttiä. Tietueilmentymä on tietueen erillinen toteutus, joka sisältää tietyt arvot kentilleen.

Tiedosto (taulukko) on kokoelma saman rakenteen tietueita.

Tiedostotietueen rakenne määrittelee kentät, joiden arvot ovat ensisijaisia ​​avaimia (PC), jotka tunnistavat tietueen esiintymän, ja toissijaiset avaimet (VC), jotka toimivat haku- tai ryhmittelyominaisuuksina (arvosta löytyy useita tietueita toissijaisesta avaimesta).

2. Tietomallien tyypit

Yleiset määräykset

Minkä tahansa tietokannan ydin on tietomalli. Tietomalli on joukko tietorakenteita, eheysrajoituksia ja tiedonkäsittelytoimintoja. Tietomallin avulla voidaan esittää toimialueen objektit ja niiden väliset suhteet.

Tietomalli on joukko tietorakenteita ja käsittelytoimintoja.

DBMS perustuu hierarkkisen, verkko- tai relaatiomallin, näiden mallien yhdistelmän tai jonkin niiden osajoukon käyttöön [I].

Tarkastellaan kolmea päätyyppiä tietomalleja: hierarkkinen, verkko ja relaatiomalli.

Hierarkkinen tietomalli

Hierarkkinen rakenne edustaa joukkoa elementtejä, jotka liittyvät määritelmän mukaan toisiinsa näitä sääntöjä. Hierarkkisilla suhteilla yhdistetyt objektit muodostavat suunnatun graafin (käänteisen puun).

Hierarkkisen rakenteen peruskäsitteitä ovat: taso, elementti (solmu), yhteys. Solmu on kokoelma dataattribuutteja, jotka kuvaavat objektia. Hierarkkisessa puukaaviossa solmut esitetään graafin kärkipisteinä. Jokainen alemman tason solmu on yhdistetty vain yhteen solmuun korkeammalla tasolla. korkeatasoinen. Hierarkkisella puulla on vain yksi kärki (puun juuri), joka ei ole minkään muun kärjen alisteinen ja sijaitsee ylimmällä (ensimmäisellä) tasolla. Riippuvat (orja) solmut sijaitsevat toisessa, kolmannessa jne. tasot. Tietokannassa olevien puiden lukumäärä määräytyy juuritietueiden lukumäärän mukaan.

Jokaisella tietokantatietueella on vain yksi (hierarkkinen) polku juuritietueesta.

Verkkotietomalli

Verkkorakenteessa samoilla peruskäsitteillä (taso, solmu, yhteys) jokainen elementti voidaan liittää mihin tahansa muuhun elementtiin.

Relaatiotietomalli

Suhteellisuuden käsite relaatio - suhde) liittyy kuuluisan amerikkalaisen tietokantajärjestelmien asiantuntijan E. Coddin kehitykseen.

Näille malleille on tunnusomaista tietorakenteen yksinkertaisuus, käyttäjäystävällinen taulukkoesitys ja kyky käyttää relaatioalgebran ja relaatiolaskennan muodollista laitteistoa tietojen käsittelyyn.

Suhdemalli keskittyy tietojen järjestämiseen kaksiulotteisten taulukoiden muodossa. Jokainen relaatiotaulukko on kaksiulotteinen matriisi ja sillä on seuraavat ominaisuudet:

· jokainen taulukon elementti on yksi tietoelementti;

· kaikki taulukon sarakkeet ovat homogeenisia, ts. kaikilla sarakkeen elementeillä on sama tyyppi (numeerinen, merkki jne.) ja sama pituus;

Jokaisella sarakkeella on yksilöllinen nimi;

· taulukossa ei ole identtisiä rivejä;

· rivien ja sarakkeiden järjestys voi olla mielivaltainen.

Suhteet esitetään taulukoiden muodossa, joiden rivit vastaavat monikot tai tietueita ja sarakkeet vastaavat suhteen attribuutteja, toimialueita ja kenttiä.

Kutsutaan kenttä, jonka jokainen arvo yksilöi vastaavan tietueen yksinkertaisella avaimella(avainkenttä). Jos tietueet tunnistetaan yksilöllisesti useiden kenttien arvojen perusteella, tällaisella tietokantataulukolla on yhdistelmäavain.

Kahden relaatiotaulukon linkittämiseksi sinun on sisällytettävä ensimmäisen taulukon avain osaksi toisen taulukon avainta (avaimet voivat olla samat); Muussa tapauksessa sinun on mentävä ensimmäisen taulukon rakenteeseen ulkoinen avain-- toisen pöydän avain.

3. mennessä tietoobjektin käsite

Tietoobjekti on kuvaus jostakin kokonaisuudesta (todellisesta esineestä, ilmiöstä, prosessista sa, tapahtumat) joukon loogisesti toisiinsa liittyviä yksityiskohtia (tietoelementtejä). T A mitä yksiköitä varten tietoobjekteja voi toimia: työpaja, varasto, materiaali, yliopisto, opiskelija, läpäisevät kokeet jne.

Tietyn koostumuksen ja rakenteen omaava tietoobjekti muodostaa luokan (tyypin), jolle on annettu yksilöllinen nimi (symbolinen nimitys), esimerkiksi Opiskelija, Session, St. ipendia.

Tietoobjektilla on useita toteutuksia – ilmentymiä, joista jokaista edustaa joukko tiettyjä attribuuttiarvoja ja joka tunnistetaan avainarvolla (yksinkertainen - yksi attribuutti tai yhdistelmä - useita attribuutteja). Muut tietoobjektin tiedot ovat kuvailevia. Samanaikaisesti samat yksityiskohdat joissakin tietoobjekteissa voivat olla avainasemassa ja toisissa - kuvailevia. Tietoobjektilla voi olla useita avaimia.

4. Suhteiden normalisoinnin käsite

Samat tiedot voidaan ryhmitellä taulukoiksi (relaatioiksi) eri tavoin, esim. on mahdollista järjestää erilaisia ​​toisiinsa liittyvien tietoobjektien suhteita. Attribuuttien ryhmittelyn suhteissa tulee olla rationaalista, ts. päällekkäisten tietojen minimointi ja käsittely- ja päivitysmenettelyjen yksinkertaistaminen.

Tietyllä relaatiojoukolla on paremmat ominaisuudet tietojen sisällyttämiseen, muokkaamiseen ja poistamiseen kuin kaikilla muilla mahdollisilla relaatiosarjoilla, jos se täyttää suhteiden normalisoinnin vaatimukset.

Relaatioiden normalisointi on muodollinen relaatioiden (taulukoiden) muodostumisen rajoitusten laite, joka eliminoi päällekkäisyydet, varmistaa tietokantaan tallennettujen tietojen johdonmukaisuuden ja vähentää tietokannan ylläpidon (syöttäminen, säätäminen) työvoimakustannuksia.

Kolme normaalia relaatiomuotoa tunnistetaan ja ehdotetaan mekanismia, jonka avulla mikä tahansa relaatio voidaan muuntaa kolmanteen (täydellisimpään) normaalimuotoon.

Ensimmäinen normaali muoto

Relaatiota kutsutaan normalisoiduksi tai pelkistetyksi ensimmäiseen normaalimuotoon, jos kaikki sen attribuutit ovat yksinkertaisia ​​(jäljempänä jakamattomia). Relaation muuntaminen ensimmäiseen normaalimuotoon voi johtaa suhteen attribuuttien (kenttien) määrän kasvuun ja avaimen muutokseen.

Esimerkiksi suhde Opiskelija = (numero, sukunimi, etunimi, sukunimi, päivämäärä, ryhmä) ilmaistaan ​​ensimmäisessä normaalimuodossa.

Toinen normaali muoto

Jotta voidaan tarkastella kysymystä suhteiden pelkistämisestä toiseen normaalimuotoon, on tarpeen antaa n Selitykset sellaisille käsitteille kuin toiminnallinen riippuvuus ja täydellinen toiminnallinen riippuvuus.

Tietoobjektin kuvailevat yksityiskohdat liittyvät loogisesti yhteiseen avaimeen, tämä yhteys on luonteeltaan yksityiskohtien toiminnallinen riippuvuus.

Yksityiskohtien toiminnallinen riippuvuus on riippuvuus, jossa tietoobjektin esiintymä vastaa tiettyä avainattribuutin arvoa vain yhdellä kuvaavan attribuutin arvolla.

Tämä funktionaalisen riippuvuuden määritelmä mahdollistaa itsenäisten tietoobjektien tunnistamisen analysoidessaan kaikkia aihealueen yksityiskohtien välisiä suhteita.

Yhdistelmäavaimen tapauksessa otetaan käyttöön toiminnallisesti täydellisen riippuvuuden käsite.

Ei-avainattribuuttien toiminnallisesti täydellinen riippuvuus on, että jokainen ei-avainattribuutti on toiminnallisesti riippuvainen avaimesta, mutta ei toiminnallisesti riippuvainen mistään yhdistelmäavaimen osasta.

Relaatio on toisessa normaalimuodossa, jos se on ensimmäisessä normaalimuodossa ja jokainen ei-avainattribuutti on toiminnallisesti täysin riippuvainen yhdistelmäavaimesta.

Kolmas normaalimuoto

Kolmannen normaalimuodon käsite perustuu intransitiivisen riippuvuuden käsitteeseen.

Transitiivinen riippuvuus ilmenee, kun toinen kahdesta kuvaavasta attribuutista riippuu avaimesta ja toinen kuvaava attribuutti riippuu ensimmäisestä kuvaavasta attribuutista.

Relaatio on kolmannessa normaalimuodossa, jos se on toisessa normaalimuodossa nal-muodossa, ja jokainen ei-avainattribuutti riippuu intransitiivisesti ensisijaisesta avaimesta.

Kuvaavien yksityiskohtien transitiivisen riippuvuuden eliminoimiseksi on tarpeen "halkaista" alkuperäinen tietoobjekti. Jakamisen seurauksena osa yksityiskohdista poistetaan alkuperäisestä tietoobjektista ja sisällytetään muihin (mahdollisesti uusiin) tietoobjekteihin.

LIITÄNTÄTYYPIT

Kaikki aihealueen tietokohteet ovat yhteydessä toisiinsa. Liitännät ovat erilaisia On olemassa useita tyyppejä, joille on otettu käyttöön seuraavat nimitykset:

yksi yhteen (1:1);

yhdestä moneen (1: M);

monista moniin (M: M).

Yksi-yhteen-suhde (1:1) olettaa, että tiettynä ajankohtana yksi informaatioobjektin A esiintymä vastaa enintään yhtä informaatioobjektin B esiintymää ja päinvastoin.

Yksi moniin (1:M) -suhteessa tietoobjektin A yksi ilmentymä vastaa 0, 1 tai useampia objektin B esiintymiä, mutta jokainen objektin B esiintymä liittyy enintään yhteen objektin A esiintymään. Graafisesti tämä kirjeenvaihto näyttää tältä

Monista moneen (M:M) -suhde olettaa, että milloin tahansa tietoobjektin A yksi ilmentymä vastaa 0, 1 tai useampia objektin B esiintymiä ja päinvastoin.

