Fundamentele sistemelor informatice. Bază de date.

Plan.

1. Concepte de bază.

2. Clasificarea bazelor de date.

3. Modele de date.

4. Obiecte informaţionale şi conexiuni.

5. Proiectarea bazei de date.

6. Componența fișierului bazei de date. Arhitectura DBMS.

7. Legătura de tabele. Integritatea datelor.

8. Tipuri de cereri. Structura cererii.

Noțiuni de bază.

În istoria dezvoltării tehnologia calculatoarelor Au existat două direcții principale de aplicare a acestuia.

Primul implică efectuarea de calcule numerice mari care sunt dificil sau imposibil de realizat manual. Dezvoltarea acestei zone a contribuit la accelerarea dezvoltării metodelor modelare matematică, metode numerice, limbaje de programare nivel inalt, conceput pentru prezentarea convenabilă a algoritmilor de calcul.

A doua direcție este asociată cu utilizarea tehnologiei computerizate pentru a crea, stoca și procesa cantități mari de date. Astfel de probleme sunt rezolvate Sisteme de informare(ESTE). Acestea includ căutarea, referința, sisteme bancare, sisteme automatizate managementul întreprinderii.

Problemele de primul tip sunt caracterizate de volume mari munca de calcul cu cerinţe de memorie relativ mici. Sarcinile de al doilea tip, dimpotrivă, necesită volume mari memorie externa cu calcule relativ mici. A doua zonă de aplicare a apărut ceva mai târziu decât prima. Acest lucru se datorează faptului că în primele etape memoria externă a sistemelor de calcul era imperfectă, adică. depozitare sigură volume mari de date nu au fost posibile.

Pentru a facilita prelucrarea informațiilor, sunt create sisteme informatice. Sistem informatic este un complex hardware și software care asigură execuția următoarele funcții:

· introducerea de date despre obiectele unora domeniul subiectului;

· stocarea și protecția fiabilă a datelor în memoria externă a sistemului informatic;

· adăugarea, ștergerea, modificarea datelor;

· sortarea și preluarea datelor în funcție de solicitările utilizatorilor;

· efectuarea de transformări informaţionale specifice unei anumite domenii;

· furnizarea utilizatorilor interfață ușor de utilizat; rezumarea și raportarea datelor.

Volumul de date dintr-un IS poate ajunge la miliarde de octeți. De aici și nevoia de dispozitive care stochează cantități mari de date în memoria externă. Numărul de utilizatori IS poate ajunge la zeci de mii, ceea ce creează multe probleme în implementare. algoritmi eficienti funcționarea SI. Aceste sarcini sunt rezolvate cu succes dacă datele sunt în Sistem informatic structurat.

Exemplu date structurate – grup de elevi. Fiecare membru al grupului este individual în multe privințe și poate fi caracterizat prin laturi diferite. Dar decanatul va fi cel mai probabil interesat de următoarele date (domeniu): numele de familie al studentului, prenumele, patronimicul, cursul, numele grupei, gama de note la disciplinele studiate. Astfel, din întreaga varietate de date sunt selectate doar unele, adică. se creează un model informaţional al obiectului. Datele sunt organizate în ordinea în care apar, în funcție de tipurile de date (formatele) utilizate, după care pot fi prelucrate de o mașină automată, care este un computer.

Se numește o colecție de date interconectate structură de date. Se numește un set de date structurate legate de un domeniu baza de date (DB) . Este numit un set de programe care implementează funcții IS într-o bază de date într-o formă ușor de utilizat sistem de gestionare a bazelor de date (DBMS). Programele care efectuează o prelucrare specifică a datelor în baza de date constituie un pachet programe de aplicație(PPP). Deci, putem concluziona că IP este o asociație organizatorică hardware(AO), una sau mai multe baze de date (DB), sistem de management al bazelor de date (DBMS) și pachete de aplicații software (APP).

Clasificarea bazelor de date.

Conform tehnologiei de prelucrare Bazele de date sunt împărțite în centralizate și distribuite.

