سیستم های کنترل خودکار CPU و ایمنی صنعتی. مفاهیم اساسی سیستم های پایگاه داده

درس " مفاهیم اساسی پایگاه داده "

هر یک از ما، از اوایل دوران کودکی، بارها و بارها با "پایگاه های داده" روبرو شده ایم. اینها همه نوع دایرکتوری هستند (مثلاً یک تلفن)، دایره المعارف، و غیره.

پایگاه های داده مدل های اطلاعاتی حاوی داده های مربوط به اشیا و ویژگی های آنها هستند. پایگاه داده ها اطلاعات مربوط به گروه هایی از اشیاء را با مجموعه ای از ویژگی های یکسان ذخیره می کنند.

به عنوان مثال، پایگاه داده Notebook اطلاعات افرادی را ذخیره می کند که هر کدام دارای نام خانوادگی، نام، شماره تلفن و غیره هستند. کاتالوگ کتابخانه اطلاعات کتاب هایی را که هر کدام دارای عنوان، نویسنده، سال انتشار و غیره هستند ذخیره می کند.

اطلاعات در پایگاه های داده به صورت سفارشی ذخیره می شود. بله در نوت بوکهمه رکوردها بر اساس حروف الفبا و در فهرست کتابخانه - یا بر اساس حروف الفبا - فهرست الفبایی) یا بر اساس حوزه دانش (کاتالوگ موضوعی) مرتب می شوند.

چندین ساختار مدل اطلاعاتی مختلف وجود دارد و بر این اساس، انواع مختلفپایگاه های داده: جدولی، شبکه ای، سلسله مراتبی (به مدل ها مراجعه کنید).

پایگاه های داده سلسله مراتبی

پایگاه داده های سلسله مراتبی را می توان به صورت گرافیکی به صورت یک درخت وارونه متشکل از اشیاء سطوح مختلف نشان داد. سطح بالا (ریشه درخت ) یک شی را اشغال می کند، دومی - اشیاء سطح دوم، و غیره.

پیوندهایی بین اشیاء وجود دارد، هر شی می تواند چندین شی بیشتر از سطح پایین. چنین اشیایی با هم مرتبط هستند جد (نزدیک ترین شی به ریشه) به نسل (یک شی از سطح پایین تر)، در حالی که شی جد ممکن است فرزندی نداشته باشد یا چندین فرزند داشته باشد، در حالی که شی فرزند لزوما فقط یک جد دارد. به اشیایی که جد مشترکی دارند گفته می شود دوقلوها .

به عنوان مثال: پایگاه داده سلسله مراتبی است دایرکتوری پوشه پنجره ها،که می توانید با راه اندازی Explorer کار کنید. سطح بالا یک پوشه است دسکتاپ.پوشه ها در سطح دوم هستند. کامپیوتر من، اسناد من، شبکهو سبد،که فرزندان پوشه هستند دسکتاپ،و در بین خود دوقلو هستند. به نوبه خود، پوشه کامپیوتر منیکی از اجداد پوشه های سطح سوم - پوشه های دیسک است (دیسک 3.5 (A:)، (C:)، ( D:)، (E:)، (F:))و پوشه های سیستم (چاپگرها، کنترل پنلو غیره.)

پایگاه های داده شبکه

پایگاه داده شبکه تعمیم یک پایگاه داده سلسله مراتبی با اجازه دادن به اشیائی است که بیش از یک والد دارند. به طور کلی، در ارتباط بین اشیاء در مدل های شبکههیچ محدودیتی اعمال نمی شود.

پایگاه داده شبکه در واقع است قدرت جهانی mu n aشبکه جهانی کامپیوتر اینترنت هایپرلینک ها صدها میلیون سند را به یک پایگاه داده شبکه توزیع شده متصل می کنند.

پایگاه های داده جدولی

یک پایگاه داده جدولی حاوی لیستی از اشیاء از همان نوع است، یعنی اشیایی که دارای مجموعه ای از ویژگی های یکسان هستند. ارائه چنین پایگاه داده ای به عنوان یک جدول دو بعدی راحت است: در هر ردیف، مقادیر ویژگی های یکی از اشیا به ترتیب قرار می گیرند. هر مقدار دارایی در ستون مخصوص به خود قرار دارد که با نام ویژگی هدایت می شود.

به عنوان مثال یک پایگاه داده را در نظر بگیرید: دفترچه تلفن

به ستون های چنین جدولی فیلد می گویند. هر فیلد با نام آن (نام ویژگی مربوطه) و نوع داده نشان دهنده مقادیر این ویژگی مشخص می شود.

ردیف های جدول رکوردهایی در مورد یک شی هستند. این رکوردها توسط ستون های جدول به فیلدها تقسیم می شوند، بنابراین هر رکورد مجموعه ای از مقادیر موجود در فیلدها است..

هر جدول باید حداقل دارای یک فیلد کلیدی باشد که محتوای آن برای هر ورودی در آن جدول منحصر به فرد است. فیلد کلید به شما امکان می دهد تا هر رکورد را در جدول به طور منحصر به فرد شناسایی کنید.

این میدان اغلب به عنوان یک خال کلیدی استفاده می شود، حاوی نوع داده پیشخوان . با این حال، گاهی اوقات راحت تر است از دیگران به عنوان فیلد کلیدی جدول استفاده کنید فیلدها: کد محصول، شماره موجودی و غیره

دفترچه تلفن

نوع فیلد تعریف شده است نوع داده ای که داردزندگی می کند. فیلدها می توانند حاوی داده های اصلی زیر باشندانواع:

پیشخوان - اعداد صحیح که به طور خودکار تنظیم می شوندهنگام وارد کردن رکوردها اسکی کنید. این اعداد قابل تغییر نیستند.کاربر؛

متن - متون حاوی حداکثر 255 کاراکتر.

عددی- شماره؛

زمان قرار - تاریخ یا زمان؛

پولی - اعداد در قالب پولی؛

منطقی - ارزش های درست است، واقعی(بله یا دروغ(نه)؛

فیلد شی OLE - تصویر یا نقاشی

هر نوع فیلد مجموعه ای از ویژگی های خاص خود را دارد. بیشتر در خواص مهم فیلدها هستند:

اندازه میدان - تعریف می کند حداکثر طولمتنvogo یا فیلد عددی؛

قالب زمینه - قالب داده را تنظیم می کند.

زمینه اجباری - نشان می دهد که میدان باید پر شود

سامانهی مدیریت پایگاه دادهدسترسی (DBMS)

هدف و کارکردهای اصلی

توسعه فناوری اطلاعات منجر به ایجاد پایگاه های اطلاعاتی رایانه ای شده است. ایجاد پایگاه داده و عملیاتجستجو کردن و مرتب سازی داده ها انجام می شود برنامه های ویژه - سیستم های مدیریت پایگاه داده (DBMS).

بنابراین، لازم است بین پایگاه‌های داده واقعی (DB) که مجموعه‌های سفارشی داده‌ها هستند، و سیستم‌های مدیریت پایگاه داده - برنامه‌هایی که ذخیره و پردازش داده‌ها را مدیریت می‌کنند، تمایز قائل شد.

سیستم مدیریت پایگاه داده یک برنامه کاربردی استدسترسی همراه مایکروسافت آفیس است.

رابط برنامهدسترسی داشته باشید

اشیاء موجود در Access DBMS:

· جدول.در پایگاه های داده، تمام اطلاعات در جداول دو بعدی ذخیره می شود. این پایهشی پایگاه داده، تمام اشیاء دیگر بر اساس جداول موجود ایجاد می شوند (مشتقاتاشیاء).

· درخواست ها.کوئری ها برای انتخاب داده ها بر اساس شرایط مشخص طراحی شده اند. با استفاده از یک پرس و جو از پایگاه داده، می توانید اطلاعاتی را انتخاب کنید که شرایط خاصی را دارند.

