Conceptos básicos de bases de datos. Resumen: Base de datos. El concepto de base de datos. Tipos de bases de datos. Objetos para trabajar con bases de datos. tipos de datos Organización típica de una base de datos moderna.
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SEGURIDAD DE LOS SISTEMAS DE BASES DE DATOS
lconferencia 1. Conceptos básicos de los sistemas de bases de datos.
Base de datos- una colección de datos almacenados según un esquema de datos, cuya manipulación se realiza según las reglas de las herramientas de modelización de datos.
Base de datos- una colección de datos organizada según una estructura conceptual que describe las características de esos datos y las relaciones entre ellos, una colección de datos que respalda una o más áreas de aplicación.
SGBD- Es un conjunto de programas y herramientas lingüísticas de uso general o especial que aseguran la gestión, creación y utilización de una base de datos.
clasificación DBMS
I. Según el modelo de datos.
1. Jerárquico;
2. Red;
3. Relacional;
4. Orientado a objetos;
5. Objeto-relacional;
II. Por método de acceso a la base de datos.
1. Servidor de archivos;
2. Cliente-servidor;
3. Incorporado.
Básico funciones SGBD
1. Directo control archivos DB .
Dotar de memoria externa a las estructuras necesarias, tanto para almacenar datos incluidos directamente en la base de datos, como para fines de servicio (por ejemplo, para agilizar las búsquedas).
2. Control amortiguadores operacional memoria .
Los DBMS suelen trabajar con bases de datos de un tamaño considerable, y este tamaño siempre es mayor que el disponible. RAM, por lo tanto el único de manera accesible El aumento de la velocidad de rendimiento es el almacenamiento en búfer de datos en la RAM, por lo que los DBMS desarrollados admiten su propio conjunto de búferes de RAM con su propia disciplina de reemplazo de búfer.
3. Control actas .
Transacción- la secuencia de operaciones en la base de datos del DBMS en cuestión, en su conjunto. O la transacción se completa con éxito y el DBMS registra los cambios en la base de datos realizados por esta transacción, o ninguno de estos cambios se refleja de ninguna manera en el estado de la base de datos. El concepto de transacción es necesario para mantener integridad lógica DB.
4. Llevar un diario .
Uno de los principales requisitos para un DBMS es la confiabilidad del almacenamiento de datos en memoria externa. La confiabilidad del almacenamiento significa que el DBMS puede restaurar el último estado consistente de la base de datos después de cualquier falla de hardware o software. Generalmente se consideran 2 tipos de fallas de hardware: 1) falla suave, que puede interpretarse como una parada repentina de la computadora; 2) fallo grave, que puede interpretarse como un fallo informático repentino, que se caracteriza por la pérdida de parte de la información del medios externos. Revista- una parte especial de la base de datos, no disponible para los usuarios DBMS y mantenido con especial cuidado, que recibe registros de todos los cambios en la parte principal de la base de datos.
5. Soporte para lenguajes de bases de datos.
Para trabajar con la base de datos se utilizan. idiomas especiales, llamados lenguajes de bases de datos. Las primeras versiones del DBMS admitían varios lenguajes, especializados en las funciones que realizaban. Por lo general, había dos: un lenguaje para resaltar las estructuras de la base de datos y un lenguaje para manipular datos. Hoy en día tal lenguaje es SQL.
Organización típica SGBD moderno
1. Centro .
Responsable de gestionar datos en memoria externa, gestionar buffers RAM, gestión de transacciones y registro en el DBMS. Puede resaltar los componentes del kernel: administrador de datos, buffers, transacciones, registros.
2. Compilador idioma .
La función principal de un compilador de lenguaje es compilar declaraciones de lenguaje bajo algún programa controlado.
3. Utilidades DB .
Destacan procedimientos que son demasiado costosos de realizar utilizando el lenguaje de la base de datos, como la carga de la base de datos, la carga de integridad global, etc.
Conferencia2. Introducción al modelo de datos relacionales
El enfoque relacional para la organización de bases de datos fue iniciado a finales de la década de 1960 por Edgar Codd. En los datos modernos, este enfoque es uno de los más comunes.
Las ventajas del enfoque relacional son:
Residencia en un pequeño número abstracciones intuitivas a partir de las cuales es posible modelar de forma sencilla los temas más comunes. Estas abstracciones pueden definirse precisa y formalmente. La base teórica del enfoque relacional es el aparato de la teoría de conjuntos y lógica matemática. El enfoque relacional permite la manipulación de datos no relacionados con la navegación sin necesidad de conocimientos específicos. estructura fisica bases de datos en memoria externa.
Conceptos básicos de bases de datos relacionales.
1. tipo de datos;
3. Atributo;
4. Cortejo;
5. Actitud;
6. Clave primaria.
tipo de datos
Los valores de datos almacenados en una base de datos relacional se tipifican, es decir, se conoce el tipo de cada valor almacenado. El concepto de tipo de datos en el modelo relacional corresponde completamente al concepto de tipos de datos en un lenguaje de programación.