DBMS-arkkitehtuuri

Tietokannat ja ohjelmistot niiden luomiseen ja ylläpitoon (DBMS) on monitasoinen arkkitehtuuri.

Tietokantatietojen esittämisessä on käsitteellisiä, sisäisiä ja ulkoisia tasoja, jotka vastaavat samanlaisia ​​malleja,

Käsitteellinen taso vastaa toimialueen tietojen esittämisen loogista näkökulmaa integroidussa muodossa. Käsitteellinen malli koostuu useista eri tietotyyppien esiintymistä, jotka on strukturoitu tietokannan loogista rakennetta koskevien DBMS-vaatimusten mukaisesti.

Sisäinen kerros edustaa vaadittua tietojen järjestämistä tallennusympäristössä ja vastaa tietojen esittämisen fyysistä puolta. Sisäinen malli koostuu yksittäisistä tietuetapahtumista, jotka on fyysisesti tallennettu ulkoiseen tietovälineeseen.

Ulompi kerros tukee tiettyjen käyttäjien vaatimien tietojen yksityisiä näkymiä. Ulkoinen malli on käsitteellisen mallin osajoukko. Ulkoisia malleja on mahdollista leikata datan perusteella. Yksityinen looginen rakenne yksittäisen sovelluksen (tehtävän) tai käyttäjän tiedot vastaavat ulkoista mallia tai tietokannan alikaaviota. Ulkoisten mallien avulla tuetaan valtuutettua pääsyä sovellustietokantatietoihin (sovelluksessa saatavilla olevan käsitteellisen tietokantamallin datan koostumus ja rakenne on rajoitettu, ja hyväksytyt tilat näiden tietojen käsittelyyn on määritelty: syöttö, editointi, poistaminen, haku).

Uusien ilmaantuminen tai muutokset olemassa olevien sovellusten tietotarpeissa edellyttävät niille oikeiden ulkoisten mallien määrittelyä, kun taas käsitteellisen ja sisäisen tietomallin tasolla ei tapahdu muutoksia. Käsitteellisen mallin muutokset, jotka johtuvat uudentyyppisten tietojen syntymisestä tai rakenteiden muutoksista, eivät välttämättä vaikuta kaikkiin sovelluksiin, ts. ohjelmien tietty riippumattomuus tiedoista varmistetaan. Käsitteellisen mallin muutokset tulee heijastua sisäiseen malliin, ja jos käsitteellinen malli pysyy ennallaan, on sisäistä tietokantamallia mahdollista itsenäisesti muokata sen ominaisuuksien (tietojen käyttöaika, muistinkulutus) parantamiseksi. ulkoisia laitteita jne.). Tietokanta siis toteuttaa tiedon loogisen ja fyysisen organisoinnin suhteellisen riippumattomuuden periaatetta.

Tieto-loogisen mallin käsite

Tietokannan suunnittelu koostuu toisiinsa yhdistettyjen tietomallien muodostamisesta.

Tietokannan suunnittelun tärkein vaihe on aihealueen infologisen (informaatioloogisen) mallin kehittäminen, joka ei ole DBMS-suuntautunut. Tietomallissa tiedon koostumus ja rakenne sekä tietorakenne heijastuu integroidussa muodossa tietorakenteiden avulla. tiedon tarpeisiin sovellus (tehtävät ja kyselyt).

Aihealueen informaatiolooginen (mytologinen) malli heijastaa aihealuetta joukon tietoobjekteja ja niiden rakenteellisia yhteyksiä.

Aihealueen tietomalli rakennetaan ensin. Alustava tietomalli rakennetaan esiprojektivaiheessa ja jalostetaan sitten projektin myöhemmissä vaiheissa. tietokannan luominen. Sitten sen pohjalta rakennetaan käsitteellisiä (loogisia), sisäisiä (fyysisiä) ja ulkoisia malleja.

5. DBMS-toiminnallisuus

DBMS yleiskatsaus

Tietokannan hallintajärjestelmä on ohjelmistojärjestelmä, joka on suunniteltu luomaan tietokoneelle yleinen tietokanta, jota käytetään monien ongelmien ratkaisemiseen. Tällaiset järjestelmät pitävät tietokannan ajan tasalla ja varmistavat tehokkaan käyttäjien pääsyn sen sisältämiin tietoihin käyttäjille myönnettyjen oikeuksien rajoissa.

DBMS on suunniteltu keskitetty hallinta tietokanta kaikkien tässä järjestelmässä työskentelevien hyödyksi.

Universaalisuuden asteen mukaan DBMS-järjestelmät erotetaan kaksi luokkaa:

yleiskäyttöiset järjestelmät;

erikoistuneet järjestelmät.

Yleiskäyttöiset DBMS:t eivät ole keskittyneet mihinkään aihealueeseen tai minkään käyttäjäryhmän tietotarpeisiin. Jokainen tällainen järjestelmä on toteutettu ohjelmistotuotteena, joka pystyy toimimaan tietyllä tietokonemallilla tietyssä käyttöjärjestelmä ja se on monien käyttäjien saatavilla kaupallisena tuotteena. Tällaisilla DBMS-järjestelmillä on keinot määrittää ne toimimaan tietyn tietokannan kanssa. Yleiskäyttöisen DBMS:n käyttö työkaluna tietokantatekniikkaan perustuvien automatisoitujen tietojärjestelmien luomiseen voi lyhentää merkittävästi kehitysaikaa ja säästää työvoimaresursseja. Nämä DBMS:t ovat kehittäneet toiminnallisuutta ja jopa tietyn toiminnallisen redundanssin.

Erikoistuneet DBMS:t luodaan harvoissa tapauksissa, kun yleiskäyttöisen DBMS:n käyttö on mahdotonta tai sopimatonta.

Yleiskäyttöiset DBMS-järjestelmät ovat monimutkaisia ​​ohjelmistojärjestelmiä, jotka on suunniteltu suorittamaan kaikki tietojärjestelmätietokannan luomiseen ja toimintaan liittyvät toiminnot.

PC-ohjelmistomarkkinoilla on suuri numero kaupalliset yleiskäyttöiset tietokantojen hallintajärjestelmät, toiminnallisuudeltaan monipuoliset, sekä niiden ympäristötyökalut lähes kaikkiin massatuotettuihin konemalleihin ja erilaisiin käyttöjärjestelmiin.

Tällä hetkellä käytössä olevissa DBMS-järjestelmissä on ominaisuuksia, jotka takaavat tietojen eheyden ja vankan suojauksen, minkä ansiosta kehittäjät voivat varmistaa paremman tietoturvan pienemmällä ohjelmointityöllä. WINDOWS-ympäristössä toimivat tuotteet erottuvat käyttäjäystävällisyydestään ja sisäänrakennetuista tuottavuustyökaluistaan.

Tarkastellaan joidenkin DBMS-järjestelmien pääominaisuuksia - johtajia ohjelmamarkkinoilla, jotka on tarkoitettu sekä tietojärjestelmien kehittäjille että loppukäyttäjille,

Tarkasteltavana oleva ohjelmistotuoteryhmä sisältää:

dBASE IV 2.0, Borland International;

Microsoft Access 2.0;

Microsoft FoxPro 2.6 DOS:lle;

Microsoft FoxPro 2.6 Windowsille, Microsoft Corp.;

Paradox for DOS 4.5;

Paradox for Windows, Borlandin versio 4.5.

DBMS:n suorituskyky

DBMS:n suorituskykyä arvioidaan:

pyytää suoritusaikaa;

tiedonhaun nopeus indeksoimattomista kentistä;

tietokannan tuontitoimintojen suoritusaika muista muodoista;

indeksien luomisen ja massatoimintojen, kuten tietojen päivittämisen, lisäämisen, poistamisen, nopeus;

datan rinnakkaisten pääsyjen enimmäismäärä usean käyttäjän tilassa;

raportin luomisaika.

DBMS:n suorituskykyyn vaikuttaa kaksi tekijää:

Tietojen eheyttä valvovat DBMS:t kantavat lisäkuormitusta, jota muut ohjelmat eivät koe;

Alkuperäisten sovellusohjelmien suorituskyky riippuu suuresti tietokannan asianmukaisesta suunnittelusta ja rakentamisesta.

Nopeimmissa ohjelmistotuotteissa ei ole edistyneintä DBMS-prosessoritason toimivuutta.

Nopein DBMS on FoxPro 2.6, mutta sillä ei ole keinoja säilyttää tietojen eheys, toisin kuin hitaampi. Käytä DBMS:ää 2.0.

Tietojen eheyden varmistaminen tietokantatasolla

Tämä ominaisuus tarkoittaa, että on olemassa keinoja, joilla varmistetaan, että tietokannan tiedot pysyvät aina oikein ja täydellisinä. Eheyssäännöt on määritettävä ja ne on tallennettava tietokantaan ja valvottava maailmanlaajuisesti. Tietojen eheys on varmistettava riippumatta siitä, miten tiedot syötetään muistiin (mm. aktiivisessa tilassa, tuonnin tai erikoisohjelman avulla).

Keinot tietojen eheyden varmistamiseksi DBMS-tasolla ovat:

* sisäänrakennetut työkalut ensisijaisen avaimen määrittämiseen, mukaan lukien työkalut kenttätyyppien kanssa automaattiseen lisäykseen, kun DBMS määrittää itsenäisesti uuden yksilöllisen arvon;

* keinoja ylläpitää viittauksen eheyttä, jotka tallentavat tietoja taulukkosuhteista ja pysäyttävät automaattisesti kaikki toiminnot, jotka johtavat viittauksen eheyden rikkomiseen.

Joissakin DBMS-järjestelmissä on hyvin suunniteltu DBMS-prosessori toteuttamaan ominaisuuksia, kuten ensisijaisten avainten ainutlaatuisuus, toimintojen rajoittaminen (esto) ja jopa tietojen peräkkäiset päivitykset ja poistot. Tällaisissa järjestelmissä kentälle tai taulukolle määritetty kelpoisuustarkastus suoritetaan aina tietojen muuttamisen jälkeen, ei vain syötettäessä tietoja näyttölomakkeella. Tämä ominaisuus voidaan konfiguroida kullekin kentälle ja tietueelle kokonaisuutena, jolloin voit hallita yksittäisten kenttien arvojen lisäksi myös tietyn tietueen useiden kenttien välisiä suhteita.

Access ja Paradox for Windows ovat paljon lähempänä relaatiomallia kuin muut DBMS-järjestelmät tietojen eheyden ylläpidon luotettavuuden suhteen tietokantatasolla. säännöt tallennetaan tietokantaan ja ne pannaan automaattisesti täytäntöön.

DBMS dBASE IV:ssä ja FoxPro 2.6:ssa (DOS ja WINDOWS) ei ole tällaisia ​​työkaluja ollenkaan, ja eheyssääntöjen noudattamisen varmistaviin ohjelmamenettelyihin pääseminen on ohjelmoijan vastuulla.

Turvallisuus

Jotkut DBMS-järjestelmät tarjoavat tietoturvaominaisuuksia. Tällaiset työkalut varmistavat seuraavat toiminnot:

* sovellusohjelmien salaus;

* tiedonsalaus;

* salasanasuojaus;

* pääsyn rajoitus (tietokantaan, taulukkoon, sanakirjaan, käyttäjälle).

