Структура организации базы данных: Базы данных – Урок 2. Структура базы данных

Базы данных

 
Процессор.
Основные характеристики
Основные
усройства компьютера
Принципы
работы ЭВМ
Оперативная
память
Внешняя
память
Базовые
логические элементы
Операционная
система
Файловая
система
Понятие
ПО. Классификация
Языки
программирования
Текстовый
редактор
Электронные
таблицы
Базы
данных

Понятие
модели

Компьютерные
модели

Информационные
модели

Современные
ИТ

Информатизация
общества

Телекоммуникации

Основные
услуги сетей

Система управления базами
данных (СУБД),
Назначение и основные функции.

База данных – это информационная
модель, позволяющая упорядоченно хранить данные о группе объектов, обладающих
одинаковым набором свойств.
Программное обеспечение, предназначенное для работы
с базами данных, называется система управления базами данных (СУБД). СУБД
используются для упорядоченного хранения и обработки больших объемов информации.

СУБД организует хранение информации таким образом, чтобы
ее было удобно:

  • просматривать,
  • пополнять,
  • изменять,
  • искать нужные сведения,
  • делать любые выборки,
  • осуществлять сортировку в любом порядке.

Классификация баз данных:

  1. По характеру хранимой информации:
    Фактографические (картотеки),
    Документальные (архивы)
  2. По способу хранения данных:
    Централизованные (хранятся на одном компьютере),
    Распределенные (используются в локальных и глобальных компьютерных
    сетях).
  3. По структуре организации данных:
    Табличные (реляционные),
    Иерархические,

Информация в базах данных структурирована на отдельные
записи, которыми называют группу связанных между собой элементов данных.
Характер связи между записями определяет два основных типа организации
баз данных: иерархический и реляционный.

В иерархической базе данных записи упорядочиваются
в определенную последовательность, как ступеньки лестницы, и поиск данных
может осуществляться последовательным «спуском» со ступени на ступень.
Иерархическая база данных по своей структуре соответствует структуре иерархической
файловой системы.

Реляционная база данных, по
сути, представляет собой двумерную таблицу.
Столбцы таблицы называются полями: каждое
поле характеризуется своим именем и топом данных. Поле БД – это
столбец таблицы, содержащий значения определенного свойства.

В реляционной БД используются четыре основных типов полей:

  • Числовой,
  • Символьный (слова, тексты, коды и т.д.),
  • Дата (календарные даты в форме «день/месяц/год»),
  • Логический (принимает два значения: «да» – «нет» или
    «истина» – «ложь»).

Строки таблицы являются записями об объекте. Запись
БД
– это строка таблицы, содержащая набор значения определенного свойства,
размещенный в полях базы данных.

Системы управления базами данных позволяют объединять большие
объемы информации и обрабатывать их, сортировать, делать выборки по определенным
критериям и т. п.

 Современные СУБД дают возможность
включать в них не только текстовую и графическую информацию, но и звуковые
фрагменты и даже видеоклипы.
Простота использования СУБД позволяет создавать новые
базы данных, не прибегая к программированию, а пользуясь только встроенными
функциями. СУБД обеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость
данных, а также удобный доступ к ним.
Популярные СУБД
FoxPro, Access for Windows, Paradox. Для менее сложных применений вместо СУБД используются информационно-поисковые
системы (ИПС),
которые выполняют следующие функции:

  • хранение большого объема информации;
  • быстрый поиск требуемой информации;
  • добавление, удаление и изменение хранимой информации;
  • вывод ее в удобном для человека виде.

21.Структуры данных. Базы данных. Субд.