Dominio
EN vista general el dominio se determina especificando algunos tipo básico datos, que incluyen elementos del dominio y arbitrarios expresión lógica aplicado a un elemento de este tipo de datos (restricción de dominio). Un elemento sólo será un elemento de dominio si el cálculo de la restricción del dominio devuelve VERDADERO. Cada dominio está asociado a un Nombre único entre los nombres de todos los dominios y la base de datos correspondiente.
Cabezal de relación, tupla, cuerpo de relación, valor de relación, variable de relación
El jefe de un diagrama de relaciones r relación (Hr) es un conjunto finito
La tupla tr correspondiente al encabezado Hr es el conjunto de tripletes ordenados de la forma:
El cuerpo Br es un conjunto arbitrario de tuplas tr.
El valor Vr es el par de conjuntos Hr y Br. Encabezado y cuerpo de datos.
clave primaria
Una clave primaria es un subconjunto del cual, en cualquier momento, el valor de la clave primaria en cualquier tupla en el cuerpo de una relación es diferente del valor de la clave primaria en cualquier otra tupla en el cuerpo de esa relación. Y ningún subconjunto S propio tiene esta propiedad.
Propiedades fundamentales de las relaciones
1. Ausencia de tuplas duplicadas. Esta propiedad se deriva de la definición del cuerpo de la relación como un conjunto de tuplas. En la teoría de conjuntos clásica, por definición, un conjunto consta de varios elementos. Es a partir de esta propiedad que cada valor tiene una relación de clave primaria. Es decir, el conjunto mínimo de atributos que es un subconjunto del encabezado. esta relación, cuyo valor compuesto define de forma única la tupla de relación. El concepto de clave primaria es extremadamente importante en relación con el concepto de integridad de la base de datos.
2. Falta de ordenamiento de tuplas.
3. Falta de ordenamiento de atributos.
4. Atomicidad de los valores de los atributos. Los valores de todos los atributos son atómicos. Esto se desprende de la definición de dominio como un conjunto potencial de valores de tipo escalar. Es decir, los valores de dominio no pueden contener valores con estructura visible, incluidos conjuntos de valores. Lo principal sobre la atomicidad de los valores de los atributos es que SGBD relacional no debe proporcionar al usuario una estructura de datos interna explícita.
Tipos de datos
Enteros Cadenas de caracteres Dinero Números departamentos
Dominios (excepto clave principal)
clave primaria Y números prop-ov. Nombres Dimensiones salarios Números departamentos
Atributos
Tema 3. Álgebra relacional y normalización.
Los medios básicos para manipular componentes de datos relacionales están definidos por 2 mecanismos básicos para manipular datos relacionales.
1) álgebra relacional basada en la teoría de conjuntos y basada en las matemáticas. lógica (en cálculo de predicados) cálculo relacional. A su vez, se consideran dos tipos de cálculo relacional: el cálculo de dominio y el cálculo de predicados. Todos los mecanismos tienen uno. propiedad importante: están cerrados con respecto al concepto de relación. Esto significa que las expresiones de álgebra relacional y las fórmulas de cálculo relacional se definen sobre las relaciones de una base de datos relacional y el resultado de su ejecución también es una relación. Idioma específico manipulación de rel. Se dice que las bases de datos son relacionalmente completas si cualquier consulta expresada utilizando una sola expresión es relacional. El álgebra o una única fórmula de cálculo relacional se pueden expresar utilizando un solo operador en ese lenguaje.
2) Básico idea relativa. El álgebra es que las relaciones de los fenómenos. conjuntos, entonces los medios para manipular las relaciones pueden basarse en operaciones tradicionales de la teoría de conjuntos, complementadas con algunas operaciones especiales, específico de la base de datos.
Las operaciones de teoría de conjuntos incluyen:
asociación
intersección
diferencia
producto directo
Operaciones Especiales:
limitación de la relación
proyección de relación
relaciones de conexión;
división de relaciones;
Además, incluyen una operación de asignación, que permite guardar los resultados de relaciones algebraicas, y una operación de cambio de nombre, que permite formar correctamente el título de la relación resultante.
Interpretación general de rel. operaciones:
1) Al realizar la operación de combinar dos relaciones, se produce una relación que incluye todas las tuplas incluidas en al menos una de las relaciones de operandos.
2) La operación de intersección de dos relaciones produce una relación que incluye todas las tuplas incluidas en ambas relaciones de operandos.
3) Una relación que es la diferencia de dos relaciones incluye todas las tuplas incluidas en la relación del primer operando de modo que ninguna de ellas está incluida en la relación que es el segundo operando.
4) Al realizar el producto directo de dos relaciones, se produce una relación cuyas tuplas son... (una concatenación de) las tuplas del primer y segundo operando.
5) El resultado de restringir relaciones por alguna condición es una relación que incluye tuplas de la relación de operando que satisfacen esta condición.
6) Al realizar una proyección de relaciones sobre un conjunto dado de atributos, ...... cuyas tuplas se producen tomando los valores correspondientes, de las tuplas de la relación del operando.
7) Cuando dos relaciones se conectan según alguna condición, se forma una relación resultante, cuyas tuplas son una concatenación (concatenación) de las tuplas de la primera y segunda relación y satisfacen la condición.