Korkein tietoturvan taso on toteutettu dBASE IV DBMS:ssä. Järjestelmänvalvoja voi määrittää järjestelmään erilaisia ​​käyttöoikeuksia tiedosto- ja kenttätasolla sekä järjestää automaattisen tietojen salauksen.

Access 2.0:ssa on hyvät suojausominaisuudet. Se sisältää salasanojen määrittämisen yksittäisille käyttäjille tai käyttäjäryhmille ja erilaisten käyttöoikeuksien määrittämisen yksittäisille taulukoille, kyselyille, raporteille, makroille tai uusille objekteille käyttäjä- tai ryhmätasolla.

Työskentely usean käyttäjän ympäristöissä

Lähes kaikki käsitellyt DBMS-järjestelmät on suunniteltu toimimaan usean käyttäjän ympäristöissä, mutta niillä on erilaisia ​​ominaisuuksia tätä varten.

Tietojenkäsittely usean käyttäjän ympäristöissä sisältää ohjelmistotuotteen, joka suorittaa seuraavat toiminnot:

* tietokannan, tiedoston, tietueen, kentän lukitseminen;

* eston asettaneen aseman tunniste;

* tietojen päivittäminen muutoksen jälkeen;

* ajanhallinta ja puheluiden toisto;

* tapahtuman käsittely (tapahtuma on sarja käyttäjän toimintoja tietokannassa, joka säilyttää sen loogisen eheyden);

* Työskentele verkkojärjestelmien kanssa (LAN Manager, NetWare, Unix).

DBMS Paradox for DOS 4.5, Access 2.0 ja dBASE IV tarjoavat parhaat ominaisuudet työskentelyyn usean käyttäjän ympäristöissä.

Tuonti ja vienti

Tämä ominaisuus heijastaa:

* kyky käsitellä muiden ohjelmistojen laatimia DBMS-tietoja;

* muiden ohjelmien mahdollisuus käyttää kyseisen DBMS:n avulla tuotettua tietoa.

Seuraavat tiedostomuodot ovat erityisen kiinnostavia: ASCII-tiedostot, .DBF,WK*, .XLS.

Kaikilla täällä käsitellyillä DBMS-järjestelmillä on hyvät mahdollisuudet tietojen tuonti-vienti.

Pääsy tietoihin kautta SQL-kieli

SQL (Structured Query Language) -kyselykieli on toteutettu useissa suosituissa DBMS-järjestelmissä erityyppisille tietokoneille joko peruskielinä tai vaihtoehtona. Laajan käytön ansiosta se on kansainvälinen standardikyselykieli. SQL-kieli tarjoaa edistyneitä ominaisuuksia sekä loppukäyttäjille että datatieteilijöille.

Yhteensopivuus SQL-järjestelmien kanssa on tärkeä rooli, kun yritystietojen kanssa työskentelyä odotetaan. DBMS:t, jotka ovat hyvin valmistautuneita toimimaan ensisijaisina tietojenkäsittelytyökaluina SQL-järjestelmissä, voivat avata oven asiakas-palvelin-arkkitehtuuriin perustuville järjestelmille.

DBMS-järjestelmillä on pääsy SQL-tietoihin seuraavissa tapauksissa:

tietokannat ovat yhteensopivia ODBC:n (Open Database Connectivity) kanssa;

toteutettu luonnollinen tuki SQL-tietokannoille;

on mahdollista toteuttaa paikallisten tietojen SQL-kyselyitä.

Monet DBMS:t voivat muodostaa yhteyden läpinäkyvästi SQL-syöttöjärjestelmiin käyttämällä ODBC:tä tai niihin kuuluvia ohjaimia, joten niille on mahdollista luoda sovellusohjelmia. Jonkin verran ohjelmistotuotteita myös SQL:n kanssa käsiteltäessä interaktiivisia palvelimella tai työpaikalla olevia tietopyyntöjä.

Access 2.0 ja Paradox for Windows toimivat ODBC-yhteensopivien SQL-tietolähteiden kanssa.

FoxPro (dosille ja Windowsille) sisältää lisäkirjastoja, jotka tarjoavat pääsyn ODBC:n kanssa toimiviin SQL-tietokantoihin, mutta tämä ominaisuus on vähemmän integroitu kuin Accessin ja Paradox for Windowsin käyttöliittymän tiedonkeruutyökalut.

Voit hallita tietokantoja suoraan Käytä tietoja käyttää SQL-kieltä ja välittää päästä päähän SQL-kyselyitä ODBC-yhteensopiviin SQL-tietokantoihin, kuten MS SQL Serveriin ja Oracleen, jotta Access voi toimia kehitystyökaluna skaalautuville asiakas-palvelinjärjestelmille.

Kyselyominaisuudet ja sovellusten kehitystyökalut

Kehittäjälähtöisissä DBMS-järjestelmissä on edistyneitä työkaluja sovellusten luomiseen. Sovelluskehitystyökalujen elementtejä ovat:

* tehokkaat ohjelmointikielet;

* keinot toteuttaa valikot, näyttölomakkeet tietojen syöttämistä/tulostusta ja raporttien luomista varten;

* työkalut sovellusten luomiseen (sovellusohjelmat);

* suoritettavien tiedostojen sukupolvi.

Tietomallien toiminnallisuus on DBMS-käyttäjän käytettävissä sen kielityökalujen ansiosta.

Kielirajapintojen toteutus voidaan suorittaa eri tavoilla. Ammattitaitoisille käyttäjille (monimutkaisten sovellusjärjestelmien kehittäjille) kielityökalut esitetään useimmiten selkeässä syntaktisessa muodossaan. Muissa tapauksissa kielitoimintoja voidaan käyttää epäsuorasti, kun ne on toteutettu erilaisina valikoina, dialogikirjoituksena. tai käyttäjien täyttämiä taulukoita. Tällaisten syöttötietojen perusteella rajapintatyökalut muodostavat riittävät käyttöliittymäkielen syntaktiset rakenteet ja välittävät ne suoritettavaksi tai sisällyttävät ne generoituun sovelluskoodiin. Implisiittistä kielenkäyttöä sisältäviä rajapintoja käytetään laajalti DBMS:ssä henkilökohtaiset tietokoneet. Esimerkki tällaisesta kielestä on QBE (Query-By-Example) -kieli.

Kielityökaluja käytetään kahden päätoiminnon suorittamiseen:

tietokantanäkymän kuvaukset;

tietojenkäsittelytoimintojen suorittaminen.

Ensimmäisen näistä toiminnoista tarjoaa datan kuvauskieli (DDL). LDB:tä käyttävän tietokannan kuvausta kutsutaan tietokantaskeemaksi. Se sisältää kuvauksen tietokantarakenteesta ja sille asetetuista eheysrajoituksista niiden sääntöjen puitteissa, joita säätelee käytetyn DBMS:n tietomalli. Joidenkin DBMS-järjestelmien DML tarjoaa myös mahdollisuuden asettaa rajoituksia tietojen käyttöön tai käyttöoikeuksiin.

LDL ei aina ole syntaktisesti formalisoitu itsenäiseksi kieleksi. Se voi olla osa yhtä datakieltä, joka yhdistää tiedon määrittely- ja tietojenkäsittelyominaisuudet.

Data Manipulation Language (DML) mahdollistaa järjestelmän toimittamien toimintojen kyselyn tietokannan tiedoilla.

On olemassa lukuisia esimerkkejä DBMS-kielistä, jotka yhdistävät tietojen kuvaus- ja tietojenkäsittelyominaisuudet yhdessä syntaktisessa kehyksessä. Suosittu tällainen kieli on relaatiokieli SQL.

dBASE IV ja FoxPro DBMS:t tukevat xBASE-ohjelmointikieltä, joka on edelleen tärkeä tietokantojen standardi.

FoxPro 2.6 tarjoaa xBASE-ohjelmille ikkunallisia, tapahtumalähtöisiä ominaisuuksia. Sovelluksen laatimisessa FoxPro käyttää projektipäällikköä, joka hallitsee erilaisia ​​tiedostoja lähdeteksti ja dataa. Tämä komponentti seuraa yksittäisiä elementtejä: ohjelmia, näyttölomakesarjoja, raportteja ja tietokantatiedostoja ja mahdollistaa sovellusohjelman kääntämisen suoritettavaksi tiedostoksi.

Access Basic -ohjelmointikieli sisältää OLE 2.0 -viestintäominaisuudet, joiden avulla voit käsitellä objekteja muista OLE 2.0 -yhteensopivista sovelluksista. Lisäksi tällä kielellä voit luoda tietokantaobjekteja (kyselyitä, taulukoita), muuttaa tietokannan rakennetta ja luoda indeksejä suoraan sovellusohjelmasta.

Kaikissa tarkasteltavina olevissa ohjelmistoissa on automaattiset työkalut näyttölomakkeiden, kyselyjen, raporttien, valikkojen, tarrojen ja vakiokirjainten luomiseen. Näiden visuaalisten ja rakenteellisten objektien luomiseen useat DBMS:t käyttävät erikoistyökaluja, joita kutsutaan "velhoiksi" tai "velhoiksi".

6. Komennot tyypillisten toimintojen suorittamiseen

Tyypillinen käyttöliittymärakenne

Kun työskentelet DBMS:n kanssa, työkenttä ja ohjauspaneeli näkyvät näytöllä. Ohjauspaneeli sisältää valikon, lisäohjausalueen ja auttavan linjan. Näiden alueiden sijainti näytöllä voi olla mielivaltainen ja riippuu tietyn ohjelman ominaisuuksista. Jotkut DBMS-järjestelmät mahdollistavat käskyikkunan (komentoikkunan) tai komentorivin näyttämisen. Tutustu tällaisten näytön ulkonäköön ohjelmisto käyttämällä esimerkkiä Access 2.0 DBMS -ikkunasta.

Valikkopalkki sisältää pääohjelmatilat. Valitsemalla yhden niistä, käyttäjä pääsee avattavaan alivalikkoon, joka sisältää luettelon siihen sisältyvistä komennoista. Joidenkin pudotusvalikon komentojen valitseminen johtaa lisäalivalikoiden näyttöön.

Apuohjausalue sisältää:

* tilapalkki;

* työkalurivit;

* pysty- ja vaakasuuntaiset vierityspalkit.

Tilariviltä (tilarivillä) käyttäjä löytää tietoja ohjelman nykyisestä toimintatilasta, tiedostonimestä nykyinen tukikohta tiedot jne. Työkalupalkki (kuvakevalikko) sisältää tietyn määrän painikkeita (kuvakkeita), jotka on suunniteltu aktivoimaan nopeasti tiettyjen valikon komentojen ja ohjelmatoimintojen suorittaminen. Voit näyttää tietokantataulukon, -lomakkeen tai -raportin alueet, jotka eivät tällä hetkellä näy näytössä, käyttämällä pysty- ja vaakasuuntaisia ​​vierityspalkkeja.

Vihjerivin tarkoituksena on antaa käyttäjälle viestejä hänen mahdollisista toimistaan ​​tällä hetkellä.