Centralizat Baza de date este stocată în întregime în memoria unui sistem informatic. Dacă sistemul face parte dintr-o rețea, atunci accesul la această bază de date a altor sisteme este posibil.

Distribuit O bază de date constă din mai multe baze de date, eventual suprapuse sau duplicate, stocate în memoria diferitelor sisteme informatice conectate la o rețea.

Pe baza metodei de accesare a datelor, bazele de date sunt împărțite în acces local și la distanță (de rețea).

Acces local presupune că SGBD procesează o bază de date care este stocată pe același sistem informatic.

Acces de la distanță - acesta este un acces la o bază de date care este stocată pe unul dintre sistemele incluse în rețea de calculatoare. Accesul de la distanță poate fi efectuat pe bază de server de fișiere sau client-server.

Arhitectura serverului de fișiere presupune alocarea unuia dintre calculatoarele din rețea (server) pentru stocarea unei baze de date centralizate. Toate celelalte computere din rețea (clienți) joacă rolul de stații de lucru care copiază partea necesară a bazei de date centralizate în memoria lor unde are loc procesarea. Cu toate acestea, cu o intensitate mare a solicitărilor către baza de date centralizată, încărcarea pe canalele de rețea crește, ceea ce duce la o scădere a performanței IS-ului în ansamblu.

Arhitectura client-server presupune că un server dedicat stocării unei baze de date centralizate procesează suplimentar cererile clientului. Clienții primesc date deja procesate prin rețea. Având în vedere utilizarea pe scară largă a bazelor de date în cea mai mare parte diverse zone, V În ultima vreme Arhitectura client-server este folosită și pe single sisteme de calcul. În acest caz program client, care are nevoie de date din baza de date, trimite o cerere către server - programul care gestionează întreținerea bazei de date, pe un limbă universală cereri. Serverul trimite datele programului care sunt rezultatul unei căutări în baza de date la cererea sa. Această metodă este convenabilă deoarece programul client nu este necesar să conțină toate funcțiile de întreținere și întreținere a bazei de date; serverul este responsabil. Ca rezultat, scrierea programelor client este simplificată.În plus, orice număr de clienți poate accesa serverul.

Modele de date.

Pentru a implementa funcțiile principale în IS, acestea sunt utilizate diverse principii descrierile datelor. Miezul oricărei baze de date este model de reprezentare a datelor.

Model de date definește structura logică a datelor stocate în baza de date (adică introducerea unor acorduri privind modalitățile de prezentare a datelor) și relațiile dintre acestea.

Principalele modele de prezentare a datelor includ:

Ierarhic

· Rețea

· Relațional

· Post-relațional

· Multidimensional

Orientat pe obiecte

Cel mai răspândit model relațional date, este cel mai universal și alte modele pot fi reduse la acesta.Modelul de date relaționale este axat pe organizarea datelor sub formă de tabele bidimensionale.

Cel mai important concept modele de date relaţionale este esență. Esență este un obiect de orice natură, date despre care sunt stocate în baza de date. Datele despre entități sunt stocate în tabele bidimensionale numite relaționale.

Fiecare tabel relațional trebuie să aibă următoarele proprietăți:

· un element de tabel - un element de date;

· fiecare coloană a tabelului conține date de același tip (întreg, numerice, text etc.);

Fiecare coloană are un nume unic;

· numărul de coloane este specificat la crearea tabelului;

· ordinea înregistrărilor într-o relație poate fi arbitrară;

· intrările nu trebuie repetate;

· Numărul de înregistrări dintr-o relație nu este limitat.

Obiectele, relațiile și relațiile lor sunt prezentate sub formă Mese. Construcția formală a tabelelor este asociată cu conceptul fundamental atitudine(termen relaționale vine de la cuvânt englezesc relație- atitudine).