8) La operación de división tiene dos operandos: relaciones binarias y unarias. la relación resultante consta de un valor de un solo atributo, incluido el valor del primer atributo de las tuplas, el primer operando tal que el conjunto de valores del segundo atributo, con un valor fijo del segundo atributo, coincide con el colocar. valores del segundo operando.
9) La operación de cambio de nombre produce una relación cuyo cuerpo es el mismo que el cuerpo del operando, pero se cambian los nombres de los atributos.
Características de las operaciones de teoría de conjuntos del álgebra relacional. base dada compilación relacional
El concepto de compatibilidad de relaciones sobre asociaciones.
Dos relaciones son compatibles por asociación sólo si tienen con los mismos encabezados, más precisamente, esto significa que los encabezados contienen el mismo conjunto de atributos y los mismos atributos están definidos en el mismo dominio. Si dos relaciones son casi compatibles por unión, es decir, en todo excepto en los nombres de atributos, entonces se pueden hacer completamente compatibles mediante la operación de cambio de nombre.
El concepto de compatibilidad al tomar un producto directo extendido. En el caso de que el conjunto de nombres de estas relaciones no se crucen. Las 4 operaciones de teoría de conjuntos son rel. Las álgebras son asociativas.
Operaciones relacionales especiales
Operación de restricción. Requiere dos operandos, relaciones restringidas y una restricción condicional simple.
a comp-on b - ....
una constante de compensación: una constante literalmente especificada
Como resultado de la operación de restricción, se produce una relación cuyo encabezado coincide con el encabezado de la relación de operando, y el cuerpo incluye aquellas tuplas de la relación de operando para las cuales el valor de restricción es VERDADERO.
La operación de relaciones de conexión requiere la presencia de dos operandos, la relación conexa y el tercer operando, ya que en la operación de relaciones de conexión tiene la misma forma. El resultado de una operación de unión es una relación que se obtiene al realizar la operación restringiendo el producto directo de las relaciones a y b.
La operación de dividir relaciones. El resultado de dividir a por b es una relación unaria que consta de tuplas v tal que en relación con las tuplas
Diseño de bases de datos relacionales
Al diseñar, se resuelven dos problemas: cómo mapear dominios en modelos de datos abstractos para que este mapeo no contradiga la semántica área temática y fue lo mejor posible, este problema a menudo se llama problema diseño lógico DB.
el segundo es cómo garantizar la ejecución eficiente de consultas en la base de datos. Cómo, dadas las características específicas de un subd específico, se ubicarán los datos en la memoria externa y será necesaria la creación de páginas adicionales, por ejemplo índices. Éste es un problema, un problema físico. diseño de base de datos
El diseño de bases de datos mediante normalización es un enfoque clásico en el que todo el proceso, todo el proceso de diseño, se reduce en términos de modelos de datos relacionales mediante el método de relaciones secuenciales a un conjunto satisfactorio de esquemas de relaciones. El proceso de diseño es un proceso de normalización de patrones de relaciones. cada rastro la forma normal tiene mejores propiedades que la anterior. En la teoría de la base de datos rel, se distingue un rastro de las siguientes normas de forma:
1 formulario estándar
2 forma estándar
3 forma estándar
Forma normal de Beuys-Codde
4 forma normal
5 forma normal o forma de proyección normal de una conexión.
Propiedades básicas de las normas de forma:
Cada pista de ciencia ficción es, en cierto sentido, mejor que la anterior.
Al pasar al siguiente NF, se conservan las propiedades del NF anterior.
Definición 1. Dependencia funcional para r, un atributo y depende funcionalmente de un atributo x sólo si cada valor de x corresponde exactamente a un valor de y.
Dependencia funcional completa r(x) r(y) si y no depende funcionalmente de ningún valor exacto INCÓGNITA.
Dependencia transitiva si existe el atributo Z, que hay dependencias funcionales...
Un atributo que no es clave es cualquier atributo de relación que no forma parte de la clave principal.
Atributos mutuamente independientes (2 o más), a menos que uno de estos atributos dependa funcionalmente de los demás.
Una relación está en 1nf cuando cada una de sus tuplas contiene solo un valor para cada uno de los atributos. En el modelo relacional de relaciones, todas están en forma normal.
segunda forma normal solo si está en la primera forma normal y cada atributo que no es clave depende completamente de la clave principal.
Tercera forma normal. La relación r se encuentra si se encuentra en la segunda y cada atributo que no es clave depende intransitivamente de la clave primaria.
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EMPLEADO |
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TELÉFONO |
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CONTADOR |
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CONTADOR |
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PROVEEDOR |
Conferencia 4. Operadores de lenguaje.SQL
SELECT se utiliza para recuperar cualquier cantidad de datos de una o más tablas. EN caso general resultado de la ejecución cláusulas SELECCIONAR ES OTRA TABLA PARA ESTA nueva mesa la operación SELECT se puede aplicar nuevamente y así sucesivamente
1) Un comando independiente para obtener y mostrar filas en una tabla formada a partir de columnas y filas de una o más tablas de vista.