DBMS:n tärkeä ominaisuus on välimuistipuskurin käyttö suoritettaessa useita toimintoja. Puskuria käytetään kopiointi- ja siirtokomentojen aikana kopioitavan tai siirrettävän tiedon väliaikaiseen tallentamiseen ennen kuin ne ohjataan uuteen osoitteeseen. Kun tiedot poistetaan, ne myös puskuroidaan. Puskurin sisältö säilyy, kunnes siihen kirjoitetaan uusi tieto.

DBMS-ohjelmissa on riittävä määrä komentoja, joista jokainen on mahdollista erilaisia ​​parametreja(vaihtoehdot). Tämä komentojärjestelmä yhdessä lisäasetusten kanssa muodostaa valikon, jossa on omat ominaisuutensa kullekin DBMS-tyypille. Tietyn komennon valinta valikosta tehdään jollakin seuraavista kahdesta tavoista.

siirtämällä osoitin valikossa valitun komennon päälle kohdistinnäppäimillä ja painamalla enter-näppäintä;

kirjoittamalla valitun komennon ensimmäinen kirjain näppäimistöltä.

Saat lisätietoja DBMS-valikon komennoista ja niiden käytöstä siirtymällä ohjetilaan.

DBMS:n erityispiirteistä huolimatta jonkin keskimääräisen tietokannan hallintajärjestelmän käyttäjälle antama komentosarja voidaan jakaa seuraaviin tyypillisiin ryhmiin:

komennot tiedostojen käsittelyyn;

muokkauskomennot;

muotoilukomennot;

komennot ikkunoiden kanssa työskentelemiseen;

komennot työskentelyyn DBMS-tiloissa (taulukko, lomake, kysely, raportti);

vastaanottaminen viitetiedot.

Komennot tiedostojen käsittelyyn

Kun työskentelet tiedostojen kanssa, ohjelma antaa käyttäjälle mahdollisuuden:

* luoda uusia tietokantaobjekteja;

* Tallenna ja nimeä uudelleen aiemmin luotuja esineitä;

* avoinna jo olemassa olevia tukikohtia tiedot;

* Sulje aiemmin avatut esineet;

* Tulosta tietokantaobjekteja tulostimeen.

Tulostusprosessi alkaa tulostinohjaimen valinnasta. Jokainen tulostintyyppi vaatii oman ohjaimensa. Seuraava askel koostuu sivun parametrien asettamisesta, ylä- ja alatunnisteiden muodostamisesta sekä fontin tyypin ja koon valinnasta. Seuraavaksi sinun tulee määrittää kopioiden määrä, tulostuslaatu ja tulostettavien asiakirjan sivujen määrä.

Tiimi esikatselu antaa sinun saada käsityksen yleisnäkymä tiedot tulostetaan tulostimeen ennen tulostusta. Tietojen sijoittelu sivulla voidaan säätää optimaalisesti sen valittujen parametrien mukaan skaalaamalla ja keskittämällä.

Joissakin DBMS-järjestelmissä tarkasteltavana oleva komentoryhmä sisältää komentoja, jotka mahdollistavat muiden ohjelmistojen luomien taulukoiden viennin, tuonnin ja liittämisen.

Muokkauskomentojen

Tietojen syöttäminen ja tietokantataulukoiden kenttien sisällön, näyttölomakkeiden komponenttien ja raporttien sisällön muuttaminen tapahtuu muokkauskomentojen ryhmällä, joista tärkeimmät ovat siirtäminen, kopioiminen ja poistaminen.

Yllä olevien toimintojen ohella suuri joukko DBMS-ohjelmia pystyy lisäämään kaavioita, kuvia jne., mukaan lukien muissa ohjelmistoympäristöissä luotuja objekteja, ja muodostaa yhteyksiä objektien välille.

Muokkauskomentojen joukossa erityinen paikka on komennot, joilla etsitään ja korvataan käyttäjän määrittelemä konteksti koko dokumentista tai sen valitusta osasta sekä viimeksi syötetyn komennon peruuttaminen (palautus).

Muotoilukomennot

On tärkeää visuaalinen esitys tiedot tulostettaessa. Useimmat DBMS:t tarjoavat ovat käyttäjän käytettävissä iso luku lähtötietojen suunnitteluun liittyvät komennot. Näiden komentojen avulla käyttäjä voi vaihdella tietojen kohdistussuuntaa, kirjasintyyppejä, viivan paksuutta ja sijaintia, kirjainten korkeutta, taustaväriä jne. Kun suoritat mitä tahansa muotoilukomentoa, valitse

alue, jota komento koskee. Jos näin ei tehdä, uudet muotoiluasetukset määritetään vain aktiiviselle komponentille.

Muoto ja kohdistussuunta valitaan automaattisesti syötetietojen luonteen mukaan. Ohjelman tekstiksi tulkitsemat tiedot tasataan vasemmalle ja numerot oikealle. Automaattinen valinta muoto ja kohdistusmenetelmä suoritetaan vain, jos käyttäjä ei ole aiemmin määrittänyt täytettäville soluille muita parametreja.

Komennot ikkunoiden kanssa työskentelemiseen

Useimmat DBMS-järjestelmät mahdollistavat useiden ikkunoiden avaamisen samanaikaisesti, mikä järjestää "moni-ikkunatilan" toiminnan; Tässä tapauksessa jotkut ikkunat näkyvät näytöllä, toiset ovat niiden alla. Avaamalla useita ikkunoita voit työskennellä useiden pöytien kanssa kerralla, siirtää nopeasti siirtymässä yhdestä toiseen. Olla olemassa erikoisjoukkueet, jonka avulla voit avata uuden ikkunan, siirtyä toiseen ikkunaan, muuttaa ikkunoiden suhteellista sijaintia ja kokoa näytöllä. Lisäksi käyttäjällä on mahdollisuus jakaa ikkuna kahteen osaan nähdäkseen samanaikaisesti suuren pöydän eri osia tai korjata jonkin taulukon osan, joka ei katoa näytöltä, kun kohdistin siirretään kaukaisiin osiin. pöytä.

Järjestelmä viitetietojen hankkimiseksi

Tietokannan hallintajärjestelmät sisältävät sähköisiä hakemistoja, jotka tarjoavat Antaa käyttäjälle ohjeet perustoimintojen suorittamiseen, tietoja valikon tietyistä komennoista ja muita viitetietoja. Sähköisen hakemiston avulla viitetiedon hankinnan erikoisuus on, että se antaa tietoa riippuen siitä, mihin tilanteeseen käyttäjä joutuu. Joten jos käyttäjä valitsi valikosta tietyn komennon, niin ohjejärjestelmään pääsyn jälkeen (yleensä näppäimen käynnistämä ) näyttöön tulee viitesivu, joka sisältää tietoja valitusta komennosta. Joissakin DBMS-järjestelmissä on mahdollista löytää tarvittavat tiedot hakemistosta määrittämällä hakuaihe.

Yleinen käsitys teknologian vaiheista

Jokaisella DBMS:llä on omat ominaisuutensa, jotka on otettava huomioon.

Kuitenkin, kun on käsitys minkä tahansa DBMS:n toimivuudesta, on mahdollista kuvitella yleistetty tekniikka, jonka käyttäjä voi työskennellä tässä ympäristössä.

DBMS:n kanssa työskentelyn yleisen tekniikan päävaiheet ovat seuraavat:

tietokantataulukkorakenteen luominen;

tietojen syöttäminen ja muokkaaminen taulukoihin;

Taulukoihin sisältyvien tietojen käsittely;

tietojen tulostaminen tietokannasta.

Tietokantataulukkorakenteen luominen

Uutta tietokantataulukkoa luotaessa työskentely DBMS:n kanssa alkaa rakenteen luomisella välähdyksiä. Tämä prosessi sisältää kunkin taulukkotietueen muodostavien kenttien luettelon sekä kenttien tyypit ja koot.

Lähes kaikki käytetyt DBMS:t tallentavat seuraavan tyyppisiä tietoja: teksti (merkki), numeerinen, kalenteri, looginen, huomautus. Jotkut DBMS-järjestelmät luovat erikoistyyppisiä kenttiä, jotka sisältävät käytetyt yksilölliset tietuenumerot ja avainmääritykset.

Windowsissa toimimaan suunniteltu DBMS voi luoda OLE-objektityyppisiä kenttiä, joita käytetään kuvien, kaavioiden ja taulukoiden tallentamiseen.

Jos käsiteltävä tietokanta sisältää useita toisiinsa liittyviä taulukoita, on tarpeen määrittää kunkin taulukon avainkenttä sekä kentät, joita käytetään taulukoiden välisen suhteen järjestämiseen.

Taulukkorakenteen luominen ei liity taulukoiden täyttämiseen tiedoilla, joten nämä kaksi toimintoa voidaan erottaa ajallisesti.

Tietojen syöttäminen ja muokkaus

Taulukoiden täyttäminen tiedoilla on mahdollista sekä suoralla tiedonsyötöllä että sen seurauksena ohjelmien ja kyselyiden suorittaminen.

Lähes kaikki tietokantajärjestelmät mahdollistavat tietojen syöttämisen ja korjaamisen taulukoihin kahdella tavalla:

* käyttämällä oletusarvoisesti toimitettua vakiotaulukkolomaketta;

* käyttämällä käyttäjän tätä varten luomia näyttölomakkeita,

Windowsin kanssa toimivien DBMS-järjestelmien avulla voit syöttää kuvia, kuvioita ja painikkeita luotuihin näyttölomakkeisiin. On mahdollista rakentaa käyttäjälle sopivimpia lomakkeita, mukaan lukien tietueet erilaisista tietokantataulukoista.

Taulukoihin sisältyvien tietojen käsittely

Voit käsitellä tietokantataulukoiden sisältämiä tietoja käyttämällä pyynnöstä tai erityisesti suunnitellun ohjelman suorittamisen aikana.

DBMS:n kanssa työskennellessään loppukäyttäjä saa kätevän tavan käsitellä tietoja kyselyinä. Pyyntö on ohje tietueiden valitsemiseen.

Useimmat DBMS:t sallivat seuraavan tyyppiset kyselyt:

* valintakysely, joka on suunniteltu valitsemaan taulukoihin tallennetut tiedot ja olemaan muuttamatta näitä tietoja;

* muutospyyntö, jonka tarkoituksena on muuttaa tai siirtää tietoja; Tämän tyyppiset kyselyt sisältävät: tietueiden lisäämiskyselyn, tietueiden poistamiskyselyn, kyselyn taulukon luomiseksi, kyselyn päivittämistä varten;

* pyyntö parametrilla, jonka avulla voit määrittää yhden tai useamman valintaehdon pyynnön suorittamisen aikana,

Yleisin kyselytyyppi on valintakysely. Kyselyn tulos on taulukko, jossa on väliaikainen tietojoukko (dynaaminen joukko). Dynaamiset joukkotietueet voivat sisältää kenttiä yhdestä tai useammasta tietokantataulukosta. Voit rakentaa raportin tai lomakkeen pyynnön perusteella.