Pentru mulțimile finite arbitrare date M 1, M 2, ..., M N, mulțimea tuturor mulțimilor posibile de forma (μ 1, μ 2, ..., μ Ν), unde μ 1 Є M 1, μ 2 Є M 2, ..., μ Ν Є M N le numesc produsul cartezian M 1 × M 2 ×...×M N . Raportul R, definită pe mulțimea M 1, M 2, ..., M N, se numește submulțime a produsului cartezian M 1 × M 2 ×... × M N. În acest caz, se numesc mulţimile M 1, M 2, ..., M N domenii relaţii, iar elementele produsului cartezian sunt în tupluri relaţie. Numărul N determină grad relații, numărul de tupluri - ei putere.

Într-un tabel relațional, fiecare coloană este un domeniu (s nume alternativ camp), iar colecția de elemente din fiecare rând este un tuplu (sau record).

Linia antetului este numită schema de relatii.

De exemplu, schema de relații STUDENT poate fi următoarea:

STUDENT (NUME, PRENUME, NUME PATRONIC, FACULTATE, CURS, GRUP), aici STUDENT este o relație, iar NUMELE, PRENUMELE etc. - atribute.

În raport cu fiecare instanță specifică entitatea este reprezentată printr-un șir numit caravană(sau înregistrare).

Următorul tabel reprezintă relația STUDENT

NUME DE FAMILIE	NUME	NUME DE FAMILIE	FACULTATE	BINE
Ivanov	Ivan	Ivanovici	IEF
Petrov	Petru	Petrovici	RTF
Sidorov	Anton	Egorovici	VT

Cheia principala O relație este un câmp sau un grup de câmpuri care identifică în mod unic o înregistrare. În relația STUDENT, cheia primară poate fi câmpul LAST NAME, dacă nu există omonim în toate, acesta va fi simplu cheie. Dacă există nume, atunci se va crea un set de câmpuri - nume de familie, prenume, patronimic compozit cheia principala. În practică, un câmp în care potrivirile sunt în mod evident excluse este de obicei ales ca câmp cheie.

Pentru exemplul luat în considerare, un astfel de câmp ar putea fi numărul cărții de înregistrare a studentului.

Proprietăți cheia principala:

· unicitate - doar o cheie primară poate fi atribuită unui tabel; câmpurile dintr-o cheie compusă pot fi repetate, dar nu toate;

· non-redundanță - nu trebuie să existe câmpuri care, fiind eliminate din cheia primară, să nu încalce unicitatea acesteia;

· Cheia primară nu trebuie să includă câmpuri de tip, comentariu și grafic.

Pentru a evita înregistrările duplicate, acestea ajung să conecteze tabele. De exemplu, dacă în relația STUDENT este necesar să se descrie universitatea în care studiază, atunci, la prima vedere, ar fi posibil să se includă în relație următoarele câmpuri STUDENT (NUME, PRENUME, NUME DE MODEL, FACULTATE, CURS, GRUP, NUMELE UNIVERSITĂȚII, ADRESA). Dar atunci când completați un astfel de tabel, pentru fiecare student va trebui să indicați un nume destul de lung al universității și adresa acesteia, ceea ce este incomod. Mai mult, orice eroare minoră în introducerea acestor câmpuri va duce la o încălcare a consistenței bazei de date. De exemplu, o eroare în adresa unei universități va duce la apariția în baza de date a două universități cu același nume și adrese diferite. În acest caz, procedați astfel: introduceți câmpul „cod universitar” (număr întreg) în relația STUDENT și adăugați o altă relație UNIVERSITATE (cod universitar, nume, adresă). Apoi relația STUDENT și UNIVERSITATE va fi legată prin câmpul „cod universitar”.

STUDENT (NUME, PRENUME, NUME PATRONIC, FACULTATE, CURS, GRUP, COD UNIVERSITAR)

UNIVERSITATE (cod universitate, NUME, ADRESA, TELEFON)

Când lucrați cu astfel de tabele, numai datele din câmpul „Codul universitar” pot fi repetate și toate informatie necesara despre universitate poate fi luată din relația universitate. Vă rugăm să rețineți că introducerea unui număr întreg în câmpul „Cod universitar”, în loc de nume lung, va aduce mult mai puține erori. În ceea ce privește UNIVERSITATEA, câmpul „COD Universitar” va fi cheia primară, iar în raport cu STUDENT, câmpul „COD Universitar” va fi o cheie străină.

