Структура базы данных компьютерная сеть

1. Тема: Базы данных. Компьютерные сети.

2. Актуальность темы: системы управления базами данных используются для систематизации больших массивов данных, облегчения поиска по базе и внесения изменений; компьютерные сети дают пользователю широки возможности использования дополнительных устройств (локальная сеть), поиска сведений, обмена информацией в сети Internet/

3. Цель занятия: закрепить важнейшие понятия, связанные системами управления базами данных (СУБД), компьютерными сетями, с сетью Internet.

знать: понятие базы данных (БД) как основа информационной системы и объект ее обработки. Понятие о системах управления базами данных (СУБД) и об экспертных системах. Понятие компьютерной сети. Виды компьютерных сетей (локальные, региональные, глобальные). Локальные сети ПК. Понятие о методологии «клиент-сервер». Понятие о протоколах компьютерных сетей. Общие сведения об Internet. Принцип работы сети Internet.

уметь: осуществлять поиск данных в сети Internet, отправлять и принимать электронную почту.

4. Краткие сведения из теоретического курса

Организация данных во внутримашннной сфере характеризуется на двух уровнях — логическом и физическом. Физическая организация данных определяет способ размещения данных непосредственно на машинном носителе. В современных прикладных программных средствах этот уровень организации обеспечивается автоматически без вмешательства пользователя. Пользователь, как правило, оперирует в прикладных программах и универсальных программных средствах представлениями о логической организации данных.

Логическая организация данных

Логическая организация данных на машинном носителе зависит от используемых программных средств организации и ведения данных во внутримашинной сфере. Метод логической организации данных определяется используемыми типом структур данных и видом модели, которая поддерживается программным средством.

Модель данных — это совокупность взаимосвязанных структур данных и операций над этими структурами. Вид модели и используемые в ней типы структур данных отражают концепцию организации и обработки данных, используе­мую в СУБД, поддерживающей модель, или в языке системы программирования, на котором создается прикладная программа обработки данных.

Файловая модель. Структуры данных файловой модели

Основные типы структур данных файловой модели — поле, запись, файл. Запись является основной структурной единицей обработки данных и единицей обмена между оперативной и внешней памятью.

Поле — это элементарная единица логической организации данных, которая со­ответствует отдельной, неделимой единице информации — реквизиту.

Запись — это совокупность полей, соответствующих логически связанным рек­визитам. Структура записи определяется составом и последовательностью вхо­дящих в нее полей, каждое из которых содержит элементарное данное.

Файл – это множество одинаковых по структуре экземпляров записей со зна­чениями в отдельных полях. Экземпляр записи представляет собой реализацию записи, содержащую конкретные значения полей. Структура записи файла – линейная, то есть поля имеют единственное значение и отсутствуют групповые данные.

Часто приходится иметь дело с огромными массивами информации, с данными, между которыми существуют разнообразные связи и зависимости. В 70-х годах была найдена чрезвычайно удобная форма организации данных для компьютерной обработки, получившая название базы данных (Database). Идея базы данных основана на таком привычном и простом способе записи информации, таблица. В самом деле, четкая и несложная структура (строки и столбцы) делает таблицу практически универсальным средством отображения информации любой природы.

С такой таблицей легко работать: добав­лять данные о новых студентах; вычеркивать соответствующие стро­ки, если студент отчислен; располагать строки в определенном по­рядке (например, по алфавиту) и т.д. Итак, таблица – удобная и достаточно универсальная структура для хранения и обработки ин­формации.

Простая струк­тура таблицы и ее математическая сущность как отношения (по-английски — relation), позволили Е.Ф. Кодду в 1970 г. сформулиро­вать концепцию реляционной базы данных.

Фактически реляционная база данных – это таблица, специаль­ным образом организованная в виде файла. При переходе от табли­цы к базе данных меняется терминология. Строка в базе данных называется записью. Каждая запись состоит из полей (элементов столбцов).

Обычная таблица имеет «шапку», которая, по существу, опреде­ляет структуру таблицы: каждый столбец имеет свое название, по которому ясно, во-первых, какого характера данные заносятся в этот столбец, и, во-вторых, какой он должен быть ширины. Шапке таблицы соответствует струк­тура базы данных, которая представляет собой описание полей каж­дой записи. В структуре базы для каждого поля задается: имя (name);тип (type); ширина (width).

Данные в таблицах могут иметь совершенно различную природу. Поля базы данных могут иметь один из следующих типов: символьный (Character); числовой (Numeric); дата (Date); логический (Logical).

Для работы с базами данных предназначены специальные про­граммы, которые получили название систем управления базами дан­ных (СУБД). Основные операции с базами данных: создание; просмотр; корректировка; добавление/удаление записей; поиск данных в базе; сортировка/упорядочение.

Источник

IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2017

Во многих сферах, будь то деловая или личная, все чаще приходится работать с данными из разных источников, каждый из которых связан с определенным видом деятельности. Хранение информации является одной из важнейших функций компьютера. Одним из распространенных средств хранения данных – базы данных [1].