Tietojen tulostaminen tietokannasta

Melkein minkä tahansa DBMS:n avulla voit näyttää tietokannan sisältämät tiedot näytöllä ja tulostimella taulukko- tai lomaketiloista. Tätä tietojen tulostusjärjestystä voidaan käyttää vain luonnoksena, koska sen avulla voit tulostaa tiedot vain täsmälleen samassa muodossa kuin se on taulukossa tai lomakkeessa.

Jokaisella DBMS:n kanssa työskentelevällä käyttäjällä on mahdollisuus käyttää erityisiä raportointityökaluja tietojen näyttämiseen. Käyttämällä erityisiä keinoja Raportteja luodessaan käyttäjä saa seuraavat lisätietojen tulostusvaihtoehdot:

* sisällyttää raporttiin valitut tiedot tietokantataulukoista;

* lisätä tietoja, jotka eivät sisälly tietokantaan;

* Näytä tarvittaessa tietokantatietoihin perustuva yhteenvetotiedot;

* Järjestä raportissa näkyvät tiedot missä tahansa käyttäjäystävällisessä muodossa (pysty tai vaakasuora järjestely kentät);

* sisältää tietoja eri lähteistä liittyvät taulukot Tietokanta.

7. DBMS-tietomalli

Esisuunnittelu, tietojen valmistelu, luontijärjestys tietomalli.

Tietojenkäsittelyjärjestelmää suunniteltaessa meitä kiinnostaa eniten tietojen organisointi. Tietomalli on suunniteltu auttamaan sinua ymmärtämään tietojen järjestämistä.

Tietomallin luomisprosessi alkaa määrittämällä useiden käyttäjien käsitteelliset vaatimukset. Käsitteellisiä vaatimuksia voidaan määrittää myös joillekin tehtäville (sovelluksille), joita ei ole tarkoitus toteuttaa lähitulevaisuudessa. Tämä saattaa hieman lisätä työn monimutkaisuutta, mutta auttaa ottamaan mahdollisimman täydellisesti huomioon kaikki kehitettävän järjestelmän edellyttämät toiminnallisuuden vivahteet ja vähentää uudelleentyöskentelyn todennäköisyyttä tulevaisuudessa. Vaatimukset yksittäisiä käyttäjiä on esitettävä yhdessä "yhteenvetonäkymässä". Jälkimmäistä kutsutaan käsitteelliseksi malliksi.

Objekti on abstraktio monista todellisen maailman objekteista, joilla on samat ominaisuudet ja käyttäytymislait. Objekti on tällaisen joukon tyypillinen määrittelemätön esiintymä.

Objektit ryhmitellään luokkiin yhteisten ominaisuuksien perusteella. Esimerkiksi lauseessa "Valkoinen talo on rakennus" "Valkoinen talo" edustaa esinettä ja "rakennus" edustaa luokkaa. Luokat on merkitty abstrakteilla substantiivilla.

Luokka on joukko reaalimaailman objekteja, joita yhdistää yhteinen rakenne ja käyttäytyminen.

Käsitteellinen malli edustaa objekteja ja niiden suhteita määrittelemättä, kuinka ne fyysisesti tallennetaan. Siten käsitteellinen malli on pohjimmiltaan aluemalli. Käsitteellistä mallia suunniteltaessa kehittäjän kaikki ponnistelut tulee suunnata pääasiassa tiedon strukturoimiseen ja niiden välisten suhteiden tunnistamiseen ottamatta huomioon toteutuspiirteitä ja käsittelyn tehokkuutta. Käsitteellisen mallin suunnittelu perustuu tässä yrityksessä ratkaistavien tietojenkäsittelytehtävien analyysiin. Käsitteellinen malli sisältää kuvaukset kohteista ja niiden suhteista, jotka kiinnostavat tarkasteltavalla aihealueella ja tunnistetaan data-analyysin tuloksena. Tämä viittaa tietoihin, joita käytetään sekä jo kehitetyissä sovellusohjelmissa että niissä, jotka vasta otetaan käyttöön.

Käsitteellisen tietokantamallin suunnittelu:

Tietojen analysointi: perustietojen kerääminen (esim. objektit, objektien väliset suhteet).

Määritetään alkutiedot:

Hakemukset - vastaanotettu myymälöistä tietyksi ajaksi.

Toimittajien kanssa tehdään sopimuksia tietyntyyppisistä tuotteista.

Toimittajat - organisaatiot tai yksilöitä, jonka kanssa tehdään tavaroiden toimitussopimuksia.

Asiakkaita ovat pääasiassa kaupat sekä yritykset ja organisaatiot, jotka tekevät tilauksia tietyn tuotteen ostosta.

Kirjanpitoa ylläpidetään sopimusten tekovaiheessa toimittajien ja asiakkaiden kanssa.

Laskut luodaan asiakkaan tilauksen vastaanottamisen perusteella lähetystä varten.

Sertifikaatit - erilaisten sertifikaattien vastaanottaminen/antaminen sekä asiakkaalle että toimittajalle.

Tavarat ovat saatavilla hakemuksen ja toimittajan kanssa tehdyn sopimuksen perusteella.

Suhteiden määrittäminen.

Suhde ilmaisee kartoitusta tai yhteyttä kahden joukon välillä tietosi. On olemassa yksi-yhteen-, yksi-moneen- ja moni-moneen-suhteita.

Esimerkiksi jos asiakas tekee tilauksen ostaakseen tuotteen ensimmäistä kertaa, hänen tietojensa ja tehdystä tilauksesta tiedoista tehdään ensimmäinen rekisteröinti. Jos asiakas tekee tilauksen uudelleen, vain tämä tilaus rekisteröidään. Riippumatta siitä, kuinka monta kertaa tietty asiakas on tehnyt tilauksia, sillä on ainutlaatuinen tunnistenumero(ainutlaatuinen tilausavain). Jokaisen asiakkaan tietoja ovat asiakkaan nimi, osoite, puhelin, faksi, sukunimi, etunimi, sukunimi, oikeushenkilö ja muistiinpano. Siten Asiakasobjektin ominaisuudet ovat "asiakkaan yksilöllinen avain", "asiakkaan nimi".

Seuraava kiinnostava kohde on tuote. Tällä objektilla on ominaisuudet "ainutlaatuinen tuoteavain", "tuotteen nimi".

Toinen tarkasteltava kohde on Toimittaja. Sen ominaisuuksia ovat "ainutlaatuinen toimittajaavain", "toimittajan nimi".

Kolmas tarkasteltava kohde on Asiakas. Sen ominaisuuksia ovat "asiakkaan yksilöllinen avain", "asiakkaan nimi".

Yksi-yhteen-suhde (kahden objektityypin välillä)

Oletetaan, että tietyllä hetkellä yksi asiakas voi Tee vain yksi tilaus. Tässä tapauksessa asiakkaan ja tuoteobjektien välille muodostuu yksi-yhteen suhde.

Yksi-moneen-suhde (kahden objektityypin välillä)

Tietyllä hetkellä yhdestä asiakkaasta voi tulla omistaja usean tavaran omistaja, kun taas useat asiakkaat eivät voi olla yhden tuotteen omistajia (edellyttäen, että asiakas ei vaadi osaa tavarasta). Yksi-moneen-suhde voidaan ilmaista käyttämällä yhtä nuolta "yksi"-suuntaan ja kaksoisnuolta "monen" suuntaan tai pää) vastaa useita toisen kohteen (lapsi tai alainen) tietueita. Yksi-moneen -suhteet ovat hyvin yleisiä relaatiotietokannan kehittämisessä. Pääobjekti on usein hakemisto, ja aliobjekti tallentaa yksilölliset avaimet hakemistomerkintöjen käyttöä varten. Esimerkissämme tällaisena hakemistona voimme kuvitella Asiakas-objektin, joka tallentaa tiedot kaikista asiakkaista. Kun käytämme tietyn asiakkaan tietuetta, meillä on pääsy luetteloon kaikista hänen tekemistään ostoksista, joista tiedot tallennetaan Tuote-objektiin.

...

Samanlaisia ​​asiakirjoja

Tietopankin käsite ja rakenne. Tietokannan perusrakenneosat. Tietokannan ohjausjärjestelmä. Tiedonhallinnan keskittämisen edut. Tietoobjektin käsite. Tietojen käsittelyssä käytetty nykyaikainen teknologia.

kurssityö, lisätty 7.2.2011


Tarkista ja Vertailevat ominaisuudet ohjelmisto DBMS:n luomiseen. Tietojen organisoinnin periaatteet. MS Accessin perusominaisuudet. Rakenteen kehittäminen ja toteutus SQL:n avulla tietokannat tilausten, autonosien saatavuuden ja myynnin tallentamista varten.

kurssityö, lisätty 27.5.2013


Nykyaikaiset järjestelmät tietokannan hallinta (DBMS). Analyysi hierarkkinen malli tiedot. Relaatiotietomalli. Postrelaation tietomalli on laajennettu relaatiomalli, joka poistaa taulukkotietueisiin tallennetun tiedon jakamattomuuden rajoituksen.

tieteellinen työ, lisätty 8.6.2010


Kaksiulotteiset tiedostotietokannat ja relaatiotietokannan hallintajärjestelmät (DBMS). Tietokannan luominen ja kyselyjen käsitteleminen niille DBMS:n avulla. Tietokantojen päätyypit. Peruskonseptit relaatiotietokannat. Suhteiden perusominaisuudet.

tiivistelmä, lisätty 20.12.2010


Tekniikka käsitteellisen tietokantamallin kartoittamiseksi relaatiotietomalliin. Suhteen attribuuttien välisten yhteyksien kuvaus toiminnallista riippuvuutta käyttämällä. Normalisointi on prosessi, jossa taulukko korvataan peräkkäin sen täydellisillä hajotuksilla.

esitys, lisätty 19.8.2013


DBMS:n teoreettiset näkökohdat. Peruskonseptit. Toiminnallisuus DBMS. Ohjausjärjestelmien arkkitehtuuri. Tietokannan kehittäminen. Suuret tietomäärät sijoitetaan yleensä erilleen suoritettavasta ohjelmasta ja järjestetään tietokannan muotoon.

kurssityö, lisätty 23.02.2006


Työvoimatoimiston tietokannan käsitteellinen malli. Tietojen ja ohjelmistojen kehittäminen automaatioobjekteja varten. Tietokannan käyttöönotto MsAccess DBMS:ssä. Tietokantakyselyt. Taulukot, raportit ja makrot. Käyttöliittymä.

kurssityö, lisätty 30.5.2016


Tietokannan ja ohjelmiston suunnittelun ja kehittämisen menettely. Tietoa tietokannan rakenteesta, luoduista taulukoista, lomakkeista, raporteista, kyselyistä, tallennetuista tiedoista. Loogiset ja käsitteelliset tietomallit; ohjelmiston valinta.

kurssityö, lisätty 20.1.2010


Edistynyt automatisoitu Tietojärjestelmä ehtona organisaation tehokkaan toiminnan varmistamiselle. Tietokannan tietoloogisen mallin suunnittelu ja rakentaminen. Lyhyt kuvaus Accessista. Taulukon rakenteen kehittäminen.

kurssityö, lisätty 27.02.2009


Tietokannan rakennusmallien luokittelu. Työskentely relaatiotietokantojen kanssa: taulukoiden normalisointi, kenttäsuhteiden muuntaminen, toiminnallisen mallin muuntaminen relaatiomalliksi. Tiedonmäärittelykielen ja tietojenkäsittelykielen käsite.