· تشکیل می دهد.فرم ها به شما امکان می دهند داده های موجود در جداول یا پرس و جوها را به روشی خواناتر نمایش دهید. با استفاده از فرم‌ها، می‌توانید داده‌های جدیدی را به جداول اضافه کنید، و همچنین داده‌های موجود را ویرایش یا حذف کنید. یک فرم می تواند شامل تصاویر، نمودارها و سایر اشیاء تعبیه شده باشد.

· گزارش ها.گزارش ها برای چاپ داده های موجود در جداول و پرس و جوها به روشی زیبا طراحی شده اند.

· ماکروها.ماکروها برای خودکارسازی کارهای تکراری استفاده می شوند. ضبط ماکرو به همان روشی که در سایر برنامه ها، به عنوان مثال، در برنامه انجام می شود، انجام می شودکلمه.

· ماژول هاماژول ها همچنین برای خودکار کردن کار با پایگاه داده کار می کنند. ماژول ها نیز نامیده می شوند رویه های رسیدگی به رویدادو در نوشته شده اند زبان VBA.

یکی از محبوب ترین راه های استفاده از کامپیوتر، کار با اطلاعات است. اطلاعات هر گونه اطلاعات در مورد هر رویداد، موجودیت، فرآیند و غیره است که هدف برخی از عملیات است: ادراک، انتقال، تبدیل، ذخیره سازی یا استفاده. یک کامپیوتر می تواند حجم زیادی از اطلاعات را ذخیره کند، فوراً آنها را پردازش کرده و به شکل مورد نیاز صادر کند.

شرکتی را در نظر بگیرید که دارای یک شرکت بزرگ است مقدار دادهبرای مدت طولانی در یک کامپیوتر، مانند یک شرکت هواپیمایی ذخیره می شود. این داده ها ممکن است به ویژه حاوی اطلاعاتی در مورد مسافران، پروازها، هواپیما و پرسنل باشد و نشان دهنده روابطی باشد که برای یک حوزه موضوعی خاص معمول است. چنین روابطی به عنوان مثال، فروش بلیط (کدام مسافر، کدام پرواز و صندلی فروخته می شود)، تشکیل خدمه (که باید کاپیتان، کمک خلبان، و غیره در کدام پرواز باشد) و ثبت تعمیر و نگهداری (زمان و توسط چه کسی هر کدام از آنها) هواپیما برای آخرین بار سرویس شده است و غیره). می توانید تصور کنید که چقدر تلاش و زمان لازم است تا یک نفر بتواند در صورت لزوم برخی از داده ها را پیدا کند (مثلاً آیا فروخته شده است و به چه کسی بلیط فلان سریال برای فلان سریال و فلان سریال به چه کسی فروخته شده است. یک پرواز)! و اگر این داده ها همراه با موارد مشابه در یک مرکز بزرگ که اطلاعات را از فرودگاه های سراسر کشور دریافت می کند ذخیره شود؟

در آن صورت، شاید چنین کاری مستلزم سالها کار سخت باشد. اما ما در عصری زندگی می‌کنیم که انسان در تلاش است تا راه‌هایی برای آسان‌تر کردن کارش بیابد. و یکی از یاوران وفادارکامپیوتر به این تبدیل شده است که اکنون برای هیچکس پنهان نیست. قبلاً حدس زده اید که در ادامه در مورد چگونگی حل مشکلاتی که در بالا توضیح داده شد صحبت خواهیم کرد. در واقع، مردی یک راه عالی پیدا کرد - او یک سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) ایجاد کرد. این سیستم به گونه‌ای طراحی شده است که شخص می‌تواند بدون اینکه واقعاً خود را با کار خسته‌کننده آزار دهد، با حجم زیادی از داده‌های سازماندهی شده به روشی خاص کار کند (در ادامه در مورد آن بیشتر توضیح خواهیم داد). اما، علاوه بر این که DBMS به کاربر اجازه می دهد اطلاعات خاصی را جستجو کند، امکان جمع آوری گزارش در مورد داده های خاص را نیز فراهم می کند (مثلاً در مورد یک فرودگاه، محاسبه حقوق و جمع آوری اظهارات مربوط به آن برای فرودگاه های مختلف. کارکنان: خلبانان، مدیریت، مهمانداران، مکانیک ها و غیره)، تغییر داده های موجود (به عنوان مثال، در صورت خرابی هواپیما، صدور مجدد بلیط، اخراج یک فرد و غیره)، جستجوی اطلاعات در مورد چندین شرایط ( به عنوان مثال خلبانانی که سابقه کار آنها بیش از 7 سال، سن آنها کمتر از 30 سال و تحصیلات کمتر از بالاتر نباشد) و غیره. جزئیات بیشتر در مورد عملکردهای DBMS در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت، اما در حال حاضر اجازه دهید یک تعریف را معرفی کنیم.

پایگاه داده(DB) مجموعه ای نامگذاری شده از داده ها است که وضعیت اشیاء و روابط آنها را در مورد در نظر گرفته منعکس می کند موضوع.

در مورد آئروفلوت، بانک اطلاعاتی مربوط به پروازها، خلبانان، بلیط ها و غیره است. قبلاً در مورد این داده ها خوانده اید. لازم به ذکر است که داده های موجود در پایگاه داده در مورد همه چیز در جهان جمع آوری نمی شود، بلکه آنهایی که به حوزه خاصی از فعالیت های انسانی مربوط می شوند و به نوعی با یکدیگر در ارتباط هستند. داشتن اطلاعاتی در پایگاه داده در مورد موضوع کتاب در کتابخانه های شهر برای کارکنان حسابداری منطقی نیست، به سادگی، به احتمال زیاد، هرگز استفاده نخواهد شد. علاوه بر این، همانطور که می دانید، یک کاربر کامپیوتر، حجم زیادی از اطلاعات را ذخیره می کند و پایگاه داده یکی از آنهاست، در حافظه خارجی. اطلاعات نه تنها مورد استفاده قرار نمی گیرد، بلکه باید با مقدار مشخصی حافظه خارجی نیز همراه باشد که با هزینه های مادی خاصی همراه است و هیچ مالک معقولی پول را دور نمی اندازد.

2.2 سطوح ارائه پایگاه داده

واضح است که سطوح زیادی از انتزاع بین رایانه‌هایی که با بیت‌ها سروکار دارند و کاربران نهایی که با انتزاعی‌هایی مانند پروازها یا خدمه اختصاص داده شده به هواپیما سر و کار دارند، وجود دارد. سطوح انتزاع و پیوندهای بین آنها در شکل نشان داده شده است. 1.

معرفی

سیستم های پایگاه داده امروزه اساس ساخت اکثر سیستم های اطلاعاتی هستند و تقریباً در اتوماسیون تمام حوزه های فعالیت انسانی مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال، دسترسی به پایگاه داده هنگام کار با یک سیستم اطلاعات کتابخانه که حاوی اطلاعاتی در مورد تمام کتاب های موجود در کتابخانه، خوانندگان آن، درخواست های رزرو کتاب و غیره است، ضروری است. معمولاً حاوی ابزارهایی است که به خوانندگان امکان می دهد کتاب مورد نیاز خود را بر اساس عنوان، نام نویسندگان یا موضوع مشخصی پیدا کنند. با کمک چنین سیستم هایی، حسابداری جابجایی کتاب ها و سایر عملیات لازم در فعالیت های کتابخانه سازماندهی می شود.

یک دانشگاه ممکن است دارای پایگاه‌های اطلاعاتی با اطلاعات مربوط به دانشجویان، اساتید، دانشکده‌ها و گروه‌ها و سایر داده‌های لازم برای عملکرد سیستم‌های اطلاعاتی و تحلیلی یکپارچه و زیرسیستم‌های آنها (حسابداری پرسنل، حسابداری، مدیریت اسناد، پشتیبانی اطلاعات فعالیت های یادگیریو غیره.).