Pentru a conecta tabele relaționale, trebuie să introduceți câmpuri de același tip în ambele tabele, care vor determina relația dintre înregistrările ambelor tabele. Există mai multe tipuri de relații: „unu la unu”, „unu la mulți”, „mulți la mulți”. În exemplul de mai sus, a fost stabilită o relație unu-la-mulți, adică. O intrare din tabelul UNIVERSITATE corespunde mai multor intrări din tabelul STUDENT.

Obiecte informaționale și conexiuni.

Obiect informativ este o descriere a unui obiect, proces sau fenomen real sub forma unui set de caracteristici ale acestuia ( elemente de informare), numit Detalii. Un obiect informațional cu o anumită structură (compoziția necesară) formează un tip (clasă), căruia i se atribuie un nume unic. Un obiect informațional cu caracteristici specifice se numește instanță. Fiecare instanță este identificată prin specificarea unui atribut cheie (cheie). Aceleași detalii în diferite obiecte informaționale pot fi atât cheie, cât și descriptive. Un obiect de informare poate avea mai multe chei.

Exemplu. Obiectul de informare STUDENT are următoarele cerințe: număr(numărul cărții de note este un detaliu cheie), nume de familie, Nume, nume de familie, Data nașterii, codul locului de antrenament. Obiect informativ PROFIL PERSONAL: numarul studentului, adresa de acasa, numarul certificatului O învățământ secundar, Statusul familiei , copii. Obiectul de informare LOCUL DE STUDIU include detalii, cod(recuzită cheie), numele universității, facultate, grup. Obiect informativ PROFESOR: cod(recuzită cheie), departament, nume de familie, Nume, nume de familie, grad academic, titlu academic, denumirea funcției.

Relaţiile care există între obiectele reale sunt definite în modelele informaţionale ca comunicatii . Există trei tipuri de conexiuni: unu la unu (1:1), unu la multi(1:∞) și multi la multi (∞:∞).

Conexiune unu la unu determină că o instanță a obiectului informațional X corespunde nu mai mult de o instanță a obiectului informațional Y și invers.

Exemplu. Obiectele informaționale STUDENT și PROFIL PERSONAL vor fi legate într-o relație unu-la-unu. Fiecare student are anumite date unice în dosarul său personal.

La contact unu la multi O instanță a obiectului informațional X poate corespunde oricărui număr de instanțe ale obiectului informațional Y, dar fiecare instanță a obiectului Y este asociată cu cel mult o instanță a obiectului X.

Exemplu. Trebuie stabilită o relație unu-la-mulți între obiectele informaționale LOC DE STUDIU și STUDENT. Același loc de studiu poate fi repetat de mai multe ori pentru studenți diferiți.

Conexiune multi la multi presupune că o instanță a obiectului informațional X corespunde oricărui număr de instanțe ale obiectului Y și invers.

Exemplu. Obiectele informaționale STUDENT și PROFESOR au o relație multi-la-mulți. Fiecare elev învață de la mulți profesori și fiecare profesor învață mulți elevi.

În Access, puteți defini trei tipuri de relații între tabele: unu la multi, multi la multiȘi unu la unu. Conexiune unu la multi este cel mai des folosit tip de relație între tabele. Conexiuni multi la multi este implementat numai cu ajutorul unui al treilea tabel (de legătură), a cărui cheie constă în, de macar, două câmpuri, dintre care unul este comun cu tabelul X, iar celălalt este comun cu tabelul Y. Relație unu la unu nu este folosit foarte des, deoarece astfel de date pot fi plasate într-un singur tabel. Legătura cu atitudinea unu la unu folosit pentru a partiționa tabele foarte largi, pentru a separa o parte dintr-un tabel din motive de securitate și pentru a stoca informații legate de un subset de înregistrări în tabelul principal.

Informații conexe.

Tipuri de relații între obiectele domeniului

Relațiile bazate pe multiplicitate pot fi de patru tipuri - „unu-la-unu”, „unu-la-mulți”, „mulți-la-mulți”, „mulți-la-unu”.