Tunnettu kolmenlaisia ​​tietokannan kuvausmalleja(Kuva 3.7):

ü hierarkkinen;

ü verkko;

ü suhteellinen.

Pääasiallinen ero niiden välillä on tietokannan objektien ja attribuuttien välisten suhteiden ja vuorovaikutusten kuvauksen luonne.

Kuva 3.7. Tietomallien perustyypit

1. Hierarkkinen tietokantamalli kuvattu puuna. Jokainen kärkipiste vastaa monia tietueiden esiintymiä, jotka muodostavat loogisen tiedoston. Huiput sijaitsevat tasojen mukaan, ja ne on liitetty toisiinsa alisteisuussuhteilla. Yksi ylimmän tason kärki on juuri (kuva 3.8).

Mallin etu on:

· rakenteen yksinkertaisuus;

· hierarkian periaatteen olemuksen ymmärtämisen helppous;

· tätä mallia tukevien teollisten DBMS-järjestelmien saatavuus.

Epäkohta on toimintojen monimutkaisuus sisällyttää tietoja uusista tietokantaobjekteista hierarkiaan ja poistaa vanhentuneita tietoja.

Riisi. 3.8. Hierarkkinen tietomalli

2. Verkkomalli kuvailee perustietoa ja niiden välisiä suhteita suunnatun verkon muodossa. Nämä ovat objektien välisiä suhteita, kun jokaisella generoidulla elementillä on useampi kuin yksi alkuelementti ja ne voidaan liittää mihin tahansa muuhun rakenteen elementtiin (kuva 3.9).

Verkkorakenteet voivat olla monitasoisia ja niiden monimutkaisuus vaihtelee.

Verkkomallin kuvaama tietokanta koostuu alueista (alueet koostuvat tietueista ja tietueet kentistä).

Epäkohta Verkkomalli on sen monimutkaisuus, mahdollisuus menettää tietojen riippumattomuus tietokannan uudelleenjärjestelyssä. Uusien käyttäjien, uusien sovellusten ja uudentyyppisten kyselyiden ilmaantuessa tietokanta kasvaa, mikä voi johtaa tietojen loogisen esityksen häiriintymiseen.

Kuva 3.9. Verkkotietomalli

3. Relaatiotietokantamalli edustaa objekteja ja niiden välisiä suhteita taulukoiden muodossa, ja kaikki datan toiminnot pelkistetään näiden taulukoiden toimintoihin. Lähes kaikki nykyaikaiset DBMS-järjestelmät perustuvat tähän malliin.

Suhdemalli perustuu "suhteiden" käsitteeseen ja sen tiedot muodostetaan taulukoiden muodossa. Relaatio on kaksiulotteinen taulukko, jolla on oma nimi, jossa rakenteensa säilyttävä minimitoimintoobjekti on taulukon soluista - kentistä koostuva taulukon rivi (tuple).

Jokainen taulukon sarake vastaa vain yhtä tämän suhteen komponenttia. Loogisesta näkökulmasta relaatiotietokantaa edustavat monet kaksiulotteiset taulukot, joissa on erilaisia ​​aihesisältöjä.

Relaatiotietokannassa DBMS tukee tietojen hakemista tietokannasta loogisten suhteiden perusteella. Tietokannan kanssa työskennellessä ei tarvitse ohjelmoida yhteyksiä tiedostoilla, jolloin yhdellä komennolla voidaan käsitellä kaikki datatiedostot ja tehostaa tietokantaohjelmointia. Vähentämällä kehittäjien pätevyysvaatimuksia tietokannan käyttäjien piiri laajenee merkittävästi, tietokannat datasta tuli tietojärjestelmien DBMS-standardi.

Kuva 3.10 Relaatiotietomalli

Riippuen suhteen sisällöstä relaatiotietokannat tiedot ovat:

ü objektit, jotka tallentavat tietoja yhdestä objektista, kokonaisuuden esiintymästä. Niissä yksi attribuuteista yksilöi objektin ja sitä kutsutaan relaatioavaimeksi tai ensisijaiseksi attribuutiksi. Muut attribuutit ovat toiminnallisesti riippuvaisia ​​tästä avaimesta;

ü yhdistetyt, joihin on tallennettu useiden objektisuhteiden avaimet, joiden kautta niiden välille muodostetaan yhteyksiä.

Relaatiomallin edut:

· rakentamisen helppous;

· ymmärryksen saatavuus;

· kyky käyttää tietokantaa tietämättä sen rakentamismenetelmiä ja -menetelmiä;

· tietojen riippumattomuus;

· rakenteen joustavuus jne.

Relaatiomallin huonot puolet:

· heikko suorituskyky verrattuna hierarkkisiin ja verkkomalleihin;

· ohjelmiston monimutkaisuus;

· elementtien redundanssi.

SISÄÄN viime vuodet Oliopohjaisia ​​tietokantoja (OODB) tunnustetaan ja kehitetään yhä enemmän.

Perimmäinen ero relaatio- ja oliotietokantojen välillä on seuraava: OODB:ssä tietomalli on lähempänä todellisia kokonaisuuksia, objekteja voidaan tallentaa ja käyttää suoraan laittamatta niitä taulukoihin. Tietotyypit määrittelee kehittäjä, eivätkä ne rajoitu ennalta määritettyihin tyyppeihin.

Perinteisiä objekti-DBMS-järjestelmien käyttöalueita ovat järjestelmät tietokoneavusteinen suunnittelu(CAD), mallinnus, multimedia.

Objektitietokantajärjestelmiin kuuluu ONTOS DBMS - yksi OODB:n johtajista, Jasmine. ODB-Jupiter on ensimmäinen venäläinen tämän tyyppinen tuote, ORACLE 8.0.

Tietopohjat ovat erityisiä tietokonejärjestelmät, joka perustuu korkeasti pätevien asiantuntijoiden tiedon yleistykseen, analysointiin ja arviointiin.

Esimerkiksi “ConsultantPlus”, “Garant Service”.

Tietokannassa käytetyt tietotekniikan pääelementit ovat:

Käyttöliittymä,

Tietopohja,

Tulkki,

Järjestelmän luontimoduuli,

Käyttöliittymä käytössä syöttää kyselyitä ja komentoja asiantuntijajärjestelmään ja vastaanottaa sieltä lähtötietoja.

Tulostustiedot sisältää paitsi itse päätöksen myös tarvittavat selitykset, joita voi olla kahdenlaisia:

1) pyynnöstä, ts. ne, jotka käyttäjä voi vastaanottaa milloin tahansa;

2) jonka käyttäjä saa päätöstä tehdessään, eli miten päätökseen päädytään (esimerkiksi kuinka valittu hinta vaikuttaa voittoihin ja kustannuksiin jne.).

Tietopohjaan sisältää ongelma-aluetta kuvaavia faktoja sekä niiden loogisen suhteen. Keskeinen linkki tässä ovat säännöt, jotka jopa sisään yksinkertaisin tehtävä asiantuntijajärjestelmiä voi olla tuhansia. Säännöt määrittävät toimien järjestyksen tietyssä tilanteessa, kun yksi tai toinen ehto täyttyy.

Tulkki käsittelee tietokannan tietoa tietyssä järjestyksessä. Käytetään myös lisälohkoja: tietokanta-, laskenta-, syöttö- ja tietojen korjauslohkoja.

Järjestelmän luontimoduuli luo sääntöjä ja tekee niihin muutoksia. Täällä voidaan käyttää sekä erityisiä algoritmikieliä (LISP, Prolog) että asiantuntijajärjestelmän kuoria.

Asiantuntijajärjestelmäkuorten käyttöä pidetään edistyneempänä, ts. ohjelmistotyökalut, joilla pyritään ratkaisemaan tietty ongelma luomalla vastaava tietopohja. Tämä reitti on yleensä nopeampi ja vähemmän työvoimavaltainen.

Kontrollikysymykset

1. Mitä eroa on tiedolla ja datalla?

2. Miten tiedon riittävyys ilmaistaan?

3. Nimeä taloudellisen tiedon luokituksen ominaisuudet.

4. Mikä on tiedon rakenne?

5. Miten indikaattori eroaa potkurista?

6. Ilmoita tiedon tärkeimmät ominaisuudet.

7. Mitä tietotukeen sisältyy?

8. Kuin ei-kone Tietotuki erilainen kuin koneessa?

9. Millaisia ​​luokittimia on olemassa ja mihin tarkoitukseen niitä kehitetään?

10. Mikä on viivakoodin tarkoitus? Mitkä ovat sen ominaisuudet?

11. Määrittele käsitteet "luokittelijat" ja "koodit".

12. Miten automatisoidut tietopankit eroavat tietokannoista?

13. Mitä automaattiset tietopankit sisältävät?

14. Kuin asiakas-palvelin arkkitehtuuri eroaa tiedostopalvelimesta?

15. Ilmoita DBMS:n pääominaisuudet.

16. Mitä tietojen eheyden varmistaminen tarkoittaa?

17. Kuvaa tietokannan kuvausmallien tyypit.

4. tietotekniikka johtamisessa ja taloudessa

Hierarkkinen tietomalli

Tietueessa on elementtien järjestys, yhtä elementtiä pidetään pääelementtinä, loput ovat alisteisia. Tietueen tiedot on järjestetty tietyssä järjestyksessä, kuten tikkaiden askelmat, ja tietojen haku voidaan suorittaa vain peräkkäin laskeutumalla askeleelta. Minkä tahansa tietoelementin etsiminen tällaisesta järjestelmästä voi olla melko työlästä, koska on tarpeen käydä läpi useita aikaisempia hierarkkisia vaiheita.

Hierarkkinen tietokanta muodostuu levylle tallennettujen tiedostojen hakemistosta; Hakemistopuu, jota voi tarkastella Total Commanderissa, on selkeä osoitus tällaisen tietokannan rakenteesta ja siitä halutun elementin etsimisestä. Sama tietokanta on sukupuu.

Verkkotietomalli

Sille on ominaista suuri joustavuus, koska pystysuuntaisten hierarkkisten yhteyksien lisäksi on mahdollista muodostaa vaakasuuntaisia ​​yhteyksiä. Tämä helpottaa tarvittavien tietoelementtien löytämistä, koska kaikkia olemassa olevia vaiheita ei enää tarvitse käydä läpi.

Verkkotietokanta on itse asiassa World Wide Web maailmanlaajuinen tietokoneverkko Internet. Hyperlinkit yhdistävät satoja miljoonia asiakirjoja yhteen verkkotietokantaan.

Relaatiotietomalli

Relaatiotietokannassa tietue on suorakulmaisen taulukon rivi. Tietueen elementit muodostavat tämän taulukon sarakkeet (kentät). Kaikilla sarakkeen elementeillä on sama tyyppi (numeerinen, merkki), ja jokaisella sarakkeella on yksilöllinen nimi. Taulukossa ei ole identtisiä rivejä.

