База данных это совокупность программ для хранения и обработки информации

Гипермаркет знаний>>Информатика>>Информатика 9 класс>>Информатика: Хранение информации в базах данных. Основные понятия

Хранение информации в базах данных

Здесь вы узнаете:

♦ что такое база данных;
♦ как расшифровать СУБД;
♦ как создаётся база данных;
♦ как извлечь информацию из базы данных.

§ 10. Основные понятия

Основные темы параграфа:

♦ что такое база данных и информационная система; реляционные базы данных;
♦ первичный ключ ВД;
♦ типы полей.

Что такое база данных и информационная система

База данных (БД) — совокупность определенным образом организованной информации на какую-то тему (в рамках некоторой предметной области). Примеры:

• база данных книжного фонда библиотеки;
• база данных кадрового состава учреждения;
• база данных законодательных актов в области уголовного права;
• база данных современных эстрадных песен.

PHP для начинающих | Урок#8. Что такое база данных. Где можно хранить данные?

Конечно, вся эта информация может храниться и на бумаге (например, книжный каталог библиотеки). Но современным средством хранения и обработки баз данных является, безусловно, компьютер. В дальнейшем мы будем иметь в виду только компьютерные БД.

Базы данных бывают фактографическими и документальными.

В фактографических БД содержатся краткие сведения об описываемых объектах, представленные в строго определенном формате. Из приведенных выше примеров две первые БД, скорее всего, будут организованы как фактографические. В БД библиотеки хранятся библиографические сведения о каждой книге: год издания, автор, название и пр. Разумеется, текст книги в ней содержаться не будет. В БД отдела кадров учреждения хранятся анкетные данные о сотрудниках: фамилия, имя, отчество, год и место рождения и т. д.

Базы данных в третьем и четвертом примерах наверняка будут организованы как документальные. Первая из них будет включать в себя тексты законов; вторая — тексты и ноты песен; биографическую и творческую справочную информацию о композиторах, поэтах, исполнителях; звуковые записи и видеоклипы. Следовательно, документальная БД содержит обширную информацию самого разного типа: текстовую, графическую, звуковую, мультимедийную.

Современные информационные технологии постепенно стирают границу между фактографическими и документальными БД. Существуют средства, позволяющие легко подключать любой документ (текстовый, графический, звуковой) к фактографической базе данных.

Сама по себе база данных не может обслужить запросы пользователя на поиск и обработку информации. БД — это только «информационный склад». Обслуживание пользователя осуществляет информационная система.

Информационная система — это совокупность базы данных и всего комплекса аппаратно-программных средств для ее хранения, изменения и поиска информации, для взаимодействия с пользователем.

Примерами информационных систем являются системы продажи билетов на пассажирские поезда и самолеты. WWW — это тоже пример глобальной информационной системы.

Что такое база данных [основные понятия]

Далее в нашей книге речь будет идти только о фактографических базах данных. Дадим более строгое определение компьютерной БД, чем то, что приводилось выше.

База данных — организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти компьютера и постоянного применения.

Для хранения БД может использоваться как один компьютер, так и множество взаимосвязанных компьютеров.

Если различные части одной базы данных хранятся на множестве компьютеров, объединенных между собой сетью, то такая БД называется распределенной базой данных.

Очевидно, информацию в Интернете, объединенную «паутиной» можно рассматривать как распределенную базу данных. Распределенные БД создаются также и в локальных сетях.

Реляционные базы данных

Информация в базах данных может быть организована по-разному. Чаще всего используется табличный способ.

Реляционные базы данных имеют табличную форму организации.

В чем же их преимущество?

Главное достоинство таблиц — в их понятности. С табличной информацией мы имеем дело практически каждый день. Загляните, например, в свой дневник: расписание занятий там представлено в виде таблицы. Когда мы приходим на вокзал, смотрим расписание электричек. Какой вид оно имеет?

Это таблица! А еще есть таблица футбольного чемпионата. И журнал учителя, куда он выставляет вам оценки, — тоже таблица.

Видите, как много примеров, и их еще можно продолжить. Мы настолько привыкли к таблицам, что обычно не требуется никому объяснять, как ими пользоваться. Ну разве что маленькому ребенку, который только учится читать.

В реляционных БД строка таблицы называется записью, а столбец — полем. В общем виде это выглядит так:

	поле 1	поле 2	поле 3	поле 4	поле 5
запись 1	.	.	.	.	.
запись 2	.	.	.	.	.
.

Таблицы 2.1-2.5 будем в дальнейшем рассматривать как примеры информации, пригодной для организации реляционных баз данных.

Каждое поле таблицы имеет имя. Например, в таблице 1.2 «Погода» имена полей такие: ДЕНЬ, ОСАДКИ, ТЕМПЕРАТУРА, ДАВЛЕНИЕ, ВЛАЖНОСТЬ.

Одна запись содержит информацию об одном объекте той реальной системы, модель которой представлена в таблице.

Например, домашняя библиотека — это множество книг. Значит, отдельный объект такой системы — это книга, и одна запись в базе данных «Домашняя библиотека» (табл. 2.1) — это информация об одной книге из библиотеки.

Поля — это различные характеристики (иногда говорят: атрибуты) объекта. Значения полей в одной строке относятся к одному объекту.

В реляционной базе данных не должно быть совпадающих записей.

Первичный ключ БД

Разные поля отличаются именами. А чем отличаются друг от друга разные записи? Записи различаются значениями ключей.

Первичным ключом в базе данных называют: поле (или совокупность полей), значение которого не повторяется у разных записей.

В БД «Домашняя библиотека» разные книги могут иметь одного автора, могут совпадать названия книг, год издания, полка. Но инвентарный номер у каждой книги свой (поле НОМЕР). Он-то и является первичным ключом для записей в этой базе данных. Первичным ключом в БД «Погода» является поле ДЕНЬ, так как его значение не повторяется в разных записях.

Не всегда удается определить одно поле в качестве ключа. Пусть, например, в базе данных, которая хранится в компьютере управления образованием области, содержатся сведения о всех средних школах районных центров (табл. 3.1).

Город	Номер школы	Директор	Адрес	Телефон
Крюков	1	Иванов А.П.	Пушкина, 5	12-35
Шадринск	1	Строев С.С.	Лесная, 14	4-23-11
Шадринск	2	Иванов А.П.	Мира, 34	4-33-24
.	.	.	.	.

В такой таблице у разных записей не могут совпасть только одновременно два поля ГОРОД и НОМЕР ШКОЛЫ. Эти два поля вместе образуют составной ключ: ГОРОД-НОМЕР ШКОЛЫ. Составной ключ может состоять и более чем из двух полей.

С каждым полем связано еще одно очень важное свойство — тип поля.

Тип поля определяет множество значений, которые может принимать данное поле в различных записях.

В реляционных базах данных используются четыре основных типа поля:

• числовой;
• символьный;
• дата;
• логический.

Числовой тип имеют поля, значения в которых могут быть только числами. Например, в БД «Погода» три поля числового типа: ТЕМПЕРАТУРА, ДАВЛЕНИЕ, ВЛАЖНОСТЬ.

Символьный тип имеют поля, в которых будут храниться символьные последовательности (слова, тексты, коды и т. п.). Примерами символьных полей являются поля АВТОР и НАЗВАНИЕ в БД «Домашняя библиотека»; поле ТЕЛЕФОН в БД «Школы».

Тип «дата» имеют поля, содержащие календарные даты в форме «день/месяц/год» (в некоторых случаях используется американская форма: месяц/день/год). Тип «дата» имеет поле ДЕНЬ в БД «Погода».

Логический тип имеют поля, которые могут принимать всего два значения: «да», «нет» или «истина», «ложь», или (по-английски) «true», «false». Если двоичную матрицу представить в виде реляционной БД (табл. 2.4, 2.5), то ее полям, содержащим значения «0» или «1», удобно поставить в соответствие логический тип.