O relație unu-la-unu (1:1) există atunci când o instanță a unui obiect este asociată cu o singură instanță a altuia. Relația este unică de la stânga la dreapta, precum și de la dreapta la stânga.

Oportunitati

Director de întreprindere

O relație unu-la-mai multe (1:M) există atunci când o instanță a unui prim obiect este asociată cu una (sau mai multe) instanțe ale unui al doilea obiect, dar fiecare instanță a celui de-al doilea obiect este asociată cu o singură instanță a primului obiect. . Relația este unică de la dreapta la stânga.

Cuprinde

Cartier

O relație multi-la-mulți (M:M) există atunci când o instanță a primului obiect este asociată cu unul sau o cantitate mare instanțe ale celei de-a doua și fiecare instanță a celei de-a doua cu una sau mai multe instanțe ale primei

Student (nume, carnet nr. Facultate) Materia (nume, număr de ore)

O relație multi-la-unu (M:1) este similară cu o relație unu-la-mulți. Relația este unică doar de la stânga la dreapta.

Numele elevului (M:1) Numărul grupului

Model conceptual. Se numește un model de obiecte cu atribute care le descriu și relațiile dintre ele model conceptual. Acest model reprezintă obiectele și relațiile lor fără a specifica modul în care sunt stocate fizic.

Este prezentat grafic sub forma unei diagrame speciale propuse de specialistul american în baze de date Charles Bachman. În diagramele Bachmann, obiectele sunt reprezentate de vârfurile unui anumit graf matematic, iar conexiunile sunt reprezentate de arce ale grafului. Să luăm în considerare, de exemplu, Modelul de date privind achizițiile (vezi Fig. 48).

Orez. 48 Exemplu de proiectare model conceptual

Modelul este format din trei obiecte: Furnizor, Comandă, Produs.Relația existentă între obiectele Furnizor și Comandă are puterea unu-la-mulți, deoarece fiecare comandă este făcută către un singur furnizor, dar mai multe comenzi pot fi făcute unui anumit furnizor. furnizor. Relația dintre obiectele Comanda și Produs are putere multi-la-mulți, deoarece o comandă conține mai multe produse și un produs poate apărea în mai multe comenzi.

Pe lângă descrierea unui obiect cu proprietățile sale, conexiunile dintre obiecte din diferite clase sunt înregistrate în modelul de informații.

Distinge 4 tipuri de comunicare:

1:N (unu la mulți).

N:1 (mulți la unu).

N:N (mulți la mulți).

in afara de asta "tipul conexiunii" este folosit conceptul "grad de conexiune". În modelul informațional, pe lângă gradul de conexiune, este necesar să se indice afilierea de conexiune.

Clasa de membru– arată dacă un obiect dintr-o clasă ar trebui sau nu să participe la conexiuni cu obiecte din altă clasă. Clasa de membru al unui obiect poate fi obligatorie sau opțională.

Clasa de membru obligatorie.

Dacă toate obiectele din prima clasă trebuie să participe în legătură cu obiectele din a doua clasă, atunci clasa de apartenență a obiectelor din prima clasă se numește obligatoriu.

Clasa de membru optionala.

Dacă unele obiecte din clasa I nu pot participa la conexiuni cu obiecte din clasa a II-a, atunci clasa de apartenență a obiectelor din clasa I se numește opțional.

8.Diagramele ER și varietățile acestora. Concepte de esență, conexiuni, atribute.

Profesorul predă cursul.

Legătura se numește verbul „citește”.

Relația dintre obiecte poate fi exprimată în 2 moduri de reprezentare folosind diagrame ER.

DiagramăER-copie.

Numărul cursului poate fi folosit pentru a identifica unic cursul.

DiagramăER-tip

Tipul de comunicare 1 la 1.

Clasa de apartenență la obiect atât pentru P, cât și pentru K este opțională.

Esență– definit ca un obiect de interes într-un domeniu dat. Acest obiect trebuie să aibă instanțe care sunt distincte unele de altele și pot fi identificate în mod unic.