پایگاه‌های اطلاعاتی جمعیت حاوی اطلاعاتی درباره ساکنان یک شهر، منطقه و غیره است که برای عملکرد سیستم‌های مالیاتی، مراقبت‌های بهداشتی، آموزشی، حمایت اجتماعی، و غیره.

1. مفاهیم اساسی پایگاه های داده

پایگاه داده- این یک سیستم خودکار است که مجموعه ای از اطلاعات، نرم افزار، سخت افزار و پرسنل را نشان می دهد که ذخیره، انباشت، به روز رسانی، جستجو و صدور داده ها را فراهم می کند. اجزای اصلی بانک داده پایگاه داده و نرم افزارسیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) نامیده می شود.

پایگاه داده- این یک ذخیره سازی ویژه سازماندهی شده از منابع اطلاعاتی در قالب مجموعه ای یکپارچه از فایل ها است که تعامل راحت بین آنها و دسترسی سریع به داده ها را فراهم می کند.

پایگاه داده یک شی پویا است که با تغییر وضعیت ناحیه موضوع منعکس شده (شرایط خارجی در رابطه با پایگاه داده) مقادیر را تغییر می دهد. حوزه موضوعی به عنوان بخشی از دنیای واقعی (اشیاء، فرآیندها) درک می شود که باید به اندازه کافی و کامل باشد. حجم اطلاعاتدر پایگاه داده ارائه شده است. داده های موجود در پایگاه داده در یک سیستم منسجم سازماندهی شده اند، که کار سازنده تری را برای کاربرانی با حجم زیادی از داده ها فراهم می کند.

سامانهی مدیریت پایگاه داده(DBMS) است نرم افزار، که با آن کاربران می توانند دسترسی به پایگاه داده را تعریف، ایجاد، نگهداری و کنترل کنند. DBMS با برنامه های کاربردی کاربر و پایگاه داده تعامل دارد و دارای قابلیت های زیر است:

· به شما امکان تعریف پایگاه داده را می دهد که معمولاً با استفاده از زبان تعریف داده (DDL - Data Definition Language) انجام می شود. DDL ابزاری را در اختیار کاربران قرار می دهد تا نوع داده ها و ساختار آنها را مشخص کنند و همچنین ابزارهایی را برای تعیین محدودیت برای اطلاعات ذخیره شده در پایگاه داده فراهم می کند.

· اجازه درج، به روز رسانی، حذف و بازیابی اطلاعات از پایگاه داده را می دهد که معمولاً با استفاده از زبان مدیریت داده ها (DML - Data Manipulation Language) انجام می شود. وجود یک مخزن متمرکز از تمام داده ها و توضیحات آنها، استفاده از زبان DML را به عنوان ابزاری کلی برای سازماندهی پرس و جوها، که گاهی اوقات زبان پرس و جو نامیده می شود، ممکن می سازد.

· دسترسی کنترل شده به پایگاه داده را با استفاده از: سیستم امنیتی که از دسترسی غیرمجاز کاربران به پایگاه داده جلوگیری می کند، فراهم می کند. سیستم‌های پشتیبانی یکپارچگی داده‌ها که وضعیت ثابت داده‌های ذخیره‌شده را تضمین می‌کنند. سیستم کنترل برای عملکرد موازی برنامه ها که فرآیندهای آنها را کنترل می کند اشتراک گذاریبه پایگاه داده؛ سیستم بازیابی که به شما امکان می دهد پایگاه داده را به حالت ثابت قبلی بازیابی کنید که در نتیجه خرابی سخت افزار یا نرم افزار خراب شده است. دایرکتوری قابل دسترسی برای کاربران که حاوی توضیحاتی از اطلاعات ذخیره شده در پایگاه داده است.

علاوه بر مهمترین اجزای پایگاه داده و DBMS، بانک داده شامل تعدادی مؤلفه دیگر نیز می شود. بیایید نگاهی به آنها بیندازیم.

ابزار زبانشامل زبان های برنامه نویسی، زبان های درخواست و پاسخ، زبان های توصیف داده ها می شود.

وسایل روشی- اینها دستورالعمل ها و توصیه هایی برای ایجاد و عملکرد یک بانک داده، انتخاب یک DBMS است.

مبنای فنیبانک داده کامپیوتری است که از نظر مشخصات فنی، الزامات خاصی را برآورده می کند.

کارکنان خدماتشامل برنامه نویسان، مهندسین تعمیر و نگهداری کامپیوتر، دستگاه های اداری، از جمله مدیر پایگاه داده است. وظیفه آنها کنترل عملکرد بانک داده، اطمینان از سازگاری و تعامل همه اجزاء و همچنین مدیریت عملکرد بانک داده، کنترل کیفیت اطلاعات و رفع نیازهای اطلاعاتی است. حداقل، تمام این عملکردها برای کاربر می تواند توسط یک نفر ارائه شود یا توسط سازمانی که نرم افزار را تامین می کند و پشتیبانی و نگهداری آن را انجام می دهد، انجام شود.

نقش ویژه ای دارد مدیرپایگاه داده یا پایگاه داده مدیر داده ها را مدیریت می کند، پرسنلی که به بانک داده خدمت می کنند. وظیفه مهم مدیر پایگاه داده محافظت از داده ها در برابر تخریب، دسترسی غیرمجاز و ناکارآمد است. مدیر به کاربران اختیارات کمتر یا بیشتر برای دسترسی به تمام یا بخشی از پایگاه داده را می دهد. برای انجام توابع مدیر در DBMS، انواع مختلفی دارد برنامه های کاربردی. مدیریت پایگاه داده عملکردهای اطمینان از قابل اعتماد و کار موثرپایگاه های داده، پاسخگویی به نیازهای اطلاعاتی کاربران، نمایش پویایی حوزه موضوعی در پایگاه داده.

کاربران اصلی پایگاه‌های اطلاعاتی و بانک‌های اطلاعاتی هستند کاربران نهایی، یعنی متخصصان در زمینه های مختلف کار اقتصادی. ترکیب آنها ناهمگن است، آنها از نظر صلاحیت، درجه حرفه ای، سطح در سیستم مدیریت متفاوت هستند: حسابدار ارشد، حسابدار، گوینده، رئیس بخش اعتبار و غیره. ارضای نیازهای اطلاعاتی آنها راه حلی برای تعداد زیادی از مشکلات در سازمان پشتیبانی اطلاعات درون ماشینی است.

گروه ویژهکاربران بانک اطلاعات برنامه نویسان برنامه هستند. معمولاً آنها نقش واسطه بین پایگاه داده و کاربران نهایی را بازی می کنند، زیرا برنامه های کاربری مناسبی را در زبان های DBMS ایجاد می کنند. ماهیت متمرکز مدیریت داده ها، مدیریت آن را ضروری می سازد سیستم پیچیدهمانند یک بانک اطلاعاتی

مزایای کار با بانک داده برای کاربر، هزینه ها و هزینه های ایجاد آن را جبران می کند، زیرا:

بهره وری کار کاربران افزایش می یابد، ارضای مؤثر نیازهای اطلاعاتی آنها حاصل می شود.

مدیریت متمرکز داده، برنامه نویسان برنامه را از سازماندهی داده ها رها می کند، استقلال برنامه های کاربردی را از داده ها تضمین می کند.

سازماندهی پیشرفته پایگاه داده به شما اجازه می دهد تا انواع درخواست های موقت، برنامه های کاربردی جدید را انجام دهید.

هزینه ها نه تنها برای ایجاد و ذخیره سازی داده ها، بلکه برای نگهداری آنها در وضعیت به روز و پویا کاهش می یابد. جریان های داده در گردش در سیستم کاهش می یابد، افزونگی و تکرار آنها کاهش می یابد.

هم بانک داده و هم پایگاه داده می توانند روی یک کامپیوتر متمرکز شوند یا بین چندین کامپیوتر توزیع شوند. برای اینکه داده های یک هنرمند در دسترس دیگران باشد و بالعکس، این رایانه ها باید به یک واحد متصل شوند. سیستم محاسباتیبا استفاده از شبکه های کامپیوتر.

