Інформація в ПК. СУБД

1. Представлення інформації  в ПК. Сутність  двійкового кодування.  Кодування цілих  та дійсних чисел

2. Поняття та призначення  системи управління  базами даних (СУБД). Структура бази  даних реляційного  типу

У діловій сфері  часто приходиться працювати  з даними з різних джерел, кожне з який пов'язане з певним видом діяльності. Для координації всіх цих даних необхідні певні знання й організаційні навички. 

   Електронною  базою даних (БД) називається послідовність  даних заданої структури, записана  на магнітний диск комп'ютера. 

Системи управління базами даних (СУБД) є набором програмних засобів, необхідних для створення, використання і підтримки баз  даних. 

База даних  – це набір даних з наступними властивостями:

• дані логічно пов'язані між собою і несуть відповідну інформацію;
• структура баз даних звичайно відповідає тому специфічному набору даних, які вона містить;
• бази даних відображають тільки окремі аспекти реального світу, що дає змогу визначити їх як "мікросвіт".

 

   Система  управління базами даних (СУБД) поєднує відомості з різних джерел в одній реляційній базі даних. Створювані форми, запити і звіти дозволяють швидко й ефективно обновляти дані, отримувати відповіді на питання, здійснювати пошук потрібних даних, аналізувати дані, друкувати звіти, діаграми і поштові наклейки. 

Системи управління даними першого  покоління 

СУБД першого  покоління характерні тим, що кожна  група користувачів розробляла своє власне програмне забезпечення по управлінню даними. Наслідками такої сепаратизації  стало надмірне дублювання програмних кодів і даних.

Системи управління даними другого  покоління 

Файли взаємопов'язаних даних об'єднуються в бази даних. СУБД створюються для таких досвідчених  користувачів, як програмісти.

Системи управління даними третього покоління 

Можливості СУБД розширились. Створені розвинуті інтерфейси, що забезпечують інтерактивний доступ звичайним користувачам. 

Переваги СУБД :

• Скорочення надлишку даних;
• Без баз даних неможливо уникнути зберігання надлишкових даних;
• При наявності центрального контролю баз даних деякі надлишкові дані можна усунути;
• Надлишкові дані не можуть бути повністю усунені, оскільки велику роль в СУБД відіграють питання часу і достовірності.

 
 

   У світі  існує безліч СУБД. Незважаючи  на те, що вони можуть по-різному  працювати з різними об'єктами і надають користувачу різні функції й засоби, більшість СУБД спираються на єдиний устояний комплекс основних понять. Це дає нам можливість розглянути одну систему й узагальнити її поняття, прийоми й методи на весь клас СУБД. В якості такого навчального об'єкта розглянемо СУБД Microsoft Access, що входить до пакета Microsoft Office.

   Найпоширенішими  СУБД є Visual FoxPro та Microsoft Access.

Основні поняття реляційних базах даних.

     Як  правило, розрізняють два рівні  абстракції представлення даних  у вигляді інформаційної та фізичної моделей. Користувач мало звертає увагу на організацію фізичного зберігання інформації - його цікавить логічне представлення даних. Інформаційна модель повинна відображати предметну ділянку в зрозумілих і звичних для користувача термінах. Змістовно база даних містить структуровану певним чином інформацію про факти, події, об’єкти та їх властивості і зв’язки між ними.

     Концепція реляційної моделі бази даних запропонована  Е.Ф.Коддом в 1970 році для розв’язання  наступної задачі - забезпечити незалежність представлення та опису даних від прикладних програм. В основі цієї моделі лежать поняття відношення (relations), подане у вигляді таблиці з дотриманням деяких обмежувальних умов. Основні взаємопов’язані поняття фізичного, спеціального прикладного та математичного рівнів побудови реляційної бази даних та їх взаємовідношення показані в таблиці, в рядках якої знаходяться еквівалентні поняття:

     Таблиця 1

Основні поняття реляційної бази даних та їх взаємозв’язок.

 

     Таблиця зрозуміла оглядово і звична для  людей. Оригінальність підходу Е.Ф.Кодда  полягає в застосовані до відношень впорядкованої системи операцій, що дозволяє отримувати складені відношення з бази (виводити, обчислювати, проводити арифметичні операції). Використання відношень дозволяє ділити інформацію на таку, що зберігається постійно і таку, яка отримується в результаті визначених перетворень над постійною. Е.Ф.Кодд показав, що набір відношень (таблиць) може бути використаний для збереження даних про об’єкти реального світу і моделювання зв’язків між ними. Під таблицею будемо розуміти структуру заголовку даної таблиці плюс сукупність записів даних у відповідності із заголовком. Наприклад, для збереження інформації про об’єкти з назвою “студент” можна використати відношення СТУДЕНТ, в якому властивості об’єктів розміщуються в стовпцях таблиці: 
 
 
 

     Таблиця 2

     Список  студентів.

 

     Стовпці відношення називають атрибутами і їм присвоюють імена. Список імен атрибутів відношення називається схемою відношення. Таблиці не дозволяють проводити узгодження наступних трьох способів маніпулювання даними: впорядкування, групування по певних ознаках, доступ по дереву параметрів. Це пов’язано з тим, що в таблиці всі три способи маніпулювання жорстко закріплені: дані впорядковані по одному параметру і не впорядковані по іншому.

Відношення  реляційних баз даних.