2) como elemento de la condición DÓNDE o TENIENDO. Esto se llama solicitud falsa.
3) frase de selección en los comandos CREATE VIEW DECLARE CURSOR INSERT
4) Herramienta de asignación global valores variables y filas de la tabla generada. EN
Tiene el siguiente formato.
SELECT [selecciona datos y realiza transformaciones de acuerdo con las expresiones o funciones especificadas antes de generarlas
Elemento, -\\-) DE enumeración.......
mesa baja | presentaciones],
Las filas de las tablas especificadas deben cumplir con la lista especificada de condiciones de selección de filas.
Frase]
GROUP BY es una operación para agrupar por una lista específica de columnas para obtener un valor agregado único para cada grupo.
TENER - condición para filtrar por grupos.
5. Muestreo sencillo.
* sirve como alias para
seleccionando un campo específico
Eliminación de duplicados. Para eliminar duplicados y al mismo tiempo ordenar la lista se utiliza una consulta con la palabra clave DISTINCT.
Muestreo de valores calculados.
La cláusula SELECT puede contener no solo una lista de columnas, sino también una expresión.
Selección mediante la cláusula WHERE. En la sintaxis de la frase de selección. las líneas requeridas se pueden utilizar tablas operadores básicos comparaciones. Y la capacidad de utilizar expresiones lógicas compuestas.
DONDE P1 = 6 Y P2 = 8
Puede utilizar ENTRE para seleccionar valores en un intervalo.
BETWEEN es conveniente de usar cuando se trabaja con intervalos específicos dados, el principio y el final, que se encuentran en diferentes tablas.
Usando el operador IN.
EN (3, 4, 5)<=>P1= 3 O P1 = 4 O P1 = 5
Usando ME GUSTA
Este operador le permite encontrar todos los valores. columna especificada, correspondiente a la muestra.
Reemplaza cualquier carácter individual.
%: reemplaza cualquier secuencia de n caracteres.
Participación de valor indefinido (NULL). IS se utiliza para comprobar si hay un valor indefinido.
Muestreo con pedido. El operador ORDER BY se utiliza para ordenar datos. Se puede ordenar en orden ascendente de forma predeterminada. La palabra clave ASC le permitirá ordenar en orden descendente.
Agregación de datos
Hay varios SQL características estándar. Excepto ocasión especial CONTAR*, cada una de estas funciones... columnas de alguna tabla y crea varios valores.
COUNT: número de valores en la columna
SUMA: la suma de los valores de la columna.
AVG: valor promedio en una columna
La columna debe contener valores numéricos. El argumento para todas las funciones excepto COUNT * está precedido por palabra clave DISTINTO que indica...
Y COUNT* se usa para contar todas las filas de la tabla con duplicados.
Si no se utiliza la cláusula GROUP BY, entonces SELECT sólo puede incluir funciones SQL o expresiones que contengan dichas funciones.
Cláusula GRUPO POR
Inicia una reorganización de las tablas especificadas en FROM en grupos, cada uno de los cuales tiene mismos valores en la columna especificada en GROUP BY. Esta frase no implica clasificación.
La cláusula HAVING desempeña el mismo papel para los grupos que la cláusula WHERE para las cadenas. Se utilizan para excluir grupos.
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Trabajando con Acceder al SGBD
Trabajo de laboratorio No 1. Introducción al SGBD de Access
Objeto del trabajo: dominar las técnicas de trabajo en el proceso de creación de una base de datos en MS Access (análisis del área temática, análisis de datos, construcción de un modelo de datos, creación de una estructura y llenado de tablas de la base de datos).
Conceptos básicos de bases de datos
La base de muchos sistemas de información (principalmente sistemas de información y de referencia) son las bases de datos.
Base de datos - un conjunto de datos relacionados organizados según ciertas reglas, proporcionando principios generales descripción, almacenamiento y manipulación, independientemente de programas de aplicacion, destinado a almacenamiento a largo plazo en la memoria externa del ordenador, actualización constante y uso.
En la mayoría de los casos, una base de datos puede considerarse como modelo de información algún sistema real, por ejemplo, la colección de libros de una biblioteca, el personal de una empresa, el proceso educativo en la escuela, etc. Un sistema así se llama área temática base de datos y sistema de información al que está incluido.
Clasificación por método de almacenamiento de datos divide la base de datos en centralizado y distribuido.
Toda la información y base de datos centralizada almacenados en una computadora. Puede ser una PC independiente o un servidor de red al que pueden acceder los usuarios del cliente. Bases de datos distribuidas utilizado en redes informáticas locales y globales. En el último caso, diferentes partes de la base de datos se almacenan en diferentes computadoras.
Hay tres tipos de estructura de datos: jerárquica, de red y tabular. En consecuencia, según la estructura de la base de datos, se dividen en bases de datos jerárquicas, bases de datos de red y bases de datos relacionales (tabulares).
La palabra "relacional" proviene del inglés. relación- actitud. Actitud- un concepto matemático, pero en la terminología de los modelos de datos, las relaciones se representan convenientemente en forma de tabla.
EN últimamente Las bases de datos relacionales se han convertido en el tipo de base de datos más común. Se sabe que cualquier estructura de datos se puede reducir a forma tabular.
Una representación estructurada de datos se llama modelo de datos. Básico unidad de información una base de datos relacional es mesa. Uso de bases de datos relacionales modelo tabular datos. La base de datos puede constar de una tabla (una base de datos de una sola tabla o de muchas bases de datos mutuas). tablas relacionadas- base de datos de varias tablas.
Los componentes estructurales de la mesa son registros y campos.
Cada grabación contiene información sobre un objeto separado del sistema: un libro en la biblioteca, un empleado de la empresa, etc. Y cada campo- se trata de una determinada característica (propiedad, atributo) de los objetos: título del libro, autor del libro, apellido del empleado, año de nacimiento, etc. Los campos de la tabla deben tener nombres que no coincidan.
En este caso, las filas de la tabla corresponden relaciones de tuplas, y las columnas son atributos. Llave nombrar cualquier función de los atributos de una tupla que pueda usarse para identificar la tupla. Tal función puede ser el valor de uno de los atributos. (tecla sencilla), especificada por una expresión algebraica que incluye los valores de varios atributos (clave compuesta). Esto significa que los datos de las filas de cada una de las columnas de una clave compuesta pueden repetirse, pero la combinación de datos de cada fila de esas columnas es única.
Para cada tabla de base de datos relacional, una llave maestra - el nombre de uno o varios campos, la totalidad de cuyos valores definen de forma única el registro. En otras palabras, el valor de la clave maestra no debe repetirse en diferentes registros.
Para la representación de filas de la estructura de la tabla, utilice siguiente formulario:
Nombre_tabla (NOMBRE_CAMPO_1, NOMBRE_CAMPO_2, ....)
Los nombres de los campos que componen la clave principal están subrayados.
Cada campo de la tabla tiene un tipo específico.
Tipo es el conjunto de valores que puede tomar un campo y el conjunto de operaciones que se pueden realizar sobre esos valores. Hay cuatro tipos principales de campos de base de datos: carácter, numérico, lógico Y fecha.
El software diseñado para trabajar con conjuntos de datos se denomina sistema de gestión de bases de datos. SGBD.
Las más extendidas en ordenadores personales son las bases de datos relacionales que utilizan vista de tabla datos.
Las principales acciones que un usuario puede realizar utilizando el DBMS:
Crear una estructura de base de datos;
Llenar la base de datos con información;
Cambiar (editar) la estructura y el contenido de la base de datos;
Búsqueda de información en la base de datos;
Clasificación de datos;
Protección de bases de datos;
Comprobación de la integridad de la base de datos.
Conclusión
Una base de datos es una colección organizada de datos destinados al almacenamiento a largo plazo en la memoria externa de una computadora, su actualización y uso periódicos.
Una base de datos es un modelo de información de un área temática específica.
La clasificación de las bases de datos es posible según la naturaleza de la información: bases de datos fácticas y documentales; por estructura de datos: bases de datos jerárquicas, de red, relacionales; por método de almacenamiento de datos: bases de datos centralizadas y distribuidas.
Las bases de datos relacionales (RDB) son el tipo más común de base de datos que utiliza una representación tabular de datos.
Base de datos relacional- una base de datos basada en un modelo relacional.
Conceptos básicos de organización de datos en una RDB: tabla, registro, campo, tipo de campo, clave de la tabla principal.
DBMS (sistema de gestión de bases de datos) es un software para trabajar con bases de datos.
Desarrollo tecnología informática se llevó a cabo en dos direcciones principales:
· uso de tecnología informática para realizar cálculos numéricos;
· uso de la tecnología informática en los sistemas de información.
Sistema de información Es un conjunto de software y hardware, métodos y personas que proporcionan recolección, almacenamiento, procesamiento y entrega de información para resolver problemas asignados. En las primeras etapas del uso de sistemas de información, se utilizó un modelo de procesamiento de archivos. Posteriormente, las bases de datos comenzaron a utilizarse en los sistemas de información. Las bases de datos son forma moderna organización, almacenamiento y acceso a la información. Ejemplos de grandes sistemas de información son sistemas bancarios, sistemas de pedidos billetes de tren etc.
Base de datos Es un conjunto integrado de datos estructurados e interconectados, organizados de acuerdo con ciertas reglas que proporcionan principios generales para describir, almacenar y procesar datos. Normalmente se crea una base de datos para un área temática.
Área temática- esto es parte mundo real, a estudiar con el fin de crear una base de datos que automatice el proceso de gestión.
Conjuntos de principios que definen una organización. estructura lógica almacenar datos en una base de datos se llama modelos de datos.
Hay 4 modelos de datos principales– listas (tablas planas), bases de datos relacionales, estructuras jerárquicas y de red.
Durante muchos años se utilizaron principalmente tablas planas (bases de datos planas), como listas en Excel. Actualmente, los modelos de datos relacionales son los más utilizados en el desarrollo de bases de datos. El modelo de datos relacionales es un conjunto de tablas bidimensionales simples: relaciones(Relación inglesa), es decir. la tabla bidimensional más simple se define como actitud(muchas publicaciones del mismo tipo unidas por un tema ) .