بانک و پایگاه داده ای که بر روی یک کامپیوتر قرار دارد محلی نامیده می شود و در چندین رایانه شخصی متصل به شبکه توزیع شده نامیده می شود. بانک‌ها و پایگاه‌های اطلاعاتی توزیع‌شده انعطاف‌پذیرتر و سازگارتر هستند و نسبت به خرابی تجهیزات حساسیت کمتری دارند.

اختصاص پایگاه‌های اطلاعاتی و بانک‌های اطلاعاتی محلی به سازمان به روشی آسان‌تر و ارزان‌تر سرویس اطلاعاتکاربران هنگام کار با حجم کم داده و حل مشکلات ساده.

پایگاه‌های اطلاعاتی محلی زمانی مؤثر هستند که یک یا چند کاربر کار می‌کنند، زمانی که امکان هماهنگی فعالیت‌های آنها به روش اداری وجود داشته باشد. چنین سیستم هایی به دلیل محلی بودن و استقلال سازمانی ساده و قابل اعتماد هستند.

هدف از پایگاه‌های اطلاعاتی و بانک‌های اطلاعاتی توزیع شده ارائه اشکال انعطاف‌پذیرتر خدمات به بسیاری از کاربران از راه دورهنگام کار با حجم قابل توجهی از اطلاعات در شرایط عدم وحدت جغرافیایی یا ساختاری. سیستم های توزیع شده پایگاه های داده و بانک های داده فرصت های فراوانی را برای مدیریت اشیا و فرآیندهای پیچیده چند سطحی و چندسطحی فراهم می کنند.

پردازش داده های توزیع شده به شما امکان می دهد یک پایگاه داده (یا چندین پایگاه داده) را در گره های مختلف یک شبکه کامپیوتری قرار دهید. بنابراین، هر جزء از پایگاه داده در محل در دسترس بودن فناوری و پردازش آن قرار دارد. به عنوان مثال، هنگام سازماندهی شبکه ای از شعب هر ساختار سازمانی، پردازش داده ها در محل شعبه راحت است. توزیع داده ها بر روی رایانه های مختلف در چارچوب اجرای پیوندهای عمودی و افقی برای سازمان هایی با ساختار پیچیده انجام می شود.

ضرورت عینیشکل توزیع شده سازمان داده ها بر اساس الزامات کاربران نهایی تعیین می شود:

مدیریت متمرکز منابع اطلاعاتی پراکنده؛

افزایش کارایی مدیریت پایگاه‌های اطلاعاتی و بانک‌های داده و کاهش زمان دسترسی به اطلاعات.

پشتیبانی از یکپارچگی، سازگاری و حفاظت از داده ها؛

حصول اطمینان از سطح قابل قبول در نسبت "قیمت - عملکرد - قابلیت اطمینان".

سیستم توزیع شدهپایگاه‌های اطلاعاتی (یا بخش‌هایی از پایگاه داده) به شما امکان می‌دهد منابع اطلاعاتی را به طرق وسیعی تغییر داده و نگهداری کنید، از تنگناهایی که مانع بهره‌وری کاربر می‌شوند اجتناب کنید و به حداکثر کارایی در استفاده از منابع اطلاعاتی دست یابید.

2. توابع DBMS

در این بخش به انواع توابع و خدمات (سرویس‌هایی) که یک DBMS معمولی باید ارائه دهد خواهیم پرداخت.

ذخیره، بازیابی و به روز رسانی داده ها. DBMS باید به کاربران امکان ذخیره، بازیابی و به روز رسانی داده ها را در پایگاه داده ارائه دهد. این اساسی ترین عملکرد یک DBMS است. از موارد قبلی واضح است که نحوه اجرای این تابع در DBMS باید امکان مخفی شدن از کاربر نهایی را فراهم کند جزئیات داخلیپیاده سازی فیزیکی سیستم (به عنوان مثال، سازماندهی فایل یا ساختارهای ذخیره سازی مورد استفاده).

کاتالوگ موجود است کاربران نهایی. DBMS باید دارای دایرکتوری قابل دسترسی برای کاربران نهایی باشد که در آن توضیحات عناصر داده ذخیره می شود. ویژگی های کلیدیمعماری ANSI-SPARC وجود یک کاتالوگ سیستم یکپارچه با داده های مربوط به طرحواره ها، کاربران، برنامه ها و غیره است. فرض بر این است که دایرکتوری هم برای کاربران و هم برای توابع DBMS در دسترس است. کاتالوگ سیستم یا فرهنگ لغت داده، مخزنی از اطلاعات است که داده های موجود در پایگاه داده را توصیف می کند (در اصل، این ابرداده است). بسته به نوع DBMS مورد استفاده، میزان اطلاعات و نحوه استفاده از آن می تواند متفاوت باشد. به طور معمول، اطلاعات زیر در دایرکتوری سیستم ذخیره می شود:

نام، انواع و اندازه عناصر داده؛

نام پیوندها؛

محدودیت های نگهداری یکپارچگی اعمال شده بر داده ها؛

· نام کاربران مجاز که حق دسترسی به داده ها را دارند.

· طرح ها و نقشه های بیرونی، مفهومی و درونی بین آنها.

· داده های آماری، مانند فراوانی تراکنش ها و شمارنده های دسترسی به اشیاء پایگاه داده.

کاتالوگ سیستم به شما امکان می دهد به مزایای خاصی که در زیر ذکر شده است دست یابید.

· اطلاعات مربوط به داده ها را می توان به صورت متمرکز جمع آوری و ذخیره کرد، که به شما امکان می دهد دسترسی به این داده ها و همچنین هر منبع دیگری را کنترل کنید.

· می توانید معنای داده ها را تعیین کنید، که به سایر کاربران کمک می کند تا هدف آن را درک کنند.

・ ارتباط را با صرفه جویی ساده می کند تعاریف دقیقمعنی داده ها فهرست راهنمای سیستم همچنین می‌تواند یک یا چند کاربر را فهرست کند که مالک داده‌ها هستند یا به آنها دسترسی دارند.

به دلیل ذخیره سازی متمرکز، افزونگی و ناهماهنگی توضیحات عناصر منفردداده ها را می توان به راحتی پیدا کرد.

· تغییرات ایجاد شده در پایگاه داده را می توان ثبت کرد.

· اثرات هر تغییری را می توان قبل از ایجاد آنها تعیین کرد، زیرا کاتالوگ سیستم تمام اقلام داده موجود، روابط ایجاد شده بین آنها و همه کاربران آنها را ثبت می کند.

· اقدامات امنیتی را می توان بیشتر تقویت کرد.

فرصت های جدیدی برای سازماندهی پشتیبانی یکپارچگی داده ها وجود دارد.

· اطلاعات ذخیره شده را می توان ممیزی کرد.

پشتیبانی از تراکنش DBMS باید مکانیزمی داشته باشد که تضمین کند یا تمام عملیات به روز رسانی یک تراکنش مشخص انجام می شود یا هیچ یک از آنها. تراکنش مجموعه ای از اقدامات انجام شده است کاربر فردییا یک برنامه کاربردی برای دسترسی یا اصلاح محتویات یک پایگاه داده. نمونه‌هایی از تراکنش‌های ساده شامل افزودن، حذف یا به‌روزرسانی اطلاعات در مورد یک شی است. اگر تراکنش در حین اجرا با شکست مواجه شود، پایگاه داده وارد یک وضعیت ناسازگار می شود زیرا برخی از تغییرات قبلاً انجام شده اند و برخی دیگر هنوز انجام نشده اند. بنابراین، تمام تغییرات جزئی باید لغو شوند تا پایگاه داده به حالت ثابت قبلی خود بازگردد.

خدمات مدیریت موازی DBMS باید مکانیزمی داشته باشد که از به روز رسانی صحیح پایگاه داده زمانی که چندین کاربر به طور موازی به روز رسانی می کنند اطمینان حاصل کند. در عین حال، اگر همه کاربران فقط داده ها را بخوانند، سازماندهی دسترسی موازی نسبتاً آسان است، زیرا در این حالت آنها نمی توانند با یکدیگر تداخل داشته باشند. با این حال، هنگامی که چندین کاربر به طور همزمان به پایگاه داده دسترسی پیدا می کنند، تضاد با پیامدهای نامطلوب می تواند به راحتی ایجاد شود، به عنوان مثال، اگر حداقل یکی از آنها سعی کند داده ها را به روز کند.

DBMS باید اطمینان حاصل کند که وقتی بسیاری از کاربران به طور همزمان به پایگاه داده دسترسی دارند، چنین تضادهایی رخ نمی دهد.

خدمات بازیابیهنگام بحث در مورد پشتیبانی تراکنش، ذکر شد که زمانی که یک تراکنش با شکست مواجه می شود، پایگاه داده باید به حالت ثابت بازگردانده شود، که باید توسط قابلیت های DBMS تضمین شود.

خدمات کنترل دسترسی به داده ها DBMS باید مکانیزمی داشته باشد که اطمینان حاصل کند که فقط کاربران مجاز می توانند به پایگاه داده دسترسی داشته باشند. اصطلاح "امنیت" به محافظت از پایگاه داده در برابر دسترسی غیرمجاز عمدی یا تصادفی اشاره دارد. فرض بر این است که DBMS مکانیسم هایی را برای حفاظت از این داده ها فراهم می کند.

پشتیبانی از تبادل داده DBMS باید بتواند با نرم افزار ارتباطی یکپارچه شود تا دسترسی کاربران راه دور به یک پایگاه داده متمرکز (در چارچوب یک سیستم پردازش توزیع شده) را سازماندهی کند.

خدمات یکپارچگی داده DBMS باید ابزارهایی برای کنترل اینکه داده ها و تغییرات آنها با قوانین مشخص شده مطابقت دارند، داشته باشد.

یکپارچگی پایگاه داده به صحت و سازگاری داده های ذخیره شده اشاره دارد و به عنوان محدودیت ها یا قوانینی برای حفظ ثبات داده ها بیان می شود که نباید در پایگاه داده نقض شوند.

خدمات پشتیبانی استقلال داده DBMS باید ابزارهایی برای پشتیبانی از استقلال برنامه ها از ساختار پایگاه داده داشته باشد.

مفهوم استقلال داده قبلاً در بالا مورد بحث قرار گرفته است. این معمولاً با پیاده سازی مکانیزمی برای پشتیبانی از نماها یا طرحواره های فرعی به دست می آید. دستیابی به استقلال فیزیکی از داده ها نسبتاً آسان است زیرا معمولاً چندین نوع تغییر معتبر در ویژگی های فیزیکی پایگاه داده وجود دارد که به هیچ وجه بر نماها تأثیر نمی گذارد. با این حال، دستیابی به استقلال منطقی کامل از داده ها دشوارتر است. به عنوان یک قاعده، سیستم به راحتی با افزودن یک شی، ویژگی یا رابطه جدید سازگار می شود، اما نه با حذف آنها. در برخی از سیستم ها، به طور کلی ایجاد هرگونه تغییر در اجزای موجود در مدار منطقی ممنوع است.

خدمات کمکی. DBMS باید مجموعه ای از خدمات پشتیبانی مختلف را ارائه دهد. ابزارهای کمکی معمولاً برای کمک به DBA در مدیریت کارآمد پایگاه داده طراحی می شوند. برخی از ابزارها در سطح خارجی کار می کنند و بنابراین، در اصل، می توانند توسط خود DBA ایجاد شوند، در حالی که برخی دیگر در سطح داخلی سیستم عمل می کنند و بنابراین باید توسط خود توسعه دهنده DBMS ارائه شوند. در زیر چند نمونه از این ابزارها آورده شده است.

· ابزارهای وارداتی برای بارگذاری پایگاه داده از فایل های مسطح، و ابزارهای صادراتی برای ریختن پایگاه داده به فایل های مسطح.

· ابزارهای نظارتی طراحی شده برای نظارت بر عملکرد و استفاده از پایگاه داده.

· برنامه های تجزیه و تحلیل آماری برای ارزیابی عملکرد یا استفاده از پایگاه داده.

· ابزارهای سازماندهی مجدد شاخص برای بازسازی نمایه ها و مدیریت سرریزهای شاخص.

· ابزار جمع آوری زباله و تخصیص مجدد حافظه برای حذف فیزیکی رکوردهای حذف شدهاز دستگاه های ذخیره سازی، ادغام فضای آزاد شده و در صورت لزوم تخصیص مجدد حافظه.

3. معماری DBMS

در این بخش، راه‌حل‌های معماری معمولی مورد استفاده در پیاده‌سازی DBMS چند کاربره را بررسی می‌کنیم، یعنی: با سیستم‌های پردازش از راه دور، فایل-سرور و سیستم مشتری-سرور.

پردازش از راه دورمعماری سنتی سیستم‌های چند کاربره قبلاً طرحی به نام «کار از راه دور» بود که در آن یک رایانه به چندین پایانه «غیر هوشمند» متصل می‌شد، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 1. پیام ها از پایانه ها به برنامه های کاربر ارسال می شد، به نوبه خود، برنامه ها به خدمات DBMS لازم دسترسی پیدا می کردند. پیام‌ها به همان روش به پایانه کاربر ارسال شدند. با این معماری، کل بار به رایانه مرکزی اختصاص داده شد، که باید نه تنها اقدامات برنامه های کاربردی و DBMS، بلکه کار قابل توجهی را روی تعمیر و نگهداری ترمینال انجام می داد (به عنوان مثال، قالب بندی داده های نمایش داده شده در صفحه ترمینال).

در حال حاضر در ارتباط با توسعه اطلاعات و شبکه های کامپیوتری، DBMS فایل-سرور و سرویس گیرنده-سرور فراگیر شده است.

شکل 1. توپولوژی معماری پردازش از راه دور

فایل - سیستم های سرور.سیستم های از این نوعدر شبکه های محلی (LAN) که توسط سیستم عامل از نوع مناسب کنترل می شوند، کار کنند. در عین حال، سرور فایل حاوی فایل های لازم برای عملکرد برنامه ها و خود DBMS است. با این حال برنامه های کاربردی سفارشیو خود DBMS در ایستگاه های کاری جداگانه قرار دارند و کار می کنند و تنها در صورت نیاز به سرور فایل دسترسی دارند تا به فایل های مورد نیاز خود دسترسی پیدا کنند - همانطور که در شکل نشان داده شده است. 2. بنابراین فایل سرور درست مانند یک هارد دیسک مشترک عمل می کند.

شکل 2. معماری با استفاده از سرور فایل

بدیهی است که معماری فایل سرور دارای معایب اصلی زیر است:

· حجم زیادی از ترافیک شبکه.

· روی هر کدام ایستگاه کاریباید باشد کپی کامل DBMS.

· مدیریت همزمانی، بازیابی و یکپارچگی پیچیده‌تر می‌شود، زیرا می‌توان به فایل‌های یکسان توسط چندین نمونه DBMS به طور همزمان دسترسی داشت.

سیستم های کلاینت-سروراین رویکرد وجود یک فرآیند مشتری را که به منابع خاصی نیاز دارد و همچنین یک فرآیند سرور که این منابع را فراهم می کند، فرض می کند. با این حال، لزومی ندارد که آنها روی یک رایانه باشند. در عمل، سیستم‌هایی از این نوع در چارچوب اطلاعات و شبکه‌های کامپیوتری (نه لزوماً یک LAN) تحت کنترل سیستم‌عامل سرویس‌دهنده مشتری (نگاه کنید به شکل 3) پیاده‌سازی می‌شوند.