De regulă, în descrierea unui domeniu, o entitate este desemnată ca substantiv.

Conexiune– reprezintă o legătură între două sau mai multe entități.

Când căutați conexiuni în descrierea unui domeniu, ar trebui să vă bazați în principal pe faptul că conexiunea este reflectată de verb.

Atribut– proprietatea unei entități.

Atributele entității „Profesor” sunt numărul, numele complet, data nașterii, funcția.

Cheia de entitate este un atribut sau un set de atribute utilizate pentru a identifica o instanță a unei entități.

Cheie de comunicare– un set de chei ale entităților care sunt conectate prin această relație.

Cheia de conectare „Reads” este un set de entități P și K<НП, НК>.

LA
Fiecare profesor predă 1 curs, fiecare curs este predat de un profesor.

Fiecare profesor predă 1 curs, fiecare curs este predat de cel mult un profesor.

Fiecare curs este predat de un profesor. Fiecare profesor nu predă mai mult de un curs.

Fiecare profesor predă mai multe cursuri simultan, dar fiecare curs este predat de cel mult un profesor.

Fiecare profesor nu predă mai mult de un curs; fiecare curs poate fi predat de mai mulți profesori.

9. Descrierea obiectelor complexe. Obiecte compozite, generice, agregate

Pe baza gradului de complexitate, se disting obiectele simple și complexe.

Obiect simplu- un obiect care este considerat indivizibil.

Obiect complex– un obiect care este o unire a altor obiecte alocate și în domeniul subiectului.

A doua fază a analizei domeniului este selectarea obiecte informaţionale, sarcină proprietățile necesare pentru fiecare obiect, identificarea legăturilor dintre obiecte, determinarea restricțiilor impuse obiecte informaţionale, tipuri de conexiuni între acesta, caracteristici ale obiectelor informaționale.

Atunci când alegeți obiecte informaționale, trebuie să răspundeți la o serie de întrebări:

1. În ce tabele pot fi împărțite datele care urmează să fie stocate în baza de date?

2. Ce nume poate fi dat fiecărui tabel?

3. Care sunt cele mai multe caracteristici interesante(din punctul de vedere al utilizatorului) se poate distinge?

4. Ce nume pot fi atribuite caracteristicilor selectate?

În cazul nostru, ar trebui să creeze următoarele tabele (Figura 4):

Să evidențiem conexiunile dintre obiectele informaționale (Fig. 5)

În timpul acestui proces, trebuie să se răspundă la următoarele întrebări:

1. Ce tipuri de conexiuni între obiectele informaţionale?

2. Ce nume poate fi dat fiecărui tip de relație?

3. Ce sunt tipuri posibile conexiuni care pot fi folosite ulterior?

Încercarea de a stabili restricții asupra obiectelor, caracteristicilor și conexiunilor acestora duce la necesitatea de a răspunde la următoarele întrebări:

1. Care este intervalul de valori pentru caracteristicile numerice?

2. Ce sunt dependențe funcționaleîntre caracteristicile unui obiect informaţional?

3. Ce tip de afișaj corespunde fiecărui tip de relație?

La proiectarea unei baze de date, există relații între obiectele informaționale de trei tipuri: „unu la unu”, „unu la mulți”, „mulți la mulți” (Fig. 6).

De exemplu:

Construirea unui model conceptual

ÎN cazuri simple Pentru a construi o schemă conceptuală, se folosesc metode tradiționale de agregare și generalizare. În timpul agregării, obiectele informaționale (elementele de date) sunt combinate într-unul singur în conformitate cu relațiile semantice dintre obiecte. De exemplu, o lecție de istorie în clasa a 10-a se ține în sala nr. 7, începând cu ora 9:30. Folosind metoda de agregare, creăm un obiect informațional (entitate) SCHEDULE cu următoarele atribute: „clasă”, „subiect”, „birou”, „timp”. La generalizare, obiectele informaționale (elementele de date) sunt combinate într-un obiect generic (Fig. 7):

Alegerea modelului este dictată în primul rând de natura domeniului subiectului și de cerințele pentru baza de date. O altă circumstanță importantă este independența modelului conceptual față de SGBD, care trebuie selectat după construirea diagramei conceptuale.

