Основы правил проектирования базы данных

Иерархическая база данных, структура иерархических данных

Когда речь идёт о хранении иерархических данных, каждый объект хранит информацию в виде определенной сущности, и у каждой сущности могут быть родительские и дочерние элементы, а у дочерних, в свою очередь, тоже могут быть дочерние элементы. Таким образом, можно сказать, что это данные, которые подлежат строгой иерархии (представьте себе своеобразное дерево).

Простой пример иерархических данных — документ в формате XML либо файловая система компьютера.

Нельзя не упомянуть и то, что базы данных этого вида оптимизированы под чтение информации. При такой структуре данные можно быстро выбирать из нужной области, отдавая запрашиваемую информацию пользователям. Например, компьютер легко работает с конкретной папкой либо файлом, которые, по сути, можно назвать объектами структуры иерархических данных. Но когда нужно перебрать всю информацию, это может занять время (если вернуться к вышеописанному примеру, то проверка антивирусом всех уголков нашего компьютера выполняется не так быстро, как хотелось бы).

На рисунке представлена классическая структура иерархической базы данных. Вверху находится родитель (его ещё называют корневым элементом), ниже размещены дочерние элементы. Элементы с данными, находящиеся на одном уровне, можно назвать братьями либо соседними элементами. БД данной категории бывают с разным количеством уровней и разной степени вложенности.

Современная СУБД состоит из:

  • ядра — части программ СУБД, отвечающих за управление данными в памяти и журнализацию
  • Процессора языка базы данных, обеспечивающего оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных, и создание БД
  • Подсистемы поддержки времени исполнения, интерпретирующую программы манипуляции данными, которые создают интерфейс пользователя СУБД
  • Сервисных программ (внешних утилит), которые обеспечивают прочие возможности по обслуживанию информационных систем.

Так как через СУБД осуществляют все процессы, применимые к базам данных, следовательно, лучше будет выделить только её основные возможности.

PosgreSQL

Масштабируемая объектно-реляционная база данных, работающая на Linux, Windows, OSX и некоторых других системах. В PostgreSQL 10 есть такие функции, как логическая репликация, декларативное разбиение таблиц, улучшенные параллельные запросы, более безопасная аутентификация по паролю на основе SCRAM-SHA-256.

  • Разработчик: PostgreSQL Global Development Group
  • Написана на C
  • Используется в компаниях: Apple, Cisco, Fujitsu, Skype, and IMDb
  • Последняя версия: 11.2
  • Блог: PostgreSQL
  • Скачать: PostgreSQL

Особенности

  • Поддержка табличных пространств, а также хранимых процедур, объединений, представлений и триггеров.
  • Восстановление на момент времени (PITR).
  • Асинхронная репликация.

Firebird

Этот конструктор баз данных использовался в производственных системах (под разными названиями) с 1981 года и реализует многие стандарты ANSI SQL. Firebird может работать на Linux, Windows и различных Unix-платформах.

Достоинства

API трассировки для мониторинга в реальном времени;
Аутентификация с проверкой подлинности Windows;
Четыре поддерживаемые архитектуры: SuperClassic, Classic, SuperServer и Embedded;
Разнообразные средства разработки: коммерческие инструменты – FIBPlus и IBObjects;
Возможность автоматического развертывания для очистки базы данных;
Уведомления о событиях из триггеров базы данных и хранимых процедур;
Бесплатная поддержка глобального сообщества Firebird

Что важно при разработке требований к базам данных.. Недостатки

Недостатки

  • Интегрированная поддержка репликации не включена и доступна только в качестве дополнения;
  • Нехватка временных таблиц и интеграции с другими системами управления базами данных;
  • Аутентификация с проверкой подлинности Windows недостаточна по сравнению с решениями, доступными в других операционных системах.

SQLite

Провозгласившая себя самой распространенной СУБД в мире, SQLite зародилась в 2000 году и используется Apple, , Microsoft и . Каждый релиз тщательно тестируется. Разработчики SQLite предоставляют пользователям списки ошибок, а также хронологию изменений кода каждой версии.