در زمینه یک پایگاه داده، مشتری رابط کاربری و منطق برنامه را مدیریت می کند و به عنوان یک ایستگاه کاری هوشمند عمل می کند که برنامه های پایگاه داده را اجرا می کند. کلاینت درخواستی را از کاربر دریافت می کند، نحو را بررسی می کند و یک پرس و جو برای پایگاه داده در SQL یا زبان پایگاه داده دیگری که با منطق برنامه مطابقت دارد ایجاد می کند. سپس پیام را به سرور می فرستد، منتظر پاسخ می ماند و داده های دریافتی را برای ارائه به کاربر قالب بندی می کند. سرور پرس و جوها را در برابر پایگاه داده دریافت و پردازش می کند و سپس نتایج را به مشتری ارسال می کند. چنین پردازشی شامل بررسی اعتبار مشتری، اطمینان از الزامات یکپارچگی، نگهداری کاتالوگ سیستم، و پرس و جو و به روز رسانی داده ها است. علاوه بر این، کنترل همزمان و بازیابی پشتیبانی می شود. عملیات انجام شده توسط سرویس گیرنده و سرور در زیر لیست شده است.

شکل 3. طرح کلی برای سیستم های ساختمان با معماری "مشتری/سرور".

مشتری:

· رابط کاربری را مدیریت می کند.

· نحو پرس و جو وارد شده توسط کاربر را می پذیرد و بررسی می کند.

· برنامه را اجرا می کند.

· ایجاد یک پرس و جو به پایگاه داده و ارسال آن به سرور.

· داده های دریافتی را به کاربر نمایش می دهد.

سرور:

· درخواست های مشتریان به پایگاه داده را می پذیرد و پردازش می کند.

· مجوزهای کاربر را بررسی می کند.

انطباق با محدودیت های یکپارچگی را تضمین می کند.

· پرس و جوها/به روز رسانی ها را انجام می دهد و نتایج را به مشتری برمی گرداند.

· پشتیبانی از دایرکتوری سیستم.

· دسترسی موازی به پایگاه داده را فراهم می کند.

· مدیریت بازیابی را ارائه می دهد.

این نوع معماری دارای مزایای زیر است.

دسترسی بیشتر به پایگاه های موجودداده ها.

· عملکرد کلی سیستم را بهبود می بخشد. چون کلاینت ها و سرور روشن هستند کامپیوترهای مختلف، پردازنده های آنها قادر به اجرای برنامه ها به صورت موازی هستند.

· هزینه سخت افزار کاهش می یابد. کافی کامپیوتر قدرتمندبا یک دستگاه ذخیره سازی بزرگ، فقط سرور به آن نیاز دارد - برای ذخیره و مدیریت پایگاه داده.

· کاهش هزینه های ارتباطی. برنامه ها بخشی از عملیات را بر روی رایانه های مشتری انجام می دهند و فقط پرس و جوهایی را از طریق شبکه به پایگاه داده ارسال می کنند که می تواند به میزان قابل توجهی میزان داده ارسال شده از طریق شبکه را کاهش دهد.

· سطح سازگاری داده ها افزایش یافته است. سرور می تواند بررسی های یکپارچگی داده ها را به تنهایی مدیریت کند، زیرا تمام محدودیت ها تنها در یک مکان تعریف و بررسی می شوند.

· این معماری به خوبی با معماری سیستم های باز همخوانی دارد.

· از این معماری می توان برای سازماندهی ابزارهای کار با پایگاه های داده توزیع شده استفاده کرد. با مجموعه ای از چندین پایگاه داده که به طور منطقی در یک شبکه کامپیوتری متصل و توزیع شده اند.

لازم به ذکر است که در حال حاضر این معماری معمولاً در یک نسخه سه سطحی در نظر گرفته می شود که در آن قسمت عملکردی کلاینت ضخیم (هوشمند) سابق به دو قسمت تقسیم می شود. در یک معماری سه لایه، مشتری نازک (غیر هوشمند) در ایستگاه کاری فقط رابط کاربری را کنترل می کند، در حالی که سطح متوسطپردازش داده بقیه منطق برنامه را کنترل می کند. سطح سوم در اینجا سرور پایگاه داده است. این معماری سه لایه ثابت کرده است که برای برخی از محیط ها مناسب تر است - به عنوان مثال، برای شبکه های اینترنتیو اینترانت، که در آن یک مرورگر وب معمولی می تواند به عنوان مشتری استفاده شود.

نتیجه

بنابراین، پایگاه داده یک ساختار سازمان یافته است که برای ذخیره اطلاعات طراحی شده است. مفهوم سیستم مدیریت پایگاه داده ارتباط نزدیکی با مفهوم پایگاه داده دارد. این یک مجتمع است ابزارهای نرم افزاریطراحی شده برای ایجاد ساختار یک پایگاه داده جدید، پر کردن آن با محتوا، ویرایش محتوا و تجسم اطلاعات. بانک اطلاعات یک نوع است سیستم اطلاعات، که عملکردهای ذخیره سازی متمرکز و انباشت اطلاعات پردازش شده را اجرا می کند. اجزای اصلی بانک داده، پایگاه داده و سیستم های مدیریت پایگاه داده است.

کاربران اصلی پایگاه‌های اطلاعاتی و بانک‌های اطلاعاتی متخصصان حوزه‌های مختلف کار اقتصادی هستند. ترکیب آنها ناهمگن است، آنها از نظر صلاحیت، درجه حرفه ای، سطح در سیستم مدیریت متفاوت هستند: حسابدار ارشد، حسابدار، گوینده، رئیس بخش اعتبار و غیره. ارضای نیازهای اطلاعاتی آنها راه حلی برای تعداد زیادی از مشکلات در سازمان پشتیبانی اطلاعات درون ماشینی است.

این مقاله عملکردهایی را که یک DBMS معمولی باید ارائه دهد، و همچنین راه‌حل‌های مختلف معماری معمولی مورد استفاده در اجرای یک DBMS چند کاربره، یعنی: با سیستم‌های پردازش از راه دور، سرور فایل و سیستم‌های سرویس گیرنده-سرور مورد بحث قرار می‌دهد.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. http://cit.vvsu.ru/portal/cifr/1/lek19.htm

2. http://do.bti.secna.ru/lib/book_it/istor_razv.html

3. http://do.bti.secna.ru/lib/book_it/ogr_file.html

4. http://www.lib.csu.ru/dl/bases/prg/kompress/articles/2000_05_dbms3/

5. مایکروسافت اکسس 2000: کتاب مرجع / ویرایش. یو کولسنیکووا. - سن پترزبورگ: پیتر، 2001.

6. خودکار فناوری اطلاعاتدر اقتصاد / ویرایش. پروفسور GA. تیتورنکو. – M.: UNITI, 2005. – 399p.

7. انفورماتیک برای حقوقدانان و اقتصاددانان / ویرایش. S.V. سیمونوویچ. - سنت پترزبورگ: پیتر، 2005. - 688s.

9. لئونتیف وی.پی. آخرین دایره المعارف یک کامپیوتر شخصی 2005. - M.: OLMA-PRESS Education، 2005. - 800s.

10. Homonenko A.D., Tsygankov V.M., Maltsev M.G. پایگاه های داده / ویرایش پروفسور جهنم. هوموننکو. - سنت پترزبورگ: KORONA، 2000. - 416 p.

11. انفورماتیک اقتصادی و فناوری کامپیوتر./ ویرایش. V.P. کوسارف. م.: امور مالی و آمار، 2005. -592 ص.

توسعه علوم کامپیوتردر دو جهت اصلی انجام می شود:

· استفاده از فناوری رایانه برای انجام محاسبات عددی.

· استفاده از فناوری رایانه در سیستم های اطلاعاتی.