     Відношення  реляційної бази даних діляться на два класи: об’єктні та зв’язні. Об’єктне відношення зберігає дані про об’єкти (екземпляри сутності). В об’єктному відношенні один (або декілька) з атрибутів однозначно ідентифікують об’єкт. Такий ключовий атрибут називається (одиничним чи множинним) ключем відношень або первинним атрибутом. Ключ, як правило, знаходиться у першому стовпці. Інші атрибути функціонально залежать від даного ключа. Ключ може включати кілька атрибутів (складний ключ). В об’єктному відношенні атрибути не повинні дублюватися. Це основне обмеження в реляційній базі даних для збереження цілісності даних. Зв’язне відношення зберігає ключі двох чи більше об’єктних відношень, тобто по ключах встановлюються зв’язки між об’єктами відношень. Зв’язне відношення може мати і інші атрибути, які функціонально залежать від цього зв’язку. Ключі в зв’язних відношеннях називаються зовнішніми (сторонніми) ключами, оскільки вони є первинними ключами інших відношень.

     Умови і обмеження, які накладаються на відношення реляційних баз даних  на табличному рівні представлення, можна сформулювати наступним чином:

• не може бути однакових первинних ключів, тобто всі рядки (записи) повинні бути унікальними;
• всі рядки повинні мати однакову типову структуру;
• імена стовпців в таблиці повинні бути різними, а значення стовпців повинні бути однотиповими;
• значення стовпців повинні бути атомарними, тобто не можуть бути компонентами інших відношень;
• повинна зберігатися цілісність для зовнішніх ключів;
• порядок розміщення рядків у таблиці неістотний - він впливає лише на швидкість доступу до потрібного рядка.

Фізична організація файлів баз даних.

     Сучасні бази даних можуть представлятися сукупністю взаємопов’язаних таблиць. Тіло типового файлу бази даних для однієї таблиці  містить заголовок таблиці та власне послідовно організований набір записів. В заголовку файлу міститься наступна інформація:

1. перелік полів з характеристиками (назва, тип, довжина поля);
2. час створення чи обновлення файлу;
3. кількість записів, що знаходяться у файлі,
4. інша допоміжна інформація (наприклад, інформація про зв’язок з індексним файлом, відомості про мову заповнення та інше).

     Кожен запис таблиці складається із окремих полів (атрибутів), які діляться на три групи: ключові, вказівні та допоміжні. Ключовими є ті атрибути, якими  однозначно ідентифікується даний  запис. Двох записів з однаковими ключовими атрибутами бути не може. Вказівні атрибути виконують роль ключових атрибутів в інших базах даних, на які посилається даний запис. З їх допомогою можна отримати додаткову інформацію для заданого запису. Допоміжні атрибути - це характеристики для заданого запису і вони, як правило, можуть повторюватись.

     Файл  бази даних може бути індексованим або ні. Наявність індексації означає, що всі записи в файлі баз даних  перевпорядковані у відповідності  із наперед заданим принципом (алфавітний порядок, порядок зростання чи спадання і так далі) по одному з полів. Інформація про індексацію міститься в індексному файлі у вигляді набору взаємопов’язаних пар чисел. Система індексації застосовується для зручності використання бази даних: для заданих полів створюється впорядкований перелік пар чисел, перше з яких вказує фізичний реальний порядковий номер запису в файлі, друге - порядковий номер даного запису у перевпорядкованому списку. Розрізняють так звані одиничні і множинні індексні файли. Для кожного фізичного запису одиничний індексний файл містить тільки одну пару чисел, в той час як множинний - множину з декількох впорядкованих пар чисел. Кожне друге з наступної пари чисел в наборі означає порядковий номер у новому списку.

     Характеристикою типу інформації даного атрибуту є тип поля. Найчастіше вживані наступні позначення типів полів, які наводяться в таблиці. 

     Таблиця 3

Типи  полів файлів баз даних.

 

     В деяких сучасних системах керування  базами даних введено нові типи полів, але вони або надають нові можливості (наприклад тип графічного об’єкту) або просто розширюють наведені типи полів. Крім цього, для кожного числового чи символьного поля задається його довжина в символах. Так, для поля дати відведено 8 позицій, а для логічного - одне (логічний нуль - “false” або одиниця - “true” ). Поле мемо містить стандартної довжини вказівник на текстову інформацію. Ці вказівники містять адреси послідовно організованих записів в допоміжному файлі. 
 

3. Поняття топології  мереж.Приклади

Локальна  мережа являє собою систему розподiленої обробки iнформацiї, яка складається як мiнiмум з двох комп’ютерiв, що взаємодiють мiж собою при допомозi спецiальних засобiв зв’язку. Комп’ютери, що входять до складу мережi, виконують досить широке коло функцiй, основними з яких є:

• органiзацiя доступу до мережi;
• управлiння передачею iнформацiї;
• надання обчислювальних ресурсiв i послуг абонентам мережi.

     В свою чергу, засоби зв’язку покликанi забезпечити надiйну передачу iнформацiї мiж комп’ютерами мережi.

     Звичайно, комп’ютерна мережа може складатися i з двох комп’ютерiв, але, як правило, їх кiлькiсть в мережi бiльша. При цьому комп’ютерна мережа не являє собою просте об’єднання комп’ютерiв – це досить складна система. Будь-яка комп’ютерна мережа характеризується (рис.1) топологiєю, протоколами, iнтерфейсами, мережевими технiчними та програмними засобами.