El nombre modelo de datos relacionales proviene del término relación. Las bases de datos relacionales utilizan varias tablas bidimensionales en las que las filas se denominan registros y las columnas, campos, entre cuyos registros se establecen relaciones. Este método de organización de datos permite que los datos (registros) de una tabla se vinculen con los datos (registros) de otras tablas mediante identificadores únicos (claves) o campos clave.
Conceptos básicos de bases de datos relacionales: normalización, relaciones y claves.
1. Principios de normalización
:
· Cada tabla de base de datos no debe tener campos duplicados;
Cada mesa debe tener identificador único(clave primaria);
· Cada valor de clave principal debe corresponder a información suficiente sobre el tipo de entidad u objeto de tabla (por ejemplo, información sobre rendimiento académico, grupo o estudiantes);
· Cambiar valores en los campos de la tabla no debería afectar la información en otros campos (excepto los cambios en campos clave).
2. Tipos de conexión lógica .
Se establece una relación entre dos campos (columnas) comunes de dos tablas. Hay relaciones uno a uno, uno a muchos y muchos a muchos.
Relaciones que pueden existir entre registros de dos tablas:
· uno a uno, cada registro de una tabla corresponde a un registro de otra tabla;
· uno a muchos, cada registro de una tabla corresponde a varios registros de otra tabla;
· muchos – a - uno, muchos registros de una tabla corresponden a un registro en otra tabla;
· muchos - a - muchos, muchos registros de una tabla corresponden a varios registros en otra tabla.
Tipo de relación en conexión creada Depende de cómo se definan los campos asociados:
· Se crea una relación de uno a muchos cuando sólo uno de los campos es una clave principal o un campo de índice único.
· Se crea una relación uno a uno cuando ambos campos que se vinculan son campos clave o tienen índices únicos.
· Una relación de muchos a muchos son en realidad dos relaciones de uno a muchos con una tercera tabla cuya clave principal consta de los campos de clave externa de las otras dos tablas.
3. Claves. Llave es una columna (pueden ser varias columnas) que se agrega a una tabla y permite vincularla a registros en otra tabla. Hay Hay dos tipos de claves: primaria y secundaria o foránea.
Una clave primaria es uno o más campos (columnas) cuya combinación de valores identifica de forma única cada registro de una tabla. La clave principal no permite valores Nulo y siempre debe tener un índice único. Una clave principal se utiliza para vincular una tabla a claves externas en otras tablas.
Una clave externa (secundaria) es uno o más campos (columnas) en una tabla que contiene una referencia a un campo o campos de clave principal en otra tabla. Una clave externa define cómo se unen las tablas.
De dos tablas relacionadas lógicamente, una se denomina tabla de clave primaria o tabla principal y la otra se denomina tabla de clave secundaria (externa) o subtabla. Los DBMS le permiten comparar registros relacionados de ambas tablas y mostrarlos juntos en un formulario, informe o consulta.
Hay tres tipos de claves primarias.: contador de campos clave (counter), clave simple y clave compuesta.
Campo de contador(Tipo de datos “Contador”). Un tipo de datos de campo en una base de datos en el que se ingresa automáticamente un valor numérico único en el campo para cada registro agregado a la tabla.
clave sencilla. Si un campo contiene valores únicos, como códigos o números de acceso, entonces este campo se puede definir como clave principal. Cualquier campo que contenga datos se puede definir como clave, siempre que el campo no contenga valores o valores duplicados. Nulo.
Clave compuesta. En los casos en los que sea imposible garantizar la unicidad de los valores de cada campo, es posible crear una clave formada por varios campos. Esta situación ocurre con mayor frecuencia en una tabla que se utiliza para una relación de muchos a muchos entre dos tablas.
Cabe señalar nuevamente que el campo de clave principal debe contener solo valores únicos en cada fila de la tabla, es decir no se permiten coincidencias, pero en un campo de clave secundaria o externa, se permite que coincidan los valores en las filas de la tabla.
Si tienes dificultades para elegir tipo adecuado clave principal, entonces es aconsejable seleccionar el campo del contador como clave.
Los programas que están diseñados para estructurar información, colocarla en tablas y manipular datos se llaman sistemas de gestión de bases de datos (SGBD). En otras palabras, los DBMS están diseñados tanto para crear y mantener una base de datos como para acceder a los datos. Actualmente existen más de 50 tipos de DBMS para computadoras personales. Los tipos más comunes de DBMS incluyen: MS Servidor SQL, Oracle, Informix, Sybase, DB2, MS Access, etc.
Una base de datos (DB), un sistema de información organizado en el que la información se almacena en forma de tablas, se gestiona mediante un sistema de gestión de bases de datos (DBMS) especialmente diseñado que consta de tablas, consultas, formularios, macros e informes.