Modelele entitate-relație, care oferă capacitatea de a reprezenta structura și constrângerile lumii reale și apoi de a le transforma în conformitate cu capacitățile SGBD-urilor industriale, sunt foarte comune.

Esența este înțeleasă ca fiind conținutul principal al fenomenului, procesului sau obiectului despre care se colectează informații pentru baza de date. O entitate poate fi un loc, un lucru, o persoană, un fenomen etc. În acest caz, se face o distincție între un tip de entitate și o instanță de entitate. Un tip de entitate este de obicei înțeles ca un set de obiecte omogene care acționează ca un întreg. Conceptul de „instanță de entitate” se referă la un anumit articol. De exemplu:

Tip de entitate - student

Instanță de entitate - Ivanov, Petrov, Sidorov etc.

În exemplul nostru, Școala, Clasa, Subiectele, Studenții, Profesorii, Notele sunt entități. Să analizăm conexiunile dintre entități (Fig. 8).

Acum puteți trece la proiectarea diagramei informaționale (conceptuale) a bazei de date (atributele entității nu sunt afișate în diagramă) (Fig. 9).

aparține		Şcoală
Clasă		Studii		Student
lucrări				studii
Profesor		Învață		Articol
			examen
			Afirmație

Design logic

Proiectarea logică este un pas necesar atunci când se creează o bază de date. Sarcina principală a proiectării logice este dezvoltarea unei diagrame logice concentrată pe sistemul de management al bazei de date selectat. Procesul de proiectare logică constă din următorii pași:

1. Alegere SGBD specific;

2. Maparea diagramei conceptuale la circuit logic;

3. Selectarea unui limbaj de manipulare a datelor.

Selectarea unui anumit SGBD

Unul dintre criteriile principale de alegere a unui SGBD este acela de a evalua cât de eficient modelul de date intern susținut de sistem este capabil să descrie schema conceptuală. Sistemele de gestionare a bazelor de date concentrate pe calculatoare personale, suportă de obicei relațional sau model de rețea date. Marea majoritate a SGBD-urilor moderne sunt relaționale.

Proiectarea bazelor de date pe baza modelului relațional are un număr de avantaje importante inaintea altor modele

· Independenta structurii logice fata de reprezentarea fizica si a utilizatorului.

· Flexibilitatea structurii bazei de date - soluțiile de proiectare nu limitează capacitatea dezvoltatorului bazei de date de a efectua o mare varietate de interogări în viitor.

Întrucât modelul relațional nu necesită o descriere a tuturor posibile conexiuniîntre date, dezvoltatorul poate solicita ulterior interogări despre orice relații logice conținute în baza de date și nu doar despre cele care au fost planificate inițial.

Baza de date ca model de informații de domeniu

Orice domeniu poate fi considerat ca un câmp informațional dinamic, acoperind proprietățile obiectelor, relațiile acestora, fluxurile de informații dintre ele etc. Schimbările care apar în domeniul subiectului duc la generare informație nouă, elemente de informare noi sau modificări ale acestora, ceea ce ne permite să vorbim despre un câmp informațional și, în plus, un câmp informațional dinamic. Dar acest lucru ridică întrebarea cum este afișat câmpul de informații din domeniul subiectului spațiu informațional baze de date sau, cu alte cuvinte, ce componente ale domeniului subiectului și cât de deplin sunt reflectate în bazele de date.

Baza de date este model informativ domeniul subiectului.

Modelul informațional definește obiectele și relațiile dintre ele. Dezvoltarea unui model de informații de domeniu implică definirea obiectelor de domeniu, un set de atribute care descriu proprietățile acestor obiecte și stabilirea relațiilor între obiecte.