Базы
данных
, в
широком смысле, – это совокупность
сведений о конкретных объектах какой-либо
предметной области. Базы данных – это
информационная модель объекта.
Информация, отображающая существенные
признаки объекта, процесса или явления
и хранящаяся в памяти ЭВМ представляет
собой компьютерную информационную
модель. Часто такая информация имеет
очень большой объём и для её эффективной
обработки приходится решать ряд сложных
проблем.При построении информационной
модели приходится решать 2 основные
проблемы:-какие признаки объекта считать
существенными;

-как
их организовать в памяти ЭВМ, тип и
структуру данных для них.После решения
этих проблем и параллельно с этим
решается вопрос_организации работ по
обработке больших массивов информации,
создаётся необходимое программное
обеспечение.

Структура
данных.1.Таблицы-
Расписание
– это пример информационной модели,
представленной в табличном виде. Все
данные входящие в расписание взаимосвязаны.
Если эту связь исказить, то информация
станет ложной.

В
информатике совокупность взаимосвязанных
данных называется информационной
структурой или структурой данных. В
нашем примере структура представляет
собой прямоугольную таблицу, состоящую
из строк и столбцов. Объектами, описанными
в этой таблице, являются рейсы самолётов.
Свойства, то есть признаки этих объектов
выделены в отдельные столбцы и
озаглавлены. Их называют атрибутами
объектов. Каждая строка таблицы есть
совокупность значений атрибутов,
относящихся к конкретному объекту.
Такую строку называют записью
или кортежем
,
а столбцы полями
записи или доменами.

Прямоугольная
таблица – это одно из возможных
представлений структуры данных. С
помощью таблицы описывают однотипные
объекты, то есть объекты с одинаковыми
атрибутами.2.
Деревья.

Такая
структура называется деревом. Дерево
на схеме содержит 3 типа объектов:
университет – факультет – кафедра.
Каждый из этих объектов описывается
своими атрибутами.Университет (название,
адрес, ректор).Факультет (название,
декан, количество студентов).Кафедра
(название, зав. кафедрой, количество
преподавателей).В форме дерева описывают
системы объектов, имеющих иерархическую
структуру. Для таких структур характерна
подчинённость объектов нижнего уровня
объектам верхнего уровня. В дереве
соотношение между верхними и нижними
объектами имеют соотношение «один ко
многим». Хотя в атрибутах, описывающих
кафедру нет названий факультета, по
линиям связи можно узнать к какому
факультету она принадлежит. Аналогично
в дереве отображена принадлежность
факультета к университету. Таким
образом, для описания иерархической
структуры объектов нужно указывать их
связи.3.Сети
Схема иллюстрирует то, в каких
факультативах занимаются какие студенты.
Здесь тоже есть 2 уровня взаимосвязанных
объектов, но соотношение между ними
«многие по многим».Студент – Ф.И.О., номер
группы.

Факультатив
( название, преподаватель, дата и время,
аудитория).Структурная организация об
объектах позволяет получать дополнительную
информацию помимо той, что непосредственно
указана в атрибутах. На сетевой структуре,
с учётом атрибутов, можно узнать какой
факультатив наиболее посещаемый.1)Определяются
объекты описания.2)Определяются атрибуты
этих объектов. 3)Выбирается тип структуры,
отображающий связи между объектами.4)Строится
конкретный экземпляр информационной
структуры. Развитие информационных
технологий привело к созданию компьютерных
баз данных. Создание баз данных, а также
операции поиска и сортировки данных
выполняются специальными программами
СУБД.

Таким
образом, необходимо различать собственно
базы данных, которые являются
упорядоченными наборами данных и
системы управления базами данных. СУБД
обычно ориентируется на один из типов
структур данных: деревья, сети, отношения.
На современных персональных компьютерах
наибольшее распространение получили
РСУБД. Например, DBASE,
Clipper,
FoxPro,
Access,
Paradox
.

Представление организации в базе данных SQL

В этой статье рассматриваются различные способы представления организации.
структуры в базе данных SQL. В статье отмечены присущие недостатки
в простом подходе и далее рекомендует отделить иерархию от
люди.