El concepto de base de datos se puede aplicar a cualquier información en la que existan elementos relacionados por una determinada característica, almacenados y organizados en forma de tablas, esto es una especie de archivador electrónico, almacenamiento electrónico datos que se almacenan en una computadora en forma de uno o más archivos. En este caso, es necesario realizar una serie de operaciones con la base de datos, en particular: agregar nueva información a archivos de bases de datos existentes; agregando nuevos archivos vacios en la base de datos; cambio (modificación) de información en archivos de bases de datos existentes; buscar información en la base de datos; eliminando información de archivos existentes DB; eliminar archivos de la base de datos.
Ejemplos de sistemas de información son: sistemas para pedir billetes de tren o de avión; sistemas bancarios y muchos otros.
El objetivo principal de la base de datos es principalmente búsqueda rápida la información que contiene; con un tamaño de base de datos significativo búsqueda manual, y la modificación de la información contenida lleva un tiempo considerable. El uso de una computadora para procesar la base de datos elimina los problemas enumerados anteriormente al buscar y recuperar información. En este caso, su modificación se realiza con bastante rapidez y eficacia; una base de datos formada por miles de registros cabe fácilmente en un disquete.
Procesamiento de información utilizando un DBMS
Existe una gran cantidad de programas diseñados para estructurar información, colocarla en tablas y manipular datos existentes; estos programas se denominan DBMS. La característica principal de un DBMS es la disponibilidad de herramientas para ingresar y almacenar no solo los datos en sí, sino también descripciones de su estructura. Más detalladamente, las funciones del DBMS incluyen las siguientes:
- - Gestión de datos directamente desde la base de datos.- una función que garantiza el almacenamiento de datos directamente incluidos en la base de datos y la información de servicio que garantiza el funcionamiento del DBMS;
- - gestionar datos en la memoria de la computadora- una función relacionada principalmente con el hecho de que los DBMS trabajan con bases de datos gran tamaño. Para acelerar el funcionamiento del DBMS, los datos se almacenan en la RAM de la computadora. En este caso, el usuario del DBMS utiliza sólo lo necesario para su tarea específica parte de la base de datos y, si es necesario, recibe una nueva "porción" de datos;
- - gestión de transacciones- una función DBMS que realiza una serie de operaciones en la base de datos en su conjunto. Como regla general, estas operaciones se realizan en la memoria de la computadora. En primer lugar, las transacciones son necesarias para mantener la integridad lógica de la base de datos en sistemas multiusuario. Si la transacción (manipulación de datos) se completa con éxito, el DBMS realiza los cambios apropiados en la base de datos. De lo contrario, ninguno de los cambios realizados tiene efecto alguno sobre el estado de la base de datos;
- - soporte de lenguaje de base de datos- Se utilizan lenguajes especiales para trabajar con bases de datos, generalmente llamados lenguajes de bases de datos. Un DBMS normalmente admite un único lenguaje que contiene todos fondos necesarios- desde la creación de la base de datos hasta el suministro interfaz de usuario cuando se trabaja con datos. El lenguaje de base de datos más común utilizado actualmente es lenguaje SQL(Lenguaje de Consulta Estructurado).
Modelo de base de datos relacional.
EN últimos años La mayoría de las bases de datos utilizan modelos de datos relacionales y casi todos los DBMS modernos se centran específicamente en este tipo de representación de información. modelo relacional se puede representar como un método especial de visualización de datos, que incluye tanto los datos en sí (en forma de tablas) como las formas de trabajarlos y manipularlos (en forma de conexiones). En otras palabras, una base de datos relacional utiliza varias tablas, entre las cuales se establecen relaciones. Por tanto, la información ingresada en una tabla se puede asociar con uno o más registros de otra tabla.
Pueden existir los siguientes tipos principales de relaciones entre registros de dos tablas (por ejemplo, tablas A y B):
- - “uno a uno” (cada registro de A corresponde a uno entrada especifica de B, por ejemplo, el empleado recibe un salario, y sólo uno);
- - “uno a muchos” (cada registro de A corresponde a varios registros de B, por ejemplo, hay muchos residentes viviendo en una casa);
- - “muchos a uno” (muchos registros de A corresponden a un registro específico de B, por ejemplo, varios estudiantes estudian en el mismo grupo);
- - “muchos a muchos” (muchos registros de A corresponden a muchos registros de B, por ejemplo, varios estudiantes tienen clases impartidas por diferentes profesores).
Un concepto importante en la teoría de las bases de datos relacionales es la normalización, cuyos principios se pueden formular en forma de las siguientes reglas básicas utilizadas en el desarrollo de la estructura de la base de datos:
- 1. Cada campo de la tabla debe contener un tipo de información único, es decir. No debe haber campos duplicados en la misma tabla.
- 2. Cada tabla debe tener una clave primaria o identificador único que identifique de forma única esta entrada entre muchos registros de la tabla.
- 3. Cada valor de clave principal debe corresponder a información completa sobre el objeto de la tabla.
- 4. Cambiar el valor de cualquier campo de la tabla que no forme parte de la clave principal no debería afectar la información de sus otros campos.