Достоинства

  • Нет отдельного серверного процесса;
  • Формат файла – кросс-платформенный;
  • Транзакции соответствуют требованиям ACID;
  • Доступна профессиональная поддержка.

Недостатки

Не рекомендуется для:

  • клиент-серверных приложений;
  • крупномасштабных сайтов;
  • больших наборов данных;
  • программ с высокой степенью многопоточности.

Колоночные

Атомарная единица таких БД — колонка таблицы. Данные сохраняются столбец за столбцом, что делает колоночные запросы очень эффективными, и, поскольку данные в каждой колонке однородны, это позволяет лучше сжимать данные.

Использование

В тех случаях, когда удобно делать запросы к подмножеству столбцов (оно не обязательно должно быть одинаковым каждый раз!). Колоночные БД обрабатывают такие запросы очень быстро, так как читают только конкретные колонки (в то время как строчные БД должны читать строки полностью).

В науке о данных часто бывает, что каждая колонка представляет определенную характеристику. Как специалист по данным я часто тренирую свои модели на подмножествах характеристик и проверяю отношения между ними и оценками (корреляция, дисперсия, значимость). То же подходит и для логов— в них зачастую множество полей, но при каждом запросе используются только некоторые. Например:

Cassandra.

Строчная и колоночная базы данных

Системы управления базами данных

Базы данных – это логически смоделированные хранилища различной информации (данных) всех видов. Каждая база данных SQL основана модели, которая предоставляет структуру для хранящихся в ней данных. Системы управления базами данных – это приложения (или библиотеки), которые управляют базами данных различных форм, размеров и видов.

Примечание: Чтобы узнать больше о СУБД, читайте статью SQL, NoSQL и другие модели баз данных.

Реляционные системы управления базами данных

Реляционные СУБД для работы с данными используют реляционную модель. Эта модель хранит любую информацию в таблицах в виде связанных записей с атрибутами.

Этот тип СУБД требует наличия структур-таблиц. Столбцы (атрибуты) такой таблицы содержат различные типы данных. Каждая запись БД воспринимается как строка в таблице, атрибуты которой представлены в виде столбцов.

§ 1. Понятие базы данных. Система управления базами данных (СУБД)

◄ Предыдущая: 1.1. Базы данных. Поле. Запись Следующая: Вопросы к параграфу ►

1.2. Назначение системы управления базами данных

Система управления базами данных (СУБД) — программный комплекс, предназначенный для создания, редактирования и совместного использования баз данных.

По степени локализации программных компонентов СУБД разделяют на:
1. Локальные — все программы размещаются на одном компьютере.
2. Распределенные — часть программ размещается на сервере, другая часть — на клиентских компьютерах.
Рассмотрите
Распределенные СУБД позволяют многим пользователям работать с одной базой данных одновременно.
Основные действия, которые пользователь может выполнить с помощью СУБД:

создание структуры БД;
заполнение БД информацией;
редактирование структуры и содержания БД;
поиск информации в БД;
сортировка данных.

Работу с реляционными базами данных рассмотрим в СУБД Access С пользовательским интерфейсом СУБД Access можно познакомиться в Приложении к главе 1.
Для создания новой базы данных в Access требуется выполнить следующие действия:
1. На стартовой странице выбрать Пустая база данных… (см. Приложение к главе 1).
2. В открывшемся окне в поле Имя файла ввести имя файла, выбрать значок папки, чтобы определить место хранения файла базы данных.
3. Создать и сохранить базу данных, нажав на кнопку Создать.
Рассмотрите
Файлы баз данных, созданных в Access, имеют расширение .accdb. Один файл базы данных может содержать не только несколько объектов Таблица, но и различное количество объектов Форма, Запрос и Отчет. Список объектов базы данных отображается в Области навигации
Открыть объекты базы данных можно разными способами:
1. Выполнить двойной щелчок по объекту в Области навигации.
2. Выбрать режим открытия из контекстного меню вкладки объекта.
Для закрытия объекта/объектов базы данных нужно выбрать соответствующую команду контекстного меню вкладки открытого объекта .