Итак, значения, находящиеся в полях, — это некоторые величины определенных типов.

От типа величины зависят те действия, которые можно с ней производить.

Например, с числовыми величинами можно выполнять арифметические операции, а с символьными и логическими — нельзя.

Коротко о главном

База данных — организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти компьютера и постоянного применения.

Фактографическая БД содержит краткие сведения об описываемых объектах, представленные в строго определенном формате.

Документальная БД содержит обширную информацию самого разного типа: текстовую, графическую, звуковую, мультимедийную.

Распределенной называется база данных, разные части которой хранятся на различных компьютерах сети.

Информационная система — это совокупность базы данных и всего комплекса аппаратно-программных средств для ее хранения, изменения и поиска информации, для взаимодействия с пользователем.

Реляционные базы данных имеют табличную организацию. Строка таблицы называется записью, столбец — полем.

Таблица имеет первичный ключ, отличающий записи друг от друга. Ключом может быть одно поле (простой ключ) или несколько полей (составной ключ).

Каждое поле таблицы имеет свое уникальное имя и тип. Тип определяет, какого рода информация хранится в поле и какие действия с ней можно производить.

В БД используются четыре основных типа полей: числовой, символьный, логический, «дата».

Вопросы и задания

1. Что такое база данных?
2. В чем различие между фактографическими и документальными БД?
3. Что такое распределенная БД?
4. Что такое информационная система? Приведите примеры информационных систем.
5. Что вы знаете о реляционной БД?
6. Что такое запись, поле? Какую информацию они содержат?
7. Определите имена полей в таблицах «Домашняя библиотека» (табл. 2.1), «Погода» (табл. 2.2), « Успеваемость» (табл. 2.3), «Факультативы» (табл. 2.5).
8. Что такое первичный ключ записи? Какие бывают ключи?
9. Назовите объекты, сведения о которых содержат записи баз данных «Погода», «Успеваемость», «Факультативы». Определите ключи записей в этих БД.
10. Определите следующие понятия: имя поля, значение поля, тип поля. Какие бывают типы полей? Что обозначает каждый из типов?
11. Определите типы всех полей в таблицах «Домашняя библиотека», «Погода», «Школы».
12. Определите структуру (состав полей), ключи и типы полей для реляционных баз данных под такими названиями:
• «Страны мира»;
• «Мои одноклассники»;
• «Кинофильмы»;
• «Телефонный справочник»;
• «Мои посещения врача».

И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 9 класс
Отослано читателями из интернет-сайтов

Электронные издания бесплатно, скачать рефераты по информатике, помощь учителям и ученикам в подготовке к урокам, задания и ответы по информатике 9 класс

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.

Источник: edufuture.biz

1. Базы данных. Общие сведения

Базы данных прочно вошли в нашу жизнь ещё полвека назад. Любая информационная система в своей основе содержит базу данных.

Информационная система — это совокупность данных, которая предназначена для принятия управленческих решений.

База данных (БД) — это совокупность данных, которая включает в себя определённые правила, принципы хранения, описания и управления данными. Эти данные относятся к какой-то предметной области и позволяют решать множество конкретных задач.

Например, базы данных, которые используются в медицинских учреждениях, могут содержать в себе следующую информацию: код доктора, ФИО доктора, дату приёма, ФИО пациента, специальность врача, время приёма и т. д. Организовывается такая база данных под требования конкретной организации, соответственно, ключевые поля могут меняться.

Классификация баз данных
По характеру информации:

• фактографические (единица хранения — факт, т. е. об одном объекте хранится некоторый факт, например банковский счёт, код товара);
• документальные (единица хранения — документ, например, БД «Свод законов» хранится как совокупность документов).

По структуре данных:

• иерархические (построены по структуре «дерево», т. е. состоят из различных уровней);
• сетевые (являются разновидностью иерархической структуры; объекты могут иметь несколько связей с высшим или низшим уровнем);
• реляционные (БД в виде таблицы).