Начиная с простой структуры данных

Чтобы определить организационную диаграмму, многие
люди начинают с таблицы данных, которая представляет организацию как иерархию
человек как показано на рисунке 1.

Уникальный идентификатор

Имя

идентификатор менеджера

JobTitleId

1

Босс

0

1

2

Рабочий1

1

2

3

Рабочий2

1

2

4

Рабочий1-1

2

3

5

Рабочий1-2

2

3

Рис.
1. Таблица персон

Используя простой оператор SQL, соединяющий
« JobTitle » (показано на рис. 2)
к таблице « Person » и OrgChartComponent было бы тривиально создать
простая организационная схема, похожая на схему на рисунке 3.

JobTitleId

Должность

1

Генеральный директор

2

Директор

3

Посох


Рис2. Должность Таблица

Рис.
3. Базовая организационная схема

Сосредоточьтесь на ролях

Достаточно для простой организационной
структуры, которые являются относительно статичными, этот традиционный подход имеет ряд
недостатки в том числе;

·
Как
вакансия представлена?

·
Как бы
структура справится, если человек либо управлял, либо был членом двух команд?

·
Как
структура справляется, если человек переходит или покидает организацию?

Альтернативой этому является сосредоточение внимания на
ролей а не люди внутри
организация. Организация может
рассматривать как иерархию ролей, которые занимают люди, а не
иерархия людей, исполняющих роли.

Для этого мы должны разделить людей
из ролей.

Сначала мы создаем упрощенную таблицу « People », которая просто содержит
данные персонала. Для этого
статье мы ограничиваем данные только именем, в реальной жизни таблица может
содержать другую информацию, такую ​​как номер телефона или адрес электронной почты.

идентификатор человека

Имя

1

Босс

2

Рабочий1

3

Рабочий2

4

Рабочий1-1

5

Рабочий1-2

Рис.
4. Измененная таблица лиц

И теперь мы представляем иерархию как
набор ролей, которые мы храним в таблице « Organization ». Показано в
рис. 5.

Идентификатор организации

идентификатор человека

Репортсторолеид

JobTitleId

1

1

0

1

2

2

1

2

3

3

1

2

4

4

2

3

5

5

2

3

Рис.
5. Организационный стол

Использование базового SQL и компонента OrgChartComponent
теперь мы могли представить диаграмму пользователям.
Однако, если бы мы это сделали, вы, несомненно, заметили бы, что это
точно такой же, как и первый график !
Это потому, что хотя мы изменили базовое хранилище
представление мы еще не добавили никаких дополнительных функций на график.

Улучшение организационной таблицы

До сих пор мы ничего не выиграли
первый подход, но добавленная гибкость разделения ролей от
люди, использующие « Организация» таблица
для представления иерархии становится очевидным, когда мы начинаем улучшать
доступный нам функционал.

Если бы мы хотели представить некоторые позиции
как «Неполный рабочий день» ,
«Полный рабочий день», «Совместная работа» или
«Выпускник» мы могли бы добавить
Поле «PositionType» в таблицу.

Мы также можем добавить « IsVacant ”флажок к столу
указывает, что позиция ожидает заполнения.

Наконец, мы можем позволить одному и тому же « PersonId» присутствовать более чем
один раз в таблице « Организация ».

Теперь мы можем начать использовать
OrgChartComponent для реализации дополнительных функций, например, мы могли бы
заполните все свободные места красным цветом, как показано на рисунке 6.

Рис. 6. Выделение вакансий

Идем дальше

Есть много продвинутых функций, которые
стать легко осуществимым, как только вы решите отделить людей от
иерархия.

Например, можно легко представить
добавление флага « В отпуске » в
таблицу и использовать ее, чтобы указать, какие сотрудники были в отпуске. Тогда также становится возможным
для представления нескольких иерархий и использования их в сценариях анализа «что, если».

Становится возможным представить матрицу
организаций в доступной форме и открывает возможности
проведение значительного статистического анализа рабочей силы.