سیستم اطلاعاتمجموعه‌ای از نرم‌افزار و سخت‌افزار، روش‌ها و افرادی است که جمع‌آوری، ذخیره‌سازی، پردازش و صدور اطلاعات را برای حل وظایف فراهم می‌کنند. در مراحل اولیه استفاده از سیستم های اطلاعاتی، از مدل پردازش فایل استفاده شد. در آینده سیستم های اطلاعاتی شروع به استفاده از پایگاه های داده کردند. پایگاه داده ها شکلی مدرن از سازماندهی، ذخیره سازی و دسترسی به اطلاعات هستند. نمونه هایی از سیستم های اطلاعاتی بزرگ هستند سیستم های بانکی، سیستم های سفارش بلیط راه آهن و غیره

پایگاه داده مجموعه ای یکپارچه از داده های ساختاریافته و به هم پیوسته است که بر اساس قوانین خاصی که ارائه می دهد سازماندهی شده است اصول کلیتوصیف، ذخیره سازی و پردازش داده ها. به طور معمول، یک پایگاه داده برای یک منطقه موضوعی ایجاد می شود.

موضوعبخشی از دنیای واقعی است که باید به منظور ایجاد یک پایگاه داده برای خودکارسازی فرآیند مدیریت مطالعه شود.
مجموعه‌ای از اصولی که بر سازماندهی ساختار منطقی برای ذخیره داده‌ها در پایگاه داده حاکم هستند، نامیده می‌شوند مدل های داده.

وجود داشته باشد 4 مدل داده اصلی- لیست ها (جدول مسطح)، پایگاه داده های رابطه ای، ساختارهای سلسله مراتبی و شبکه.

برای سال‌ها، جداول مسطح (پایگاه‌های اطلاعاتی مسطح) مانند فهرست‌ها در اکسل عمدتاً مورد استفاده قرار می‌گرفتند. در حال حاضر مدل های داده های رابطه ای بیشترین استفاده را در توسعه پایگاه های داده دارند. مدل داده های رابطه ای مجموعه ای از ساده ترین جداول دو بعدی است - روابط(رابطه انگلیسی)، یعنی. ساده ترین جدول دو بعدی به صورت تعریف شده است نگرش(بسیاری از همان نوع پست ها با یک موضوع متحد شده اند ) .

از اصطلاح رابطه (رابطه) نام مدل داده رابطه ای می آید. پایگاه های داده رابطه ای از چندین جدول دو بعدی استفاده می کنند که در آنها سطرها رکورد نامیده می شوند و ستون ها فیلدهایی هستند که بین رکوردهای آنها روابط برقرار می شود. این روش سازماندهی داده ها به داده ها (سوابق) در یک جدول اجازه می دهد تا از طریق شناسه های منحصر به فرد (کلیدها) یا فیلدهای کلیدی با داده ها (سوابق) در جداول دیگر مرتبط شوند.

مفاهیم پایه پایگاه داده رابطه ای: عادی سازی، روابط و کلیدها

1. اصول عادی سازی :

· هر جدول پایگاه داده نباید دارای فیلدهای تکراری باشد.

هر جدول باید یک شناسه منحصر به فرد (کلید اصلی) داشته باشد.

هر مقدار کلید اصلیاطلاعات کافی در مورد نوع موجودیت یا در مورد شی جدول باید مطابقت داشته باشد (به عنوان مثال، اطلاعات مربوط به عملکرد تحصیلی، در مورد یک گروه یا دانش آموزان).

· تغییر مقادیر در فیلدهای جدول نباید بر اطلاعات سایر فیلدها (به جز تغییرات در فیلدهای کلید) تأثیر بگذارد.

2. انواع ارتباط منطقی .

یک رابطه بین دو فیلد مشترک (ستون) دو جدول برقرار می شود. روابطی با روابط یک به یک، یک به چند و چند به چند وجود دارد.

روابطی که می تواند بین رکوردهای دو جدول وجود داشته باشد:

· یک - به - یک، هر رکورد از یک جدول مربوط به یک رکورد در جدول دیگر است.

· یک - به - چند، هر رکورد از یک جدول با چندین رکورد از جدول دیگر مطابقت دارد.

چندین - به - یک، مجموعه ای از رکوردها از یک جدول با یک رکورد در جدول دیگر مطابقت دارد.

چندین به چند، مجموعه ای از رکوردها از یک جدول با چندین رکورد در جدول دیگر مطابقت دارد.

نوع رابطه در اتصال ایجاد کردبستگی به نحوه تعریف فیلدهای محدود دارد:

· یک رابطه یک به چند زمانی ایجاد می شود که فقط یکی از فیلدها یک کلید اصلی یا فیلد فهرست یکتا باشد.

· یک رابطه یک به یک زمانی ایجاد می شود که هر دو فیلد مرتبط، فیلدهای کلیدی باشند یا دارای نمایه های منحصر به فرد باشند.

رابطه چند به چند در واقع دو رابطه یک به چند با جدول سومی است که کلید اصلی آن از فیلدهای کلید خارجی دو جدول دیگر تشکیل شده است.

3. کلیدها.کلید- این یک ستون است (ممکن است چندین ستون وجود داشته باشد) که به یک جدول اضافه می شود و به شما امکان می دهد با رکوردهای موجود در جدول دیگر رابطه برقرار کنید. وجود داشته باشد دو نوع کلید: اولیه و ثانویه یا خارجی.

کلید اصلی یک یا چند فیلد (ستون) است که ترکیب مقادیر آنها به طور منحصر به فرد هر رکورد را در جدول مشخص می کند. کلید اصلی به مقادیر اجازه نمی دهد خالیو همیشه باید یک شاخص منحصر به فرد داشته باشد. کلید اصلی برای پیوند دادن جدول به کلیدهای خارجی در جداول دیگر استفاده می شود.

یک کلید خارجی (ثانویه) یک یا چند فیلد (ستون) در یک جدول است که حاوی ارجاع به یک فیلد یا فیلدهای کلید اصلی در جدول دیگری است. یک کلید خارجی نحوه اتصال جداول را مشخص می کند.
از دو تا منطقی جداول مرتبطیکی جدول کلید اصلی یا جدول اصلی و دیگری جدول کلید ثانویه (خارجی) یا جدول فرزند نامیده می شود. DBMS ها به شما امکان می دهند رکوردهای مرتبط را از هر دو جدول مطابقت دهید و آنها را با هم در فرم، گزارش یا پرس و جو نمایش دهید.

سه نوع کلید اصلی وجود دارد: فیلدهای کلید شمارنده (شمارنده)، کلید ساده و کلید مرکب.

میدان شمارنده(نوع داده "Counter"). یک نوع داده فیلد در یک پایگاه داده که به طور خودکار فیلد را با یک مقدار عددی منحصر به فرد برای هر رکورد اضافه شده به جدول پر می کند.

کلید ساده. اگر فیلد حاوی ارزش های منحصر به فرد، مانند کدها یا شماره های موجودی، پس این فیلد را می توان به عنوان کلید اصلی تعریف کرد. هر فیلدی که حاوی داده باشد را می توان به عنوان یک کلید تعریف کرد، تا زمانی که آن فیلد حاوی مقادیر یا مقادیر تکراری نباشد. خالی.

کلید ترکیبی. در مواردی که تضمین منحصر به فرد بودن مقادیر هر فیلد غیرممکن باشد، می توان یک کلید متشکل از چندین فیلد ایجاد کرد. اغلب، این وضعیت برای جدولی رخ می دهد که برای پیوند دادن دو جدول چند به چند استفاده می شود.

لازم به ذکر است که فیلد کلید اولیه باید فقط حاوی مقادیر منحصر به فرد در هر ردیف از جدول باشد. هیچ تطابقی مجاز نیست، اما در یک فیلد کلید ثانویه یا خارجی، تطبیق مقادیر در ردیف‌های جدول مجاز است.

اگر در انتخاب نوع کلید اصلی مناسب مشکلی وجود دارد، بهتر است فیلد شمارنده را به عنوان کلید انتخاب کنید.

