Вопрос 42. Реляционные, объектно-реляционные и объектно-ориентированные базы данных. Распределенные СУБД
Реляционный подход основан на представлении информации в виде двумерных таблиц, построенных по следующим правилам:
Каждая таблица состоит из столбцов (их называют полями или атрибутами) и строк (их называют записями или кортежами). Таблицы в реляционных базах данных обладают рядом свойств. Основными являются следующие:
В таблице не может быть двух одинаковых строк. В математике таблицы, обладающие таким свойством, называют отношениями - по-английски relation, отсюда и название - реляционные.
Столбцы располагаются в определенном порядке, который создается при создании таблицы. В таблице может не быть ни одной строки, но обязательно должен быть хотя бы один столбец.
У каждого столбца есть уникальное имя (в пределах таблицы), и все значения в одном столбце имеют один тип (число, текст, дата...).
На пересечении каждого столбца и строки может находиться только атомарное значение (одно значение, не состоящее из группы значений). Таблицы, удовлетворяющие этому условию, называют нормализованными.
Понятно, что сразу невозможно представить все таблицы, поля и связи, которые нам могут понадобиться. Именно поэтому проектирование базы данных начинается с ее концептуальной модели.
Концептуальная модель - это отражение предметной области, для которой разрабатывается база данных. Не вдаваясь в теорию, отметим, что это некая диаграмма с принятыми обозначениями элементов. Так, все объекты, обозначающие вещи, обозначаются в виде прямоугольника. Атрибуты, характеризующие объект - в виде овала, а связи между объектами - ромбами. Мощность связи обозначаются стрелками (в направлении, где мощность равна многим - двойная стрелка, а со стороны, где она равна единице - одинарная).
Вообще, если предметная область обширная, то ее полезно разбить на несколько локальных предметных областей. Объем локальной области выбирается таким образом, чтобы в нее входило не более 6-7 объектов. После создания моделей каждой выделенной предметной области производится объединение локальных концептуальных моделей в одну общую, как правило, довольно сложную схему.
В последние годы при проектировании различных информационно-поисковых, справочных и других систем большее распространение получили реляционные БД. База данных, содержащая несколько связанных таблиц, над которыми можно проводить операции проекции, ограничения, соединения, называется реляционной.
Основные операции с таблицами:
1. Операция проекции позволяет выделить из таблицы нужное количество столбцов.
2. Операция ограничения – выделение строк, удовлетворяющих некоторому условию.
3. Операция соединения позволяет сформировать новую таблицу путем выборки нужных записей из нескольких других таблиц
В реляционных БД принята следующая терминология: таблица – база данных; строка таблицы – запись; столбец таблицы – поле (реквизит); клетка таблицы – данное (значение реквизита):
– поле – элементарная единица логической организации данных, не-делимая единица информации – реквизит;
– запись – совокупность логически связанных полей;
– файл (таблица) – совокупность записей одной структуры.
На рис. 8.4 приведен пример реляционной БД.
| № п/п | Фамилия | Имя | Отчество | Дата рождения | Образование | Стаж работы | Звание |
| Соколов | Иван | Степанович | 23.03.77 | Высшее | Капитан | ||
| Соколов | Иван | Анатольевич | 30.11.73 | Высшее | Майор | ||
| Степанов | Игорь | Игоревич | 11.08.74 | Высшее | Майор |
Входящая в состав Microsoft Office программа Microsoft Access явля-ется СУБД реляционного типа, которая имеет все необходимые средства для выполнения перечисленных выше функций. Достоинством Access является то, что она имеет простой графический интерфейс, который позволяет не только создавать базы данных, но и разрабатывать простые и сложные приложения.
Access работает со следующими объектами:
– таблицами (предназначены для хранения данных);
– формами (помогают вводить данные, контролировать правильность вводимых данных, просматривать и модифицировать информацию в таблице или запросе);
– запросами (обеспечивают поиск данных, необходимых пользователю);
– отчетами (используются для создания документов);
– макросами (наборы специальных команд, которые выполняются при определенных условиях);
– модулями (программы, написанные на языке VBA).
В отличие от других СУБД, Access хранит все данные в одном файле, хотя и распределяет их по разным таблицам.
Таким образом, современные базы данных являются основой многочисленных информационных систем. Информация, накопленная в них, является чрезвычайно ценным материалом, и в настоящий момент широко распространяются методы обработки баз данных с точки зрения извлечения из них дополнительных знаний, методов, которые связаны с обобщением и различными дополнительными способами обработки данных.
Разрабатываются новые программные средства, использующие базы данных в качестве основной составляющей (например, автоматизированные рабочие места специалиста, геоинформационные системы, электронные карты местности/населенного пункта), призванные совершенствовать управленческую деятельность, повысить производительность труда сотрудников.
Известно, что в процессе любого вида юридической деятельности часто бывает необходимо осуществить быстрый поиск сведении, имеющихся в деле или группе документов, в справочниках, других информационных массивах. Большим подспорьем в такой работе юриста могут быть личные (однопользовательские) базы данных, созданные самими пользователями, эти базы данных могут быть полезными не только конкретному лицу, но и другим пользователям.
Однопользовательские базы данных являются разновидностью информационно-поисковых систем реализованных средствами систем управления базами данных (СУБД) на персональных ЭВМ. Они должны обеспечивать поддержание в актуальном состоянии собственных информационных массивов пользователя с соблюдением конфиденциальности доступа к ним. Организация поиска в них осуществляется самим пользователем.
Программы, с помощью которых пользователи работают с базой данных, называются приложениями. В общем случае с одной базой данных могут работать множество различных приложений. Например, если база данных моделирует некоторую организацию, то для работы с ней может быть создано приложение, которое обслуживает подсистему учета кадров, другое приложение может быть посвящено работе подсистемы расчета заработной платы сотрудников, третье приложение работает как подсистема учета материальных ценностей, четвертое приложение регистрирует показатели служебной деятельности. При рассмотрении приложений, работающих с одной базой данных, предполагается, что они могут работать параллельно и независимо друг от друга, и именно СУБД призвана обеспечить работу множества приложений с единой базой данных таким образом, чтобы каждое из них выполнялось корректно, но учитывало все изменения в базе данных, вносимые другими приложениями.
СУБД различных типов имеют многочисленные программные реализации, которые обеспечивают автоматизацию создания, поддержки и обслуживания компьютерных баз данных. Большая часть из них предназначена для пользователей, не имеющих знании в области программирования.
В качестве примера студентам предлагается создание базы данных «Следственная практика». Построение базы данных осуществляется с помощью СУБД MS Access.