Întregul set de obiecte din domeniul obiectului este împărțit în grupuri de obiecte similare care au același set de atribute (proprietăți). Pentru a distinge fiecare obiect de domeniu de alte obiecte de acest tip i se atribuie un identificator care îi permite să fie referit în mod unic. Acest identificator este numit cheia principala. Orice atribut sau o combinație de mai multe atribute de obiect poate fi folosită ca cheie primară. În plus, sunt utilizați identificatori non-unici, numiti chei externe(chei secundare) și care denotă seturi de obiecte de un anumit tip. Fiecare astfel de set include obiecte care corespund aceeași valoare cheie externă.

Pot exista conexiuni între obiecte din domeniul subiectului care au semnificații diferite. Aceste conexiuni pot fi obligatorii sau optionale (optional). O relație de SUBSTITUT obligatorie există, de exemplu, între 2 tipuri de obiecte ANGAJAT și POST în domeniul subiectului „Departamentul de Resurse Umane al unei Organizații”. Fiecare angajat este repartizat pe o funcție și nu poate exista un angajat care să nu ocupe o funcție. În același timp, relația de ÎNLOCUIRE dintre tipurile de obiecte POZIȚIE și ANGAJAT este opțională, deoarece pot exista posturi vacante.

Relațiile dintre tipurile de obiecte pot fi de orice dimensiune (aritate). Cele mai des folosite sunt relațiile binare care stabilesc diverse corespondențe între obiecte de 2 tipuri - „unu la unu” (1: 1), „unu la mulți” (1: n), mulți la mulți (m: n).

Setul de tipuri de obiecte și tipuri de conexiuni dintre ele caracterizează structura domeniului subiectului.

Să ne uităm la construirea unui model de informare al unui domeniu, folosind un exemplu. Să luăm învățământul superior ca disciplină instituție educațională. Una dintre sarcinile asociate cu organizarea admiterii la o universitate este înregistrarea informațiilor despre candidați. De interes următoarea informație: facultate, specialitatea pentru care se depun documente, date personale (nume, prenume, patronim, anul nașterii, familie, statut social etc.), examene și note la acestea. Solicitantul este caracterizat printr-un identificator unic Id*, care permite identificarea unică a unui anumit solicitant.

În plus, se știe că există următoarele conexiuni:
FACULTATE ®®SPECIALITATI;
FACULTATE ®® Id*;
SPECIALITY ®® Id*;
Id* ®® SUBIECTUL;
Id* ® NUMELE, PRENUMELE, BID PATRONIC, ANUL NAŞTERII, ... AL SOLICITANTULUI;
Id* ® SUBIECTUL, EVALUARE;
DECANUL FACULTATEI ®, NUMĂR DE TELEFON;
COD SPECIALITATE ® NUMĂR, NUMELE SPECIALITATII.

Aici ®® este o conexiune de tip 1: n; ® - Conexiune de tip 1:1.

Acum să luăm în considerare modelul informațional al acelei părți a disciplinei care este asociată cu organizarea admiterii la o universitate (Fig. 1), având în prealabil identificate obiectele „SOLICANT”, „FACULTATE”, „SPECIALITATE” și „SUBIECTUL” și a oficializat conexiunile.

Fig.1. Model informațional conform analizei obiectelor

Obiectele modelului de informații sunt reprezentate prin tabele în baza de date relationala date. Coloanele tabelului specifică atributele obiectelor, rândurile tabelului corespund unor obiecte specifice de acest tip.

Pentru a defini relațiile dintre obiectele dintr-o bază de date relațională, se folosesc chei primare și străine. Pentru a defini o relație 1:1, cheia primară a unui tabel este de asemenea plasată în cel de-al doilea tabel ca cheie primară. Pentru a defini o relație 1:n, cheia primară a primului tabel este adăugată celui de-al doilea tabel, dar ca o cheie externă care indică cheia primară a primului tabel.

Astfel, baza de date poate fi considerată ca un model informațional al domeniului subiectului, deoarece reflectă obiectele, proprietățile acestora și relațiile dintre ele - elemente. structura informatiei domeniul subiectului. Completitudinea reflectării acestor elemente este determinată de rezultatele etapei de modelare informațională.