База данных – это упорядоченное хранение какой-либо информации. То есть, информация хранится в упорядоченном или систематизированном виде. Видов систематизации, упорядочивания и хранения информации может быть множество. Каждый из способов хранения информации отвечает каким-либо специфическим требованиям или предназначен для выполнения каких-либо определенных действий [4].

Основой любой базы данных является модель данных. Модель данных – это совокупность структур данных и операций их обработки. С ее помощью могут быть представлены информационные объекты и их взаимосвязи. Выделяют три основных типа моделей данных: иерархическую, сетевую и реляционную.

1. Иерархическая модель представляет собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному.

То есть, в иерархической БД каждый объект представляется в виде определенной сущности, то есть, у этой сущности могут быть дочерние элементы, родительские элементы, а у тех дочерних могут быть еще дочерние элементы, но есть один объект, с которого все начинается. Получается своеобразное структурное дерево (граф).

1. Сетевые базы данных, являются своеобразной модификацией иерархических баз данных. Отличаются от иерархических лишь тем, что у дочернего элемента может быть несколько предков, то есть, элементов стоящих выше него. Ниже на рисунке 1 приведен пример структуры сетевых баз данных.
2. Главной особенностью реляционных баз данных является, то, что объекты внутри таких баз данных хранятся в виде набора двумерных таблиц. То есть, таблица состоит из набора столбцов, в котором может указываться: название, тип данных (дата, число, строка, текст и так далее). Еще одной важной особенность реляционных БД является, то, что число столбцов фиксировано, то есть, структурабазы данных известна заранее, а вот число строк или рядов в реляционных базах данных ничем не ограничено, если говорить грубо, то строки в реляционных базах данных и есть объекты, которые хранятся в базе данных [2].

1. ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СЕТЕВОЙ МОДЕЛИ ДАННЫХ. ОПИСАНИЕ

На разработку этого стандарта большое влияние оказал американский ученый Чарльз Уильям Бахман. Основные принципы сетевой модели данных были разработаны в середине 60-х годов, эталонный вариант сетевой модели данных описан в отчетах рабочей группы по языкам баз данных (COnference on DAta SYstem Languages) CODASYL в 1971г.

Наиболее известной из таких систем была IDMS корпорации Computer Associates International, Inc [7].

Сетевая модель данных — это логическая модель данных, представляющая их сетевыми структурами типов записей и связанные отношениями мощности один-к-одному или один-ко-многим.

Сети – это естественный способ представления отношений между объектами базы данных и связей между этими объектами. Под словом объекты следует понимать таблицы баз данных или сущности.

Сетевые базы данных опираются на математику графов, конкретнее, сетевую модель данных можно представить в виде ориентированного графа. Направленный граф состоит из узлов и ребер. Узлы направленного графа – это ни что иное, как объекты сетевой базы данных, а ребра такого графа показывают связи между объектами сетевой модели данных, причем ребра показывают не только саму связь, но и тип связи (связь один к одному или связь один ко многим).

Рисунок 1 – Пример структуры сетевой базы данных

В отличие от реляционной модели, связи в ней моделируются наборами, которые реализуются с помощью указателей. Сетевые модели данных являются расширенной версией иерархической модели, однако основным отличием является то, что в сетевых моделях данных имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.Сетевую модель можно представить, как граф узлами, которого является запись, а ребрами — набор. Сегменты данных в сетевых БД могут иметь множественные связи с сегментами старшего уровня. При этом направление и характер связи в сетевых БД не являются столь очевидными, как в случае иерархических БД. Поэтому имена и направление связей должны идентифицироваться при описании БД.

Сетевые базы данных имеют достаточно простую структуру. Структура состоит из четырех компонентов, то есть в сетевой модели используют четыре типа структур данных. Два из которых являются главными и два, если можно так сказать, не главными. Главные типы структур сетевых данных – это запись и набор [6]. Вспомогательные типы структур сетевой модели данных, которые используются для построения главных структур – это элемент данных и агрегат данных, на рисунке 2 представлена вся структура сетевых БД:

Рисунок 2 – Пример структуры сетевых баз данных

Рассмотрим каждую структуру более подробно:

1. Элемент данных – это наименьшая информационная именованная единица данных, доступная пользователю, если провести аналогию с файловой системой, то это поле в файловой системе, а если проводить аналогию с реляционной базой данных, то элемент данных – один столбец таблицы реляционной БД. Если говорить точнее, то это подстолбец.
2. Агрегат данных – это именованная совокупность данных внутри одной записи. Аналогию с реляционными БД тут не проведешь, поскольку агрегат данных – это столбец над столбцами, который объединяет элементы данных по логике их содержимого, для наглядности выше сказанного, рассмотрим рисунок 3:

Рисунок 3 – Пример агрегата данных сетевой модели данных

На данном рисунке видно, что дата – это агрегат данных структуры сетевой модели, а день, месяц и год – это элемент данных сетевой БД.

1. Запись в сетевой модели данных – это конечный уровень обобщения данных, что-то наподобие таблицы в реляционной базе данных. Каждая запись в сетевой базе данных должна обладать или содержать в себе, как минимум один именованный элемент данных, если элементов внутри записи более одного, то каждый элемент данных должен обладать уникальным форматом.

Источник