На рис. 7 ниже показан снимок экрана из стартового набора OrgChartComponent.
которая была реализована с использованием этих методов.

Рис.
7. Стартовый комплект OrgChartComponent

Расширю тему матрицы
организации в следующей статье.

Начальный комплект организационной схемы

Стартовый комплект OrgChartComponent содержит
демонстрационная версия OrgChartComponent, простого веб-сайта ASP. NET,
отображает организационную диаграмму и базу данных SQL Express, содержащую данные
фракционная организация из 300 «человек».

В базе данных используются три таблицы,
должностей, сотрудников и
Организация для проведения организации
диаграмма.

Стартовый комплект можно скачать с
http://www.orgchartcomponent.com/download.aspx

Руководство по проектированию схемы базы данных: примеры и рекомендации

Эксперты прогнозируют, что глобальный рынок управления корпоративными данными будет расти со среднегодовым темпом роста 12,1% в период с 2023 по 2030 год. В базах данных вашей организации хранятся все корпоративные данные, необходимые для программные приложения, системы и ИТ-среды, помогающие принимать более разумные бизнес-решения на основе данных.

Вот основные сведения о проектировании схемы базы данных:

  • Проектирование схемы базы данных относится к стратегиям и методам построения схемы базы данных.
  • Схема базы данных — это описание того, как данные структурированы или организованы в базе данных.
  • Существует шесть типов схем базы данных: плоская модель, иерархическая модель, сетевая модель, реляционная модель, схема «звезда» и схема «снежинка».
  • Правильный дизайн схемы базы данных поможет вам лучше использовать корпоративные данные.

Не все базы данных одинаковы. Дизайн схемы базы данных влияет на эффективность работы вашей базы данных и скорость извлечения информации. Однако о проектировании схемы базы данных легче сказать, чем сделать. В этой статье представлен обзор того, как работает проектирование схемы базы данных, а также примеры и рекомендации, которые помогут вам оптимизировать проектирование схемы базы данных.

Содержание

  • Что такое схема базы данных?
  • Шесть типов схем баз данных
  • Что такое схема базы данных?
  • Почему важно разработать схему базы данных?
  • Как разработать схему базы данных
  • Передовой опыт проектирования схемы базы данных

Единый стек для современных групп данных

Получите персонализированную демонстрацию платформы и 30-минутную сессию вопросов и ответов с инженером по решениям

Что такое схема базы данных?

Проще говоря, схема базы данных — это формальное описание структуры или организации конкретной базы данных (БД). Термин схема базы данных чаще всего используется для реляционных баз данных, которые организуют информацию в таблицах и используют язык запросов SQL. Нереляционные (или «NoSQL») базы данных бывают нескольких разных форматов и не имеют «схемы» в отличие от реляционных баз данных (хотя у них есть базовая структура).

Связанное чтение:  SQL и NoSQL: 5 важных различий

Любая схема базы данных состоит из двух основных компонентов:

  • Физическая схема базы данных:  Физическая схема базы данных описывает, как вы физически храните данные в системе хранения, и форму используемого хранилища (файлы, пары ключ-значение, индексы и т. д.).
  • Логическая схема базы данных:  Логическая схема базы данных описывает логические ограничения, применяемые к данным, и определяет поля, таблицы, отношения, представления, ограничения целостности и т. д. Эти требования предоставляют программистам полезную информацию, которую они могут применить к физической структуре базы данных. Правила или ограничения, определенные в этой логической модели, определяют, как данные в разных таблицах соотносятся друг с другом.

Определение физических таблиц в схеме исходит из логической модели данных. Сущности становятся таблицами, атрибуты сущностей становятся полями таблиц и т. д.