Tällaisten tietokantojen etuja ovat tiedon organisoinnin selkeys ja selkeys, tarvittavan tiedon haun nopeus.

Esimerkki relaatiotietokannasta on apurahatehtävälomake, jossa merkintä on rivi, jossa on tietoja tietystä opiskelijasta, ja kenttien (sarakkeiden) nimet osoittavat, mitä tietoja kustakin opiskelijasta tulee kirjata taulukon soluihin.

Mikä tahansa tyyppi voidaan pelkistää suhteelliseksi.

Tietotyypit

Tietotyyppi määrittelee arvojoukon, jotka tietty kenttä voi ottaa eri tietueissa.

Tärkeimmät tietotyypit nykyaikaisissa tietokantoissa:

numeerinen;

teksti;

• treffiaika;

  raha;

  looginen;

Avaimet

Superavain - nämä ovat yksi tai useampia taulukkokenttiä, jotka tunnistavat yksilöllisesti jokaisen taulukon rivin

Mahdollinen (mahdollinen) avain tämä on superavain, joka sisältää vähimmäisjoukon kenttiä, jotka tarvitaan taulukon jokaisen rivin yksilöimiseen.

Pääavain - Tämä potentiaalia avain, joka on valittu yksilöimään jokainen taulukon rivi; Yleensä valitaan se ehdokasavain, joka on helpoin syöttää, yleensä numeerinen.

Avainkenttä Access DBMS:n taulukot ovat taulukon ensisijainen avain.

Suhdesuhteiden tyypit

Yksi yhteen;

Jokainen päätaulukon ensisijaisen avaimen arvo vastaa yhtä tai useampaa alitaulukon tietuetta.

Tällaista suhdetta ei käytetä kovin usein, koska suurin osa tällä tavalla liittyvistä tiedoista voidaan sijoittaa yhteen taulukkoon. Yksi-yhteen-suhdetta voidaan käyttää monia kenttiä sisältävien taulukoiden osiointiin, taulukon osan erottamiseen turvallisuussyistä ja tietueiden osajoukkoon liittyvien tietojen tallentamiseen päätaulukkoon.

yksi-moneen;

Jokaisella päätaulukon ensisijaisen avaimen arvolla on yksi tai useampi tietue tai ei yhtään tietuetta alitaulukossa.

Yksi-moneen-suhde on yleisimmin käytetty taulukkojen välinen suhde.

monesta moneen.

Monista moneen -suhteessa yhdellä tietueella taulukossa A voi olla useita tietueita taulukossa B ja yhdellä taulukon B tietueella voi olla useita tietueita taulukossa A. Useita moneen -suhde on kaksi yksi yhteen suhteita -monet" kolmannen taulukon kanssa.

Pöytien välisten suhteiden järjestäminen

Yksi yhteen - taulukot on linkitetty niiden ensisijaisilla avaimilla (molempien taulukoiden ensisijaiset avaimet on asetettu samoiksi);

yksi-moneen– päätaulukko (yksi) on linkitetty ensisijaisella avaimella alitaulukkoon (moniin) vieraalla avaimella (tämä on alitaulukkoon lisätyn päätaulukon ensisijainen avain)

monesta moneen - Tällaisen kahden taulukon välisen suhteen järjestämiseksi luodaan kolmas (väli)taulukko, johon lisätään kahden ensimmäisen taulukon ensisijaiset avaimet. Ensimmäinen ja kolmas taulukko sekä toinen ja kolmas taulukko ovat yhteydessä toisiinsa, yksi-moneen-tyyppinen suhde.

Esimerkki tietokannan organisaatiosta

Tietojen eheysehdot

Eheysehdolla varmistetaan, että alitaulukon tietueet vastaavat päätaulukon tietueita, ts. Et voi poistaa tietoja päätaulukon avainkentästä.

Operaatioiden peräkkäinen päivitys ja sarjaan liittyvien kenttien poistaminen mahdollistavat tietojen muokkaamisen ja poistamisen päätaulukon avainkentässä, mutta niihin liittyy automaattisia muutoksia asiaan liittyvään taulukkoon.

Minkä tahansa tietokannan ydin on tietomalli. Tietomalli - joukko tietorakenteita ja käsittelytoimintoja .

DBMS perustuu hierarkkisen, verkko- tai relaatiomallin, näiden mallien yhdistelmän tai joidenkin niiden osajoukon käyttöön.

Hierarkkinen tietomalli.

Hierarkkisen rakenteen peruskäsitteitä ovat: taso, elementti, yhteys. Solmu on kokoelma tietomääritteitä, jotka kuvaavat objektia. Hierarkkisessa puukaaviossa solmut esitetään graafin kärkipisteinä. Jokainen alemman tason solmu on yhdistetty vain yhteen solmuun korkeammalla tasolla. Hierarkkisella puulla on vain yksi kärki (puun juuri), joka ei ole minkään muun kärjen alisteinen ja sijaitsee ylimmällä (ensimmäisellä) tasolla (katso kuva 5).

Riisi. 5. Hierarkkinen tietomalli

Jokaisella tietokantatietueella on vain yksi (hierarkkinen) polku juuritietueesta. Esimerkiksi tietueen C4 polku kulkee tietueiden A ja B3 kautta.

Esimerkki hierarkkisesta rakenteesta. Jokainen opiskelija opiskelee tietyssä (vain yhdessä) ryhmässä, joka kuuluu tiettyyn (vain yhteen) tiedekuntaan (ks. kuva 6).

Riisi. 6. Esimerkki hierarkkisesta tiedon järjestämisestä

Verkkotietomalli

Verkkorakenteessa jokainen elementti voidaan liittää mihin tahansa muuhun elementtiin (katso kuva 7).

Riisi. 7. Verkkotietomalli

Esimerkki verkkorakenteesta. Tietokanta, joka sisältää tietoa tutkimusprojekteihin osallistuvista opiskelijoista (SRW). Yksi opiskelija voi osallistua useisiin tutkimusprojekteihin sekä useampi opiskelija osallistua yhden tutkimusprojektin kehittämiseen (ks. kuva 8).

Riisi. 8. Esimerkki verkon tietojen järjestämisestä

Relaatiotietomalli

Näille malleille on ominaista yksinkertainen tietorakenne, käyttäjäystävällinen esitystapa ja kyky käyttää relaatioalgebran muodollista laitteistoa.

Relaatiomalli keskittyy tietojen järjestämiseen kaksiulotteisten taulukoiden muodossa. Jokainen relaatiotaulukko (relaatio) on kaksiulotteinen taulukko, ja sillä on seuraavat ominaisuudet:

· jokainen taulukon elementti on yksi tietoelementti;

· kaikki taulukon sarakkeet ovat homogeenisia, ts. kaikilla sarakkeen elementeillä on sama tyyppi (numeerinen, merkki jne.) ja sama pituus;

Jokaisella sarakkeella on yksilöllinen nimi;

· taulukossa ei ole identtisiä rivejä;

· rivien ja sarakkeiden järjestys voi olla mielivaltainen.

Esimerkki. Relaatiotaulukon avulla voidaan esittää tietoa yliopistossa opiskelevista opiskelijoista.

Kutsutaan kenttä, jonka jokainen arvo yksilöi vastaavan tietueen yksinkertaisella avaimella(avainkenttä). Jos tietueet tunnistetaan yksiselitteisesti useiden kenttien arvojen perusteella, tällaisella tietokantataulukolla on komposiittiavain.

Kahden relaatiotaulukon linkittämiseksi sinun on sisällytettävä ensimmäisen taulukon avain osaksi toisen taulukon avainta (avaimet voivat olla samat); Muussa tapauksessa sinun on mentävä ensimmäisen taulukon rakenteeseen ulkoinen avain- toisen pöydän avain.

Samat tiedot voidaan ryhmitellä taulukoiksi eri tavoin. Taulukoiden attribuuttien ryhmittelyn tulee olla rationaalista, ts. päällekkäisten tietojen minimointi ja niiden käsittelymenettelyn yksinkertaistaminen.

Suhteiden normalisointi - suhteiden (taulukoiden) muodostumisen muodollinen rajoituslaitteisto, joka eliminoi päällekkäisyydet, varmistaa tietokantaan tallennettujen tietojen johdonmukaisuuden ja vähentää tietokannan ylläpidon (syöttäminen, säätäminen) työvoimakustannuksia.

Normaalia ihmissuhdemuotoa on viisi. Näiden lomakkeiden tarkoituksena on vähentää tiedon redundanssia ensimmäisestä viidenteen normaalimuotoon. Siksi jokaisen seuraavan normaalimuodon on täytettävä edellisen lomakkeen ja jotkin vaatimukset lisäehdot. Käytännön tietokantasuunnittelussa neljättä ja viidettä muotoa ei pääsääntöisesti käytetä.

Tarkastellaan normalisointimenettelyä käyttämällä esimerkkiä monitaulukkoisen tietokannan suunnittelusta. Myynti sisältää seuraavat tiedot:

· Tietoja ostajista.

· Tilauspäivämäärä ja tilattujen tavaroiden määrä.

· Tilauksen valmistumispäivä ja myytyjen tavaroiden määrä.

· Myydyn tuotteen ominaisuudet (nimi, hinta, merkki).

Taulukko 2. Taulukon rakenne Myynti

Pöytä Myynti voidaan pitää yhden taulukon tietokantana. Suurin ongelma on, että se sisältää huomattavan määrän toistuvaa tietoa. Tämä tietorakenne aiheuttaa seuraavat tietokannan kanssa työskentelyssä ilmenevät ongelmat:

· Sinun on käytettävä paljon aikaa toistuvien tietojen syöttämiseen. Esimerkiksi kaikkien yhden ostajan tekemien tilausten osalta sinun on syötettävä samat ostajatiedot joka kerta.

· Asiakkaan osoitteen tai puhelinnumeron muuttuessa kaikki asiakkaan tilauksista tietoa sisältävät tietueet on korjattava.

· Päällekkäisten tietojen esiintyminen johtaa tietokannan koon perusteettomaan kasvuun. Tämän seurauksena kyselyn suoritusnopeus laskee. Lisäksi päällekkäiset tiedot tuhlaavat tietokoneesi levytilaa.

· Minkä tahansa hätätilanteita vaatii paljon aikaa vaadittujen tietojen saamiseen.

Teemat:loogiset tietokantamallit, esineiden ja tietueiden tunnistaminen, tietueiden haku.

1. Hierarkkiset ja verkkotietomallit.

Minkä tahansa tietokannan ydin on tietomalli. Tietomalli on joukko tietorakenteita ja käsittelytoimintoja. Tietojen välisten yhteyksien muodostamismenetelmän mukaan ne erottuvat hierarkkiset, verkosto- ja relaatiomallit.

Hierarkkinen malli voit rakentaa tietokantoja puurakenteella. Niissä jokainen solmu sisältää oman tietotyyppinsä (entiteetti) Tämän mallin puun ylimmällä tasolla on yksi solmu - "juuri", seuraavalla tasolla on tähän juureen liittyvät solmut, sitten solmut. edellisen tason solmut jne. Lisäksi jokaisella solmulla voi olla vain yksi esi-isä (kuva 1)

Hae dataa hierarkkinen järjestelmä alkaa aina juuresta. Sitten lasketaan tasolta toiselle, kunnes haluttu taso saavutetaan. Siirtyminen järjestelmän läpi tietueesta toiseen tapahtuu linkkien avulla.