По способу хранения данных:

• централизованные (основная БД на центральном ПК, к которой пользователи обращаются со своих компьютеров);
• распределённые (элементы БД хранятся на разных ПК и связаны между собой).

Система управления базами данных — это программная среда для создания баз данных с целью хранения и поиска необходимой информации.

СУБД создаются для конечного пользователя или для программистов. СУБД для программистов, по факту являются системами программирования, где создаются программы для работы с базами данных. Конечный пользователь получает в результате программный продукт с удобным интерфейсом.

Источник: www.yaklass.ru

Что такое база данных

Какие данные в ней хранятся, как их получить и связать.

Лолита Кочиева
Автор статьи
23 октября 2022 в 18:05

Современные компании сохраняют огромное количество информации — данные об операциях, контрагентах, работниках, клиентах и т.д. Но зачем это надо компаниям? Сохранять информацию выгодно, потому что сохраненные данные можно проанализировать и найти новые способы роста прибыли бизнеса.

Способы хранения информации зависят от масштабов компании. Если компания небольшая, то данные можно сохранить в Google Sheets, файлах Excel или даже в печатном виде в папках. Однако, если речь идет о крупной компании с миллионами операций в день, то в файле Excel информацию уже не сохранить — в одном файле Excel максимум помещается только около миллиона строк. Кроме этого, файлы Excel и Google Sheets при сотнях тысяч строк начинают сильно тормозить, и работать с информацией в них становится неудобно.

Тогда на помощь приходят базы данных.

Что такое база данных

Язык SQL: что это такое и зачем он нужен

База данных простыми словами — это место, где хранятся данные в электронном виде.

В базе данных может храниться всё что угодно: фотографии на телефоне, расположение игроков на карте в компьютерной игре, номера заказов в сервисе такси или доставки продуктов.

Базы нужны для сохранения, изменения, быстрого поиска информации.

Чем база данных отличается от таблиц Excel и Google Sheets

Внешне Excel, Google Sheets и базы данных похожи, но между ними большие различия:

• например, в таблицах Google Sheets и Excel нельзя установить отношения между несколькими таблицами;
• другое отличие в том, что в базах данных можно хранить гораздо большее количество записей, при этом быстро их обрабатывать;
• кроме этого, в базе данных нельзя выполнять вычисления непосредственно в самой таблице — для этого нужно использовать запросы.

Получается, что Excel и Google Sheets могут подойти, если нужна база для небольшого количества данных, которые можно поместить на листах Excel или Google Sheets.

Как выглядит база данных

Базы данных делятся на два типа — реляционные и нереляционные.

Реляционная БД — это такой тип баз данных, содержащий некоторое количество таблиц.

Две основные характеристики реляционной базы:

1. Информация лежит в некотором количестве таблиц и распределена по ним по смыслу
2. Таблицы не существуют независимо друг от друга — они связаны определенными столбцами

Будет проще понять реляционные базы данных, если рассмотреть их на примере. Представим, что есть бизнес такси. Если создать реляционную базу данных для такси, то она может содержать в себе такие таблицы, как:

• заказы такси;
• таксисты;
• клиенты (или пассажиры);
• автомобили.

Пример реляционной БД такси

На изображении выше изображена реляционная БД бизнеса такси. База данных такси, как видно из рисунка, содержит 4 таблицы, в каждом из которых содержится определенное количество столбцов. Например, таблица «Клиенты» содержит три столбца — «ID клиента», «Телефон клиента» и «Город клиента».

Можно было бы добавить всю информацию по заказам, таксистам, клиентам и автомобилям в одну таблицу, но она получилась бы слишком громоздкой. Анализировать и тем более строить ml модели на основе такой таблицы было бы очень сложно. Поэтому удобно, когда информация располагается в реляционной базе данных, то есть в разных таблицах в зависимости от смысла.

Нереляционная БД. Нереляционные системы баз данных — такие виды баз данных, в которых информация не обязательно находится в виде множества таблиц. В таких типах данные могут быть, например, просто парами «key — value» или графом.

Подробнее о разных типах нереляционных баз — ниже.

Свойства базы данных

Системой баз данных комфортно пользоваться, так как у нее есть несколько свойств:

• Быстродействие. Все нужные данные в большом количестве информации проще найти, когда эти данные лежат в БД. В файлах Excel или Google Sheets искать нужное сложнее.
• Простота получения и обновления данных. Чтобы добавить или обновить данные в базе, нужно сделать минимум действий.
• Безопасность. В большинстве БД можно настраивать разные уровни доступа — давать разрешение смотреть таблицы не всем, а только некоторым людям. При этом можно выбирать, разрешать ли пользователю редактировать базу или просто смотреть ее содержимое без возможности редактирования.
• Многопользовательский доступ. С БД одновременно могут работать несколько человек.
• Объем хранимых данных. База данных дает возможность сохранять очень большие объемы данных — миллионы различных записей.

Как хранится информация в БД

Обсудим далее подробнее реляционную базу данных. При рассмотрении типов баз данных наибольшее количество времени посвящается реляционному типу баз данных. Это связано с тем, что этим типом баз данных пользуются специалисты по работе с данными при анализе данных и построении различного вида моделей.

Структура хранения в реляционных базах состоит из трех составляющих: база данных, таблица и запись.

База данных — это совокупность множества таблиц, которые связаны между собой.

Таблица — это вложенный объект по отношению к базе данных. Это подразумевает, что база данных содержит внутри себя некоторое количество таблиц. Таблицы хранят разные группы данных. Например, одна таблица может хранить номера телефонов клиентов, а другая — список товаров на складе.

Таблица выглядит как лист в Google Sheets или Excel. Она состоит из определенного количества строк и столбцов. У каждого столбца бывает свое имя. В каждом из столбцов содержатся данные, относящаяся к заголовку столбца.

Запись — это одна строка в таблице в базе данных. Если менеджер добавляет данные нового пассажира или водителя в систему баз данных, то в таблице появляется новая запись.

К значениям столбца обычно есть некоторые требования. Обычно в столбце реляционной базы данных хранятся данные одного типа: числа, тексты, файлы или другое.

Как получить информацию из БД

Чтобы получать, добавлять, сохранять нужные данные в реляционной базе данных, в большинстве случаев используется SQL. Это простой язык программирования, который часто используют для извлечения необходимого среза данных из базы.

Как связать данные между собой

Реляционные базы данных отличаются от других типов данных в том числе тем, что между таблицами в БД есть связи. Чтоб обозначить связи, используются primary key и foreign key.

Primary key — это столбец (или иногда это может быть даже группа столбцов) в таблице с уникальными значениями. На картинке ниже primary key каждой таблицы обозначен светло-зеленым цветом. В верхней таблице, которая хранит заказы такси, каждая строка будет содержать в себе информацию об отдельном заказе со своим уникальным ID. Это означает, что в этой таблице нельзя будет найти две строки, содержащие информацию по одному и тому же заказу с одним и тем же ID.

Foreign key — это такой столбец в таблице, в котором содержится primary key из другой таблицы. На рисунке выше foreign key выделены серым. ID автомобиля является primary key в таблице с автомобилями, но во всех других таблицах (например, в таблице с таксистами) ID автомобиля будет являться foreign key.

Выстраивание связей между таблицами не является единственной функцией foreign и primary key. Они также могут помочь контролировать корректность записей в таблицах. Например, если мы хотим добавить запись с новым таксистом в таблицу с таксистами и неправильно написали ID автомобиля, то база данных сообщит об этом. База не найдет соответствующее ID автомобиля в таблице с автомобилями и выдаст сообщение, что где-то произошла ошибка.

Типы баз данных

Существует огромное множество типов баз данных. Наиболее часто используются следующие типы:

• реляционные,
• документоориентированные,
• графовые,
• колоночные,
• key-value.

Рассмотрим подробнее каждый из этих видов баз данных.

Реляционные. Как уже писали, реляционная БД состоит из множества таблиц, а между таблицами есть связи.