Пример 1.2. Реляционные СУБД.
1. Локальные.

2. Распределенные.

В базах данных зачастую хранится очень важная информация, например финансовая

Поэтому при работе с базами данных важно обеспечить целостность данных, т. е

защитить их от потерь в случае отказа оборудования (например, при отключении питания).
Целостность данных в СУБД обеспечивается за счет механизма транзакций.
Транзакция — группа операций, необходимых для совершения законченного логического действия. Транзакция должна быть выполнена полностью или не выполнена вообще.

Пример 1.3. Логотипы СУБД Access различных версий.

Пример 1.4. Создание базы данных в Access.

Пример 1.5. Область навигации базы данных в Access.

Пример 1.6. Контекстное меню вкладки открытой таблицы базы данных.

Ключ-значение

В этих БД запросы только на основе ключа — вы запрашиваете ключ и получаете его значение.

Такие БД не поддерживают запросы между различными значениями записей, вроде такого: выбрать все записи, где город — Нью-Йорк.Полезное свойство этих БД — поле времени жизни (Time-to-Live, TTL), в котором можно задать отдельно для каждой записи и состояния, когда их нужно удалить из БД.

Достоинства

Это очень быстрые БД. Во-первых, потому что используют уникальные ключи, во-вторых, потому что большинство БД типа ключ-значение хранят данные в оперативной памяти, что обеспечивает быстрый доступ к данным.

Недостатки

Необходимо определять уникальные ключи, хорошие идентификаторы, основанные на заранее известных вам данных. Зачастую они дороже, чем другие типы баз данных, так как используют оперативную память.

Использование

В основном используются для кэширования, потому что быстрые и не требуют сложных запросов. Поле времени жизни для кэширования также очень полезно. Такие БД могут использоваться для любых данных, которые требуют быстрых запросов и соответствуют формату ключ-значение. Примеры таких баз:

  • Redis
  • Memcached

Классификации СУБД

Различают классификации СУБД по:

  1. модели данных:
  2. реляционные;
  3. объектно-ориентированные;
  4. объектно-реляционные.
  5. степени распределенности:
  6. способу доступа к БД:

    Файл-серверные.

    В данного типа СУБД файлы данных расположены централизованно на файл-сервере. СУБД находится на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным выполняется с помощью локальной сети. Чтения и обновления синхронизируются файловыми блокировками.

    Преимущество данной архитектуры заключается в низкой нагрузке на процессор файлового сервера.

    Недостатками являются:

    высокая загрузка локальной сети;

  7. затрудненное либо невозможное обеспечение высокой степени надежности, доступности и безопасности.

Используются, как правило, в локальных приложениях, применяющих функции управления БД, а также в системах с низкой интенсивностью обработки данных и низкими пиковыми нагрузками на БД.

В настоящее время файл-серверную технологию считают устаревшей, а ее применение в крупных информационных системах — недостатком.

Примерами систем данного типа являются Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.

Клиент-серверные.

Клиент-серверные СУБД располагаются на сервере вместе с базами данных и осуществляют доступ к ним непосредственно и монопольно. Все клиентские запросы обработки данных обрабатывает клиент-серверная СУБД централизованно.

Недостатком клиент-серверных СУБД являются повышенные требования к серверу.

К достоинствам относятся:

потенциально более низкая загрузка локальной сети;

удобное обеспечение высокой степени надежности, доступности и безопасности.

Примерами таких систем являются Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server, Sybase Adaptive Server Enterprise, PostgreSQL, MySQL, Caché, ЛИНТЕР.

Встраиваемые.

Встраиваемой СУБД является система, поставляемая в качестве составной части некоторого программного продукта и не требующая самостоятельной установки. Встраиваемые СУБД предназначены для локального хранения данных своего приложения и нерассчитанные на коллективное использование в сети. На физическом уровне встраиваемая СУБД, как правило, