Разработка базы данных "Преподаватели"

Иерархическая модель данных. Основные элементы сетевой модели данных. Требования заказчика. Разработка автоматизированной системы управления "Преподаватели". Описание этапов разработки. Установка связей между таблицами. Резервирование базы данных в SQL.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

1. Основная часть

1.1 Модели БД

База данных (БД) - совокупность данных, организованных по определённым правилам, отражающая состояние объектов и их отношений в некоторой предметной области, предназначенная для хранения во внешней памяти компьютера и для постоянного применения.

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

Иерархическая модель данных является частным случаем сетевой модели данных, структура иерархической базы данных немного проще сетевой и, соответственно, иерархические базы данных даже менее эффективны, чем сетевые. Иерархическая модель данных, как и сетевые БД, опирается на теорию графов.

Рисунок 1. Иерархическая модель

Самые первые в мире СУБД использовали иерархическую модель данных, иерархические базы данных появились даже раньше, чем сетевая модель хранения данных. Поэтому структура иерархической базы данных, немного проще, чем структура сетевой БД. И так, основными информационными единицами иерархической модели данных являются сегмент и поле. Поле данных является наименьшей неделимой информационной единицей иерархической базы данных, доступной пользователю. У сегмента данных можно определить его тип и экземпляр сегмента.

Рисунок 2. Иерархическая модель 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.

Основные элементы сетевой модели данных:

· элемент данных - минимальная информационная единица доступная пользователю;

· агрегат данных - именованная совокупность элементов данных внутри записи или другого агрегата, которую можно рассматривать как единое целое. Имя агрегата используется для его идентификации в схеме структуры данного более высокого уровня. Агрегат данных может быть простым, если состоит только из элементов данных, и составным, если включает в свой состав другие агрегаты;

· запись - совокупность агрегатов или элементов данных, отражающих некоторую сущность предметной области. Иными словами, запись - это агрегат, который не входит в состав никакого другого агрегата и может иметь сложную иерархическую структуру, поскольку допускается многократное применение агрегации. Имя записи используется для идентификации типа записи в схемах типов структур более высокого уровня;

· тип записей - эта совокупность подобных записей. Тип записей представляет некоторый класс реального мира;

· набор - именованная двухуровневая иерархическая структура, которая содержит запись владельца и запись (или записи) членов. Наборы отражают связи «один ко многим» и «один к одному» между двумя типами записей.

Наборы бывают нескольких видов:

· с одними и теми же типами записей, но разными типами наборов;

· наборы из трех записей и более, в том числе с обратной связью;

· сингулярный набор (только один экземпляр). У такого набора нет естественного владельца и в качестве него выступает система. В дальнейшем такие наборы могут приобрести запись - владельца;

Преимущества:

· стандартизация. Появление стандарта CODASYL, который определил базовые понятия модели и формальный язык описания;

· быстродействие. Быстродействие сетевых баз данных сравнимо с быстродействием иерархических баз данных;

· гибкость. Множественные отношения предок / потомок позволяют сетевой базе данных хранить данные, структура которых была сложнее простой иерархии.

· универсальность. Выразительные возможности сетевой модели данных являются наиболее обширными в сравнении с остальными моделями;

· возможность доступа к данным через значения нескольких отношений (например, через любые основные отношения).

Недостатки:

· жесткость. Наборы отношений и структуру записей необходимо задавать наперёд. Изменение структуры базы данных ведет за собой перестройку всей базы данных. Связи закреплены в записях в виде указателей. При появлении новых аспектов использования этих же данных может возникнуть необходимость установления новых связей между ними. Это требует введения в записи новых указателей, т.е. изменения структуры БД, и, соответственно, переформирования всей базы данных.

Реляционная модель данных - логическая модель данных. Впервые была предложена британским учёным сотрудником компании IBM Эдгаром Франком Коддом (E.F. Codd) в 1970 году в статье «A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks» (русский перевод статьи, в которой она впервые описана, опубликован в журнале «СУБД» №1 за 1995 г.). В настоящее время эта модель является фактическим стандартом, на который ориентируются практически все современные коммерческие СУБД.

В реляционной модели достигается гораздо более высокий уровень абстракции данных, чем в иерархической или сетевой. В упомянутой статье Е.Ф. Кодда утверждается, что «реляционная модель предоставляет средства описания данных на основе только их естественной структуры, т.е. без потребности введения какой-либо дополнительной структуры для целей машинного представления». Другими словами, представление данных не зависит от способа их физической организации. Это обеспечивается за счет использования математической теории отношений (само название «реляционная» происходит от английского relation - «отношение»).

В состав реляционной модели данных обычно включают теорию нормализации.

Можно провести аналогию между элементами реляционной модели данных и элементами модели «сущность-связь». Реляционные отношения соответствуют наборам сущностей, а кортежи - сущностям. Поэтому, также как и в модели «сущность-связь» столбцы в таблице, представляющей реляционное отношение, называют атрибутами.

В отличие от иерархической и сетевой моделей данных в реляционной отсутствует понятие группового отношения. Для отражения ассоциаций между кортежами разных отношений используется дублирование их ключей.

Достоинства реляционной модели:

· простота и доступность для понимания пользователем. Единственной используемой информационной конструкцией является «таблица»;

· строгие правила проектирования, базирующиеся на математическом аппарате;

· полная независимость данных. Изменения в прикладной программе при изменении реляционной БД минимальны;

· для организации запросов и написания прикладного ПО нет необходимости знать конкретную организацию БД во внешней памяти.

Недостатки реляционной модели:

· далеко не всегда предметная область может быть представлена в виде «таблиц»;

· в результате логического проектирования появляется множество «таблиц». Это приводит к трудности понимания структуры данных;

· база данных занимает относительно много внешней памяти;

· относительно низкая скорость доступа к данным.

1.2 Этапы создания БД

1) Планирование - определение задач и целей моего курсового проекта.

2) Определение требований - разработать требования к формам входных документов, требования к созданию пользовательского интерфейса с учетом задач каждого пользователя. Разработка требования к организационному обеспечению СУБД.

3) Определение структуры логической БД - на этом этапе рассматривается, из каких объектов может состоять БД, каковы свойства этих объектов. После разбиения БД на отдельные объекты необходимо рассмотреть свойства каждого из этих объектов, или, другими словами, установить, какими параметрами описывается каждый объект. Все эти сведения можно располагать в виде отдельных записей и таблиц. Далее необходимо рассмотреть тип данных каждой отдельной единицы записи. Сведения о типах данных также следует занести в составляемую таблицу.

4) Конструирование таблиц - создание исходной таблицы или таблиц. Создавая исходную таблицу, необходимо указать имя и тип каждого поля. Имена полей не должны повторяться внутри одной таблицы. В процессе работы с БД можно дополнять таблицу новыми полями. Созданную таблицу необходимо сохранить, дав ей имя, уникальное в пределах создаваемой базы.

5) Создание схемы данных - схема базы данных используется для создания, редактирования и удаления таблиц базы данных. Также схему базы данных можно использовать для просмотра связей между таблицами. При создании новой схемы базы данных пользователь начинает работу с пустой схемой.

6) Ввод данных - в режиме таблицы показываются все введенные данные. Если же сотворена, лишь структура таблицы, означает, данных таблице еще как бы нет. В пустой таблица маркер записи (с изображением треугольного указателя, направленного направо) традиционно установлен в первой строке таблицы. Для...