6 типов схем баз данных

Узнайте больше о шести наиболее распространенных типах схем баз данных ниже:

  • Плоская модель:  Схема базы данных плоской модели упорядочивает данные в одном двумерном отображении — представьте себе электронную таблицу Microsoft Excel или файл CSV. Эта схема лучше всего подходит для простых таблиц и баз данных без сложных отношений между различными сущностями.
  • Иерархическая модель:  Схемы базы данных в иерархической модели имеют «древовидную» структуру с дочерними узлами, отходящими от корневого узла данных. Эта схема идеальна для хранения вложенных данных, например, генеалогических деревьев или биологических таксономий.
  • Сетевая модель: Сетевая модель, как и иерархическая модель, рассматривает данные как узлы, связанные друг с другом; однако он допускает более сложные соединения, такие как отношения “многие ко многим” и циклы. Эта схема может моделировать перемещение товаров и материалов между местоположениями или рабочие процессы, необходимые для выполнения конкретной задачи.
  • Реляционная модель:  Как обсуждалось выше, эта модель упорядочивает данные в ряд таблиц, строк и столбцов, создавая отношения между различными объектами. Следующий раздел и остальная часть этого руководства будут посвящены реляционной модели.
  • Звездообразная схема:  Звездообразная схема представляет собой эволюцию реляционной модели, которая упорядочивает данные по фактам и измерениям. Фактические данные являются числовыми (например, количество продаж продукта), а размерные данные — описательными (например, цена продукта, цвет, вес и т. д.).
  • Схема снежинки:  Схема снежинки — это дополнительная абстракция поверх схемы звезды. Он содержит таблицу фактов, которая соединяется с многомерной таблицей, расширяя описательность, возможную в базе данных. Как вы могли догадаться, схема снежинки получила свое название от замысловатых узоров снежинки, где более мелкие структуры расходятся от центральных ветвей снежинки.

Дополнительная литература:  6 Схемы баз данных и способы их использования

Что такое проектирование схемы базы данных?

Проектирование схемы базы данных, иногда называемое проектированием схемы SQL, относится к методам и стратегиям построения схемы базы данных. Вы можете думать о схеме базы данных как о плане хранения огромных объемов информации в базе данных. Схема — это абстрактная структура или структура, представляющая логическое представление базы данных в целом. Определяя категории данных и отношения между этими категориями, дизайн схемы базы данных значительно упрощает извлечение, потребление, обработку и интерпретацию данных.

Структура схемы БД организует данные в отдельные объекты, определяет, как создавать отношения между организованными объектами, и влияет на применение ограничений к данным. Дизайнеры создают схемы базы данных, чтобы дать другим пользователям базы данных, таким как программисты и аналитики, логическое понимание данных.

Почему важно разработать схему базы данных?

Неэффективно организованные базы данных поглощают тонны энергии и ресурсов, их сложно поддерживать и администрировать. Вот где в игру вступает дизайн схемы базы данных. Вам будет сложно извлечь выгоду из корпоративных данных без чистой, эффективной и согласованной схемы базы данных. Правильный дизайн схемы удаляет дублирующиеся и несогласованные данные в разных местах.

Системы реляционных баз данных зависят от надежной схемы базы данных. Цели хорошего дизайна схемы включают в себя:

  • Сокращение или устранение избыточности данных
  • Предотвращение несоответствий и неточностей данных
  • Обеспечение правильности и целостности данных
  • Содействие быстрому поиску, извлечению и анализу данных
  • Обеспечение безопасности и доступности важных и конфиденциальных данных для тех, кто в них нуждается.

Как разработать схему базы данных

Схемы базы данных описывают архитектуру базы данных и обеспечивают следующие основные принципы базы данных:

  • Данные имеют согласованное форматирование
  • Все записи записей имеют уникальный первичный ключ
  • Вы не пропускаете важные данные

Схема схемы БД может существовать как в виде визуального представления, так и в виде набора формул или использования ограничений, управляющих базой данных. Затем разработчики выражают эти формулы на разных языках определения данных, в зависимости от используемой вами системы баз данных. Ведущие системы баз данных определяют схемы несколько иначе. Однако MySQL, Oracle Database и Microsoft SQL Server поддерживают оператор CREATE SCHEMA.