Linkkien käyttäminen pääsyn järjestämiseen rakenteen yksittäisiin elementteihin ei mahdollista peräkkäiseen hakuun perustuvan hakumenettelyn lyhentämistä. Hakumenettely on tehokkaampi, jos jokin siirtymäjärjestys seuraava elementti puu.

Hierarkkisen mallin tärkeimmät edut ovat todellisen maailman hierarkkisten rakenteiden kuvauksen yksinkertaisuus ja nopea toteutus Tietorakennetta vastaavat kyselyt sisältävät kuitenkin usein redundantteja tietoja. Lisäksi ei aina ole kätevää aloittaa tarvittavien tietojen etsimistä juurista joka kerta, eikä ole muuta tapaa liikkua tietokannassa hierarkkiset rakenteet Ei.

Hierarkkiset mallit ovat yleisiä monilla aloilla, mutta monissa tapauksissa erillinen sisäänkäynti vaatii useamman kuin yhden esityksen tai liittyy useisiin muihin. Tulos on yleensä enemmän monimutkaiset rakenteet verrattuna puumaisiin. Verkkorakenteessa mikä tahansa elementti voidaan liittää mihin tahansa muuhun elementtiin. Kuvassa on esimerkkejä verkkorakenteista. 2

Verkon rakenne voidaan kuvata käyttämällä alkuperäisiä ja luotuja elementtejä. Se on kätevä esittää niin, että luodut elementit sijaitsevat alkuperäisten alapuolella.

On suositeltavaa erottaa yksinkertaiset ja monimutkaiset verkkorakenteet.

Jos yksi tietoobjekti on yhdistetty koko joukkoon muita objekteja tai kaikki objektit ovat yhteydessä kaikkiin, niin tällaista rakennetta kutsutaan kompleksiksi.

Esimerkiksi yksi opiskelijaryhmä on yhdistetty kaikkiin ryhmän opiskelijoihin. Tai esimerkissä oppilaitoksesta kuvassa. 3 jokainen opettaja voi opettaa monia (teoreettisesti kaikkia) opiskelijoita, ja jokainen opiskelija voi oppia monelta (teoreettisesti kaikilta) opettajilta. Koska tämä on luonnollisesti käytännössä mahdotonta, meidän on turvauduttava joihinkin rajoituksiin.

Jotkut rakenteet sisältävät silmukoita. Jakso on tilanne, jossa solmun edeltäjä on samalla sen seuraaja. "Lähteen luoma" suhde muodostaa suljetun silmukan. Esimerkiksi tehdas valmistaa erilaisia ​​tuotteita. Jotkut tuotteet valmistetaan muissa alihankintatehtaissa. Yksi sopimus voi sisältää usean tuotteen valmistuksen. Näiden suhteiden esittäminen muodostaa syklin.

Joskus objektit liittyvät muihin samantyyppisiin objekteihin. Tätä tilannetta kutsutaan silmukaksi. Kuvassa Kuvassa 4 on kaksi melko yleistä tilannetta, joissa silmukoita voidaan käyttää. Työntekijöiden ryhmässä joidenkin työntekijöiden väliset suhteet määritellään. Materiaaliluettelotietokantaan on lisätty monimutkaisuus: jotkin kokoonpanot koostuvat itse kokoonpanoista.

Verkkorakenteiden jakaminen yksinkertaisiin ja monimutkaisiin on välttämätöntä, koska monimutkaiset rakenteet vaativat monimutkaisempia fyysisiä esitysmenetelmiä. Tämä ei aina ole haitta, koska monimutkainen verkkorakenne voidaan (ja useimmissa tapauksissa pitää) pelkistää yksinkertaiseen muotoon.

Hierarkkisten ja verkkomallien käyttö nopeuttaa pääsyä tietokannan tietoihin. Mutta koska jokaisen tietoelementin tulee sisältää viittauksia joihinkin muihin elementteihin, tarvitaan merkittäviä resursseja sekä levy- että tietokoneen päämuistissa. Päämuistin puute tietysti vähentää tietojenkäsittelyn nopeutta. Lisäksi tällaisille malleille on ominaista tietokannan hallintajärjestelmän (DBMS) toteuttamisen monimutkaisuus.

2. Esineiden ja tietueiden tunnistaminen

Tietojenkäsittelytehtävissä attribuutit kutsutaan(nimetä) ja omistaa heille merkityksiä.

Tietoa käsitellessään käyttäjä käsittelee joukkoa esineitä, tietoja kiinteistöistä joista jokainen on tallennettava (tallennettu) nimellä tiedot, jotta ongelmia ratkaistaessa ne löytyvät ja tarvittavat muunnokset voidaan tehdä.

Siten mille tahansa objektin tilaan on ominaista joukko attribuutteja, joilla on joitain arvoja tällä hetkellä. Ominaisuuksia on joissain kiinteitä materiaalinen väliaine kuten levyjä. Ennätys— joukko (ryhmä) formalisoituja tietoelementtejä(määritearvot esitetään muodossa tai toisessa). Attribuutin arvo tunnistaa esine, ts. Arvon käyttäminen hakuominaisuudena mahdollistaa yksinkertaisen valintakriteerin toteuttamisen vertailun perusteella.

Yksittäinen objekti on aina yksilöllinen, joten sitä koskevia tietoja sisältävällä tietueella on myös oltava yksilöllinen tunniste, eikä millään muulla objektilla saa olla samaa tunnistetta. Koska tunniste on tietoelementin arvo, on joissakin tapauksissa tarpeen käyttää useampaa kuin yhtä elementtiä yksilöllisyyden varmistamiseksi. Esimerkiksi opetussuunnitelman tieteenaloja koskevien tietueiden yksilöimiseksi on tarpeen käyttää elementtejä LUKUKANSSA ja NIMEÄ, koska yhtä tieteenalaa on mahdollista opettaa eri lukukausilla.

Yllä ehdotettu järjestelmä edustaa attributiivinen tunnistusmenetelmä objektin sisältö. Hän on tarpeeksi luonnollinen hyvin jäsennelty(tosiasialliset) tiedot. Lisäksi rakenne ei tarkoita vain tiedon esitysmuotoa (muoto, tallennustapa), vaan myös tapa, jolla käyttäjä tulkitsee merkityksen(parametrin arvoa ei esitetä vain ennalta määritetyssä muodossa, vaan sen mukana on yleensä myös merkintä arvon ulottuvuudesta, jonka avulla käyttäjä voi ymmärtää sen merkityksen ilman Muita kommentteja). Näin ollen todisteet viittaavat niiden mahdollisuuteen suoraan tulkintoja.

Tämä menetelmä ei kuitenkaan käytännössä sovellu tunnistamiseen huonosti jäsenneltyä tietoa, liittyy esineisiin, joilla on täydellinen luonto. Tällaiset objektit määritellään usein loogisesti ja epäsuorasti - muiden objektien kautta. Niiden kuvaamiseen käytetään luonnollista tai keinotekoista. Vastaavasti merkityksen ymmärtämiseksi käyttäjän on käytettävä asianmukaisia ​​kielen sääntöjä ja oltava tietoja, joiden avulla hän voi tunnistaa ja yhdistää saamansa tiedot olemassa olevaan tietoon. Eli tällaisten tietojen tulkintaprosessilla on välittäjänä luonteeltaan ja edellyttää lisätietojen käyttöä, joita ei välttämättä ole virallisessa muodossa tietokannassa.

3. Etsi tietueita

Ohjelmoijan tai käyttäjän on voitava päästä käsiksi tarvitsemiinsa yksittäisiin tietueisiin tai yksittäisiin tietoelementteihin.

Voit tehdä tämän käyttämällä seuraavia menetelmiä:

Aseta tietojen koneosoite ja lue arvo tietueen fyysisen muodon mukaan. Nämä ovat tapauksia, joissa ohjelmoijan on oltava "navigaattori".

Kerro järjestelmälle sen tietueen tai tietoelementin nimi, jonka se haluaa hakea, ja mahdollisesti tietojoukon organisaatio. Tässä tapauksessa järjestelmä itse tekee valinnan (edellisen kaavion mukaan), mutta tätä varten sen on käytettävä aputietoja tietojen rakenteesta ja joukon organisaatiosta. Tällaiset tiedot ovat olennaisesti redundantteja kohteen suhteen, mutta tietokannan kanssa kommunikointi ei vaadi käyttäjältä ohjelmointitietoa.

Kuten avain, joka tarjoaa pääsyn tietueeseen, voit käyttää tunnistetta - erillistä tietoelementtiä. Avain, joka yksilöi tietueen, kutsutaan ensisijainen (pää).

Siinä tapauksessa, kun avain tunnistaa tietyn ryhmän tietueita, joilla on tietty yleinen omaisuus, avain nimeltään toissijainen (vaihtoehto). Tietojoukossa voi olla useita toissijaisia ​​avaimia, joiden tarpeen määrittää vaatimus optimoida vastaavan avaimen tietueiden etsintäprosessit.

Joskus käytetään tunnisteena yhdistetty lukitusavain- useita tietoelementtejä, jotka yhdessä esimerkiksi varmistavat tietojoukon jokaisen tietueen yksilöllisen tunnistamisen.

Tässä tapauksessa avain voidaan tallentaa osana tietuetta tai erikseen. Esimerkiksi on suositeltavaa tallentaa avain tietueille, joilla on ei-ainutlaatuisia attribuuttiarvoja erikseen redundanssin välttämiseksi.

Esitetty avaimen käsite on looginen, eikä sitä pidä sekoittaa avaimen fyysiseen toteutukseen − indeksi, tarjoaa pääsyn yksittäisiä avainarvoja vastaaviin tietueisiin.

Yksi tapa käyttää toissijaista avainta syötteenä on järjestää käänteinen luettelo, jossa jokainen syöte sisältää avaimen arvon ja vastaavien tietuetunnusten luettelon. Hakemiston tiedot on järjestetty nousevaan tai laskevaan järjestykseen, joten algoritmi halutun arvon löytämiseksi on melko yksinkertainen ja tehokas, ja arvon löytämisen jälkeen tietue lokalisoidaan osoittimella fyysinen sijainti. Indeksin haittapuoli on, että se vie ylimääräistä tilaa ja se on päivitettävä aina, kun tietue poistetaan, päivitetään tai lisätään.

SISÄÄN yleinen tapaus käänteinen luettelo voidaan rakentaa mille tahansa avaimelle, mukaan lukien yhdistelmänäppäimet.

Hakutehtävien yhteydessä voidaan sanoa, että tietojen järjestämiseen on kaksi päätapaa: Ensimmäinen menetelmä edustaa taulukon suoraa järjestystä, toinen on ensimmäisen käänteismuoto. Suora matriisiorganisaatio on kätevä etsiä ehdolla "Mitä ovat määritetyn objektin ominaisuudet?", ja käänteinen on kätevä ehdolla "Millä objekteilla on määritetty ominaisuus?".