Transcript Data Bases - E-DNRS

Системи за управление на бази от
данни (модели на данните)
Понятие за база данни
База от данни – организирана колекция
(съвкупност) от данни, използвана с цел
моделиране на някакъв вид организация ил
организационен процес.
Предимства:





Централизирано управление на данните
Намалено и контролирано излишество на данните
Осигуряване на сигурност на данните (Data security)
Осигуряване на цялостност на данните (Data Integrity)
Независимост на данните (Data Independence)
– физическа независимост
– логическа независимост
2
Два вида БД-операционни и аналитични;
OLTP(on line transaction processing), т.е
ситуациите, където всекидневно се променят
данните(магазини за продажби на дребно,
клиники, производители и т.н.) Типът данни,
които се съхраняват е динамичен.
OLAP(on-line analytical
processing)(проследяват се минали и завосещи
от времето данни-т.е. работи се със статични
данни.
3
Ранни модели на БД
Йерархичен и мрежови модели.
Те предшестват релационният модел и са в
основата на неговото създаване
4
Йерархичен модел
ПРЕПОДАВАТЕЛ
СПЕЦИАЛНОСТ
СТУДЕНТ
ДИСЦИПЛИНА
ДИСЦИПЛИНА
ИСТОРИЯ
5
• Представянето е като обърнато дърво;
• Една таблица е “корен”, а другите клоните на
обърнатото дърво.
• Релацията в йерархичната база е от типа
родител/наследник. При тази релация всяка
родителска таблица може да се асоциира с
повече от една дъщерни, а една дъщерна
таблица се асоциира само с една родителска.
• Таблиците се свързват с указател или чрез
физическа подредба на записите.
6
Йерархичен модел
• Потребителят прави достъп до данните, като
започва от таблицата-корен и обхожда
дървото надолу, до достигане на данните от
“листата”. Това означава, че потребителя
познава много добре структурата на БД.
Предимства:
– Бързо извличане на данните;
– Цялост на връзките-тя е вградена и се прилага
автоматично, т.е. Запис от дъщерната таблица
задължително се свързва със запис от
родителската.
7
Йерархичен модел
Проблеми:
– Имаме нов запис в дъщерна таблица, но не знаем
към коя ридителска принадлежи!?!
– Не могат да се поддържат по-сложни релации и е
възможно да се стигне до повтарящи се записи-не
може да се приложи релация много към много.
8
Мрежов модел на БД
СТУДЕНТ
ДИСЦИПЛИНА
NO_СТ, ИМЕ, АДРЕС
СТ_ЗАП
ЗАПИСВАНЕ
NO_СТ,NO_ДИСЦ,КУРС,BOOL
NO_ДИСЦ,НАИМЕН.,NO_ПРЕП
NO_ДИСЦ.
Отговаря(NO_ПРЕП)
ПРЕПОДАВАТЕЛ
NO_ПРЕП,ИМЕ,ДЛЪЖНОСТ
9
Мрежов модел на БД
• Представя се с възли и свързващи
структури;
• Всеки възел е колекция от записи;
• Всяка свързваща структура представя
релация-единя възел е собственик, другия
член (за разлика от родител/наследник).
Всяка свързваща структура поддържа M:N
релациите.
10
Проблеми на мрежовия модел на БД:
• Потребителят трябва да бъде много
добре запознат със структурата на БД, за
да може да обхожда свързващите
структури;
• При всяка промяна в структурата,
трябва да се променят приложните
програми.
11
Релационен модел на БД (РМБД)
СТУДЕНТ
ПРЕПОДАВАТЕЛ
NO_СТ
ИМЕ
АДРЕС
NO_ПРЕП
ИМЕ
ДЛЪЖНОСТ
1215
Ана
София
101
Павлов
Доцент
1218
Петър
Пловдив
105
Димитров
Професор
1230
Иван
Русе
110
Георгиев
Доцент
ДИСЦИПЛИНА
ЗАПИСВАНЕ
NO_ДИСЦ
НАИМЕНОВАНИЕ
NO_ПРЕП
NO_СТ
NO_ДИСЦ
КУРС
BOOL
152
Информатика
110
1215
152
2009
Взел
210
Мениджмънт
105
1215
210
2009
Скъсан
212
Чужд език
101
1215
210
2011
Взел
255
Математика
105
1218
152
2011
Взел
1230
210
2011
Скъсан
12
РМБД (1069-Едгар Ф. Кол)
Релационната БД съхранява данни в
релации, които потребителят възприема
като таблици. Всяка релация е съставена
от записи и атрибути или полета.
13
РМБД
Предимства:
• Вградена цялост на много нива;
• Логическа и физическа независимост
на данните от приложенията;
• Гарантирана съгласуваност и точност
на данните;
•Лесно извличане (SELECT).
14
РМБД
Целите на РМБД са:
–
–
–
–
–
–
–
Да предложи лесни за използване схеми на
данните;
Намаляване на физическата и логическата
зависимости;
Предоставяне на потребителите на език от
високо ниво;
Оптимизиране на достъпа до данните;
Подобряване на интегритета и секретността;
Разработка на разнообразни приложения;
Създаване на методология E-R модел, MERISE,
ORM и други;
15
Интегритет
• Относителен интегритет (ограничение на
чуждия ключ)
R1
R2
Отнасяща се
релация
Цитирана
релация
Ключ
не
ключов
атрибут
Employee
Noem
Name
Nodept
1
Иван
2
3
Depart
Nodept
Name
NoHead
1
1
Счет.
3
Стоян
2
2
Пласм.
2
Георги
1
3
Произв.
4
16
Компоненти на система за управление на БД (1)
 Програми
– Ядро на СУБД (database server, database engine)
– Сервизни програми
•
•
•
•
•
настройка и тестване на системата
създаване на резервни копия на БД
възстановяване след аварийни ситуации и повреда
реорганизация на БД
събиране на статистики за функционирането и производителноста
– Инструментални средства
• процесори на езици за програмиране
• процесори на езици за БД
• генератори на отчети
– Приложни програми
17
Компоненти на система за управление на БД (2)
 Потребители
– Администратор на БД
– Приложни програмисти (DB application programmers)
– Крайни потребители (end users)
 Модели на данните (Data models)
– Вътрешен модел на данните (физически)
– Концептуален модел на данните
(логически/информационен)
– Външни модели на данните
18
Компоненти на система за управление на БД (3)
 Езици за БД (подезик на данните,
Query Language)
– Език за описание на данните
(Data Definition Language / DDL)
Формалното и пълно описание на модел на данните
се нарича схема (schema).
– Език за манипулиране на данните
(Data Manipulation Language / DML)
 Реализиране на езиците за БД
 Независим език
 Вграден език (Embedded Query Language) или
програмен език на заявките
19
Архитектура на система БД
ПП1
ПП2
ПП3
Въ нш ен мо д ел А
Въ нш на схем а А
ПП4
Въ нш ен мо д ел Б
Въ нш на схем а Б
Изо б р аж ения
Вн-К
К о нцептуален мод ел
К о нцептуална схем а
С У БД
Изо б р аж ение
К -Вт
Въ тр еш ен мо д ел
Въ тр еш на схем а
АБД
БД
20