برنامه هایی که برای ساختاردهی اطلاعات، قرار دادن آن در جداول و دستکاری داده ها طراحی شده اند نامیده می شوند سیستم های مدیریت پایگاه داده (DBMS). به عبارت دیگر، DBMS هم برای ایجاد و نگهداری پایگاه داده و هم برای دسترسی به داده ها طراحی شده است. در حال حاضر بیش از 50 نوع DBMS برای کامپیوترهای شخصی وجود دارد. رایج ترین انواع DBMS عبارتند از: MS SQL Server، Oracle، Informix، Sybase، DB2، MS Access و غیره.

کار با Access DBMS

کار آزمایشگاهیشماره 1. آشنایی با پایگاه داده Access

هدف کار: تسلط بر تکنیک های کار در فرآیند ایجاد پایگاه داده در MS Access (تجزیه و تحلیل حوزه موضوعی، تجزیه و تحلیل داده ها، ساخت مدل داده، ایجاد ساختار و پر کردن جداول پایگاه داده).

مفاهیم اساسی پایگاه های داده

اساس بسیاری از سیستم های اطلاعاتی (در درجه اول اطلاعات و سیستم های مرجع) پایگاه داده ها هستند.

پایگاه داده - مجموعه ای از داده های مرتبط سازماندهی شده بر اساس قوانین خاصی که اصول کلی توصیف، ذخیره سازی و دستکاری را ارائه می کند، مستقل از برنامه های کاربردی، برای ذخیره سازی طولانی مدت در حافظه خارجی رایانه، به روز رسانی و استفاده مداوم.

در بیشتر موارد، یک پایگاه داده را می توان به عنوان در نظر گرفت مدل اطلاعاتیبرخی از سیستم های واقعی، به عنوان مثال، صندوق کتاب یک کتابخانه، کارکنان یک شرکت، فرآیند آموزشیدر مدرسه و غیره چنین سیستمی نامیده می شود موضوعپایگاه داده و سیستم اطلاعاتی که به آن تعلق دارد.

طبقه بندی از طریق ذخیره سازی داده هاپایگاه داده را به تقسیم می کند متمرکز و توزیع شده است.

تمام اطلاعات و پایگاه داده متمرکزروی یک کامپیوتر ذخیره می شود. این می تواند یک رایانه شخصی مستقل یا یک سرور شبکه باشد که توسط کاربران مشتری قابل دسترسی باشد. پایگاه های داده توزیع شدهدر شبکه های کامپیوتری محلی و جهانی استفاده می شود. در مورد دوم، بخش های مختلف پایگاه داده در رایانه های مختلف ذخیره می شود.

سه نوع ساختار داده وجود دارد: سلسله مراتبی، شبکه ای و جدولی. بر این اساس، با توجه به ساختار پایگاه داده، آنها به تقسیم می شوند پایگاه داده سلسله مراتبی، پایگاه داده شبکه و پایگاه داده رابطه ای (جدولی).

کلمه "رابطه" از انگلیسی گرفته شده است رابطه- نگرش. نگرش- یک مفهوم ریاضی است، اما در اصطلاح مدل های داده، به راحتی می توان روابط را در قالب یک جدول به تصویر کشید.

که در اخیراپایگاه داده های رابطه ای به رایج ترین نوع پایگاه داده تبدیل شده اند. مشخص است که هر ساختار داده ای را می توان به شکل جدولی کاهش داد.

نمایش ساختاری داده ها نامیده می شود مدل داده.واحد اطلاعاتی اصلی یک پایگاه داده رابطه ای است جدول. استفاده از پایگاه داده های رابطه ای مدل داده های جدولییک پایگاه داده می تواند از یک جدول واحد - یک پایگاه داده تک جدولی، یا بسیاری از جداول به هم پیوسته - یک پایگاه داده چند جدولی تشکیل شده باشد.

اجزای ساختاری جدول هستند سوابق و فیلدها

هر یک ورودحاوی اطلاعاتی در مورد یک شی جداگانه از سیستم است: یک کتاب در کتابخانه، یک کارمند شرکت و غیره و هر کدام رشته- این یک ویژگی خاص (خاصیت، ویژگی) اشیاء است: عنوان کتاب، نویسنده کتاب، نام خانوادگی کارمند، سال تولد و غیره. فیلدهای جدول باید نام های متفاوتی داشته باشند.

در این حالت، ردیف های جدول مطابقت دارند تاپل های رابطه، و ستون ها ویژگی های. کلیدهر تابعی از ویژگی های تاپل را که می توان برای شناسایی یک تاپل استفاده کرد نام ببرید. چنین تابعی می تواند مقدار یکی از ویژگی ها باشد (کلید ساده) با یک عبارت جبری که شامل مقادیر چندین ویژگی (کلید ترکیبی) است مشخص شود. این بدان معناست که داده‌های موجود در ردیف‌های هر یک از ستون‌های یک کلید ترکیبی را می‌توان تکرار کرد، اما ترکیب داده‌ها در هر ردیف از آن ستون‌ها منحصربه‌فرد است.

برای هر جدول پایگاه داده رابطه ای، الف شاه کلید- نام یک فیلد یا چندین فیلد که مجموعه مقادیر آنها به طور منحصر به فرد رکورد را مشخص می کند. به عبارت دیگر، مقدار کلید اصلی نباید در رکوردهای مختلف تکرار شود.

برای نمایش ردیفی از ساختار جدول، از فرم زیر استفاده می شود:

Table_name (FIELD_NAME_1، FIELD_NAME_2، ....)

نام فیلدهایی که کلید اصلی را تشکیل می دهند زیر خط کشیده شده است.

هر فیلد جدول دارای یک نوع خاص است.

تایپ کنیدمجموعه مقادیری است که یک فیلد می تواند بگیرد و مجموعه عملیاتی است که می توان روی آن مقادیر انجام داد. چهار نوع اساسی برای فیلدهای پایگاه داده وجود دارد: نمادین، عددی، بولیو تاریخ.

نرم افزار طراحی شده برای کار با امتیازات داده ها، سیستم مدیریت پایگاه داده نامیده می شود - DBMS.

بیشترین استفاده در رایانه های شخصی پایگاه داده های رابطه ای است که از ارائه جدولی داده ها استفاده می کند.

اقدامات اصلی که کاربر می تواند با استفاده از DBMS انجام دهد:

ایجاد ساختار پایگاه داده؛

پر کردن پایگاه داده با اطلاعات؛

تغییر (ویرایش) ساختار و محتوای پایگاه داده؛

جستجوی اطلاعات در پایگاه داده؛

مرتب سازی داده ها؛

حفاظت از پایگاه داده؛

بررسی یکپارچگی پایگاه داده

نتیجه

پایگاه داده - مجموعه ای سازمان یافته از داده های در نظر گرفته شده برای ذخیره سازی طولانی مدت اما در حافظه خارجی یک کامپیوتر، به روز رسانی های منظمو استفاده کنید.

پایگاه داده یک مدل اطلاعاتی از یک حوزه موضوعی خاص است.

طبقه بندی پایگاه های اطلاعاتی با توجه به ماهیت اطلاعات امکان پذیر است: پایگاه های اطلاعاتی واقعی و اسنادی. بر اساس ساختار داده: پایگاه داده سلسله مراتبی، شبکه، رابطه ای. با روش ذخیره سازی داده ها: پایگاه های داده متمرکز و توزیع شده.

پایگاه داده های رابطه ای (RDB) رایج ترین نوع پایگاه داده هایی هستند که از نمایش جدولی داده ها استفاده می کنند.

پایه رابطه ایداده ها- پایگاه داده مبتنی بر یک مدل رابطه ای.

مفاهیم اساسی سازماندهی داده ها در RDB: جدول، رکورد، فیلد، نوع فیلد، کلید اصلی جدول.

DBMS (سیستم مدیریت پایگاه داده) - نرم افزاری برای کار با پایگاه های داده.