Реляционные БД используют везде, где есть необходимость в сохранении огромных объемов информации — в IT-компаниях, банках, магазинах, различных приложениях и сервисах. Но в этих же проектах могут использовать и остальные типы баз данных.

Реляционные базы данных не годятся для хаотичных неструктурированных данных, которые затруднительно распределить по нескольким таблицам в зависимости от смысла.

Кроме этого, бывают бизнесы и продукты, где необходим быстрый ответ на запрос, например, онлайн-торги. Для выдачи быстрого ответа на запрос реляционная база данных может быть не самым лучшим выбором, для таких ситуаций существуют другие типы баз данных.

Документоориентированные базы данных. По названию можно понять, что в базе данных такого типа единицей информации является документ. Обычно нет никаких ограничений по формату этого документа — он может быть в json-формате, xml, int и т.д.

Именно способность хранить любую информацию в любом формате и является основным преимуществом документоориентированных баз данных.

Key-value базы данных. В такой базе данных удобно сохранить информацию, которая легко легко представляется в виде пары ключ-значение.

Самое главный плюс key-value-баз — умение выдать значение по ключу за короткий период времени. При этом, совсем не обязательно, чтоб столбец со значением состоял из какого-то одного определенного типа данных.

Из-за возможности быстрого поиска key-value базы данных часто используют в задачах, когда ответ от базы важно получать в режиме онлайн.

Пример БД key-value

Графовые. Этот тип баз данных хранит информацию в графах. Графовый тип баз идеально подходит для случаев, когда есть необходимость в получении из базы данных не только об основном объекте, но и информацию о других объектах, которые с ним связаны.

Пример проекта, в котором идеально использовать графовые базы данных — обычная социальная сеть такая, как Facebook или VK. Графовая база данных поможет быстро найти всю необходимую информацию не только о том пользователе, которого мы исследуем, но и данные всех его друзей, групп и сообществ.

Столбцовые базы данных. В столбцовые (или иногда еще колоночные) БД данные записывают в столбцы, а не в строки.

Колоночные БД могут быть удобны, когда нас интересует информация не во всех столбцах, а в каких-то конкретных. В таких ситуация, поиск по конкретным столбцам может осуществляться быстрее, чем поиск по строкам.

Примеры использования баз данных

Базы данных сейчас используют почти везде: это один из надежных способов ничего не потерять.

На сайтах все статьи и картинки хранятся в базах данных. Когда пользователь заходит на сайт, контент извлекается из БД.

Чтобы хранить фото, контакты, музыку на смартфоне, тоже используют базы данных. Благодаря этому пользователь может получить молниеносный доступ к информации.

На любом сайте или в приложении, где есть регистрация, логины и пароли тоже хранятся в базе данных.

В большой компании данные о сотрудниках — имена, данные документов, банковский счет для зарплаты — все хранится в базах данных. В маленькой компании информацию можно иногда хранить в обычной таблице.

Аналитик данных: новая работа через 5 месяцев
Получится, даже если у вас нет опыта в IT

Популярные СУБД

СУБД — система управления базами данных. Это инструменты, с помощью которых происходит обращение к данным в базе, изменение или создание баз.

В компаниях наиболее популярны такие СУБД:

• MySQL. Это реляционная СУБД. Ее используют в Google, LinkedIn, Amazon, Meta и других крупных и средних компаниях. MySQL — одна из самых популярных СУБД. Она бесплатная.
• Oracle. Это объектно-реляционная СУБД. Ее можно быстро установить и запустить, просто настраивать. Лицензия Oracle дорогая, поэтому ее используют только крупные корпорации.
• PostgreSQL. Это объектно-реляционная СУБД. Она поддерживает большое количество разных языков программирования и типов данных. Для этой СУБД можно использовать существующие расширения или писать собственные. PostgreSQL можно пользоваться бесплатно.
• MongoDB. Это нереляционная документоориентированная СУБД. Может выдержать сильные нагрузки, можно пользоваться бесплатно.

Источник: sky.pro