Предположим, вы хотите создать базу данных для хранения информации для вашего бухгалтерского отдела. Конкретная схема для этой базы данных может описывать структуру двух простых таблиц:

Таблица 1: Пользователи Таблица 2: Оплата сверхурочных
ID ID
Полное имя Полное имя
Электронная почта Период времени
Дата рождения часов выставлен счет
Отдел  

Эта отдельная схема содержит ценную информацию, такую ​​как:

  • Название каждой таблицы
  • Поля, которые содержит каждая таблица
  • Отношения между таблицами (например, привязка сверхурочной оплаты сотрудника к его личности через его идентификационный номер)
  • Любая дополнительная соответствующая информация

Разработчики и администраторы баз данных могут преобразовать эти таблицы схемы в код SQL.

Рекомендации по проектированию схемы базы данных

Чтобы получить максимальную отдачу от проектирования схемы базы данных, важно следовать рекомендациям. Это гарантирует, что у разработчиков будет четкая точка отсчета для таблиц и полей в проекте. Вот некоторые из этих передовых методов:

Соглашения об именах

  • Определите и используйте соответствующие соглашения об именах, чтобы сделать схему вашей базы данных более эффективной. Несмотря на то, что вы можете выбрать определенный стиль или придерживаться стандарта ISO, самое главное — быть последовательным в полях имени.
  • Старайтесь не использовать зарезервированные слова в именах таблиц, именах столбцов, полях и т. д., что может вызвать синтаксическую ошибку.
  • Не используйте дефисы, кавычки, пробелы и специальные символы. Они либо потребуют дополнительной работы, либо не будут действительными.
  • В именах таблиц используйте существительные в единственном числе, а не во множественном числе (например, вместо StudentNames используйте StudentName). Таблица представляет коллекцию, поэтому нет необходимости ставить название во множественном числе.
  • Удалите лишнее многословие для имен таблиц (например, используйте «Отдел» вместо «Список_отделов» или «Отделы таблицы»)

Безопасность

  • Безопасность данных начинается с хорошей схемы базы данных. Используйте шифрование для конфиденциальных данных, таких как личная информация (PII) и пароли. Не давайте роли администратора каждому пользователю; вместо этого запросите аутентификацию пользователя для доступа к базе данных.

Документация

  • Схемы базы данных полезны еще долго после того, как вы их создали, и их будут просматривать многие другие люди. Таким образом, хорошая документация имеет важное значение. Задокументируйте схему своей базы данных с подробными инструкциями и напишите строки комментариев для сценариев, триггеров и других команд.

Нормализация

  • Нормализация гарантирует, что независимые объекты и отношения не группируются в одной таблице, что снижает избыточность и повышает целостность. При необходимости используйте нормализацию для оптимизации производительности базы данных. Как чрезмерная, так и недостаточная нормализация могут привести к проблемам.

Опыт

  • Понимание ваших данных и атрибутов каждого элемента поможет вам создать наиболее эффективную схему. Хорошо спроектированная схема может обеспечить экспоненциальный рост ваших данных. Продолжая расширять свои данные, анализируйте каждое поле по отношению к другим полям, которые вы собираете в своей схеме.

Как Integrate.io помогает при разработке схемы базы данных

Разработка схемы базы данных — это только первый шаг к эффективному управлению данными. Хорошо разработанные схемы гарантируют, что вы сможете эффективно извлекать и анализировать данные. Однако вам нужен такой инструмент, как Integrate.io, чтобы фактически выполнять этот поиск и анализ.

Integrate.io — это мощная, многофункциональная платформа конвейера данных без кода, которая создает конвейеры данных из баз данных и других источников в централизованный целевой репозиторий в облаке.