Microsoft Access es un DBMS tipo relacional. La ventaja de Access es que es muy sencillo GUI, que permite a un usuario competente (no a un programador) no sólo crear bases propias datos, sino también para desarrollar aplicaciones de diversos grados de complejidad. Access DBMS se utiliza en los casos en que una tarea de aplicación requiere almacenar y procesar información heterogénea sobre grandes cantidades objetos y asume la posibilidad de modo multiusuario. Un ejemplo sería la tarea de mantener registros de almacén.
Trabajando con la base de datos
Trabajar con la base de datos se divide en tres etapas:
- 1. Diseño
- 2. Implementación de software
- 3. Operación
En la etapa de diseño se sientan las bases de la futura base de datos. El diseño se realiza sobre papel y requiere un enfoque muy cuidadoso, ya que es allí donde se desarrolla la base de datos. Necesitas hacer lo siguiente:
- - recopilar información sobre trabajo futuro, sobre su estructura y movimiento de documentos, estudiar tareas de automatización, identificar objetos del sistema y conexiones entre ellos;
- - para cada objeto, identificar las propiedades y características mediante las cuales se crean los campos de la tabla;
- - asignar campos clave para cada objeto ( claves primarias), normalizar las tablas fuente, establecer conexiones.
La fase de implementación se realiza en la computadora en el siguiente orden:
- - las estructuras de las tablas se compilan y se ingresan en la computadora;
- - se desarrollan consultas para la selección de datos, informes para impresión, se crean macros y formularios de pantalla para trabajar con datos;
- - Se planifica el procedimiento para mantener y mantener la base de datos en funcionamiento.
La etapa de operación comienza con el ingreso de información real a la base de datos, luego de lo cual se utiliza.
Uno de los más destinos populares Usar computadoras: trabajar con información. Información es cualquier información sobre cualquier evento, entidad, proceso, etc., que es objeto de algunas operaciones: percepción, transmisión, transformación, almacenamiento o uso. Una computadora puede almacenar grandes cantidades de información, procesarla instantáneamente y producirla en la forma requerida.
Consideremos una empresa que tiene una gran cantidad de datos, almacenado durante largos períodos de tiempo en una computadora, como una aerolínea. Estos datos pueden contener, en particular, información sobre pasajeros, vuelos, aeronaves y personal y representar relaciones típicas de un área temática particular. Tales relaciones son, por ejemplo, la venta de billetes (a qué pasajeros, para qué vuelos y asientos se venden billetes), la formación de tripulaciones (quién debe ser el capitán del barco, copiloto, etc., en qué vuelo ) y check-in mantenimiento (cuándo y por quién se da servicio a cada avión enúltimo tiempo
Entonces, tal vez, tal tarea requeriría años de arduo trabajo. Pero vivimos en una época en la que la gente intenta encontrar formas de facilitar su trabajo. y uno de fieles asistentes esto se convirtió en una computadora, lo cual ya no es un secreto para nadie. Ya habrás adivinado que lo que sigue será una discusión sobre cómo resolver los problemas descritos anteriormente. De hecho, el hombre encontró una gran solución: desarrolló un sistema de gestión de bases de datos (DBMS). Este sistema está diseñado para que una persona pueda, sin molestarse especialmente en un trabajo tedioso, trabajar con grandes volúmenes datos organizados de una manera especial (más sobre esto más adelante). Pero, además de que el DBMS permite al usuario buscar cierta información, brinda la posibilidad de elaborar informes sobre ciertos datos (por ejemplo, en el caso de un aeropuerto, calcular salarios y preparar declaraciones sobre ellos para varios empleados del aeropuerto: pilotos, administración, asistentes de vuelo, mecánicos, etc.), cambiar los datos existentes (por ejemplo, en caso de avería de la aeronave, reemisión de un billete, despido de una persona, etc.), buscar información bajo varias condiciones (por ejemplo, pilotos cuya experiencia laboral sea superior a 7 años, edad no inferior a 30 años y al menos educación superior), etc. Las funciones del DBMS se describirán con más detalle a continuación, pero por ahora introduzcamos una definición.
Base de datos(DB) – una colección de datos con nombre que refleja el estado de los objetos y sus relaciones en el área temática bajo consideración.
En el caso de Aeroflot, la base de datos son datos sobre vuelos, pilotos, billetes, etc. Ya has leído sobre estos datos. Cabe señalar que los datos de la base de datos no se recopilan sobre todo en el mundo, sino sobre datos que se relacionan con un área específica de la actividad humana y que de alguna manera están interconectados entre sí. No tiene sentido que los contables tengan información en la base de datos sobre el tema de los libros en las bibliotecas de la ciudad; lo más probable es que nunca se utilice; Además, el usuario de un ordenador, como se sabe, almacena grandes cantidades de información, y la base de datos es una de ellas, en una memoria externa. No sólo la información no se utilizará, sino que también requiere una cierta cantidad de memoria externa, lo que conlleva ciertos costes de material, y ningún propietario razonable desperdiciaría el dinero.
2.2. Niveles de presentación de la base de datos
Obviamente, hay muchos niveles de abstracción entre la computadora que maneja bits y usuarios finales, que trata de abstracciones como vuelos o asignación de tripulación a un avión. Los niveles de abstracción y las conexiones entre ellos se presentan en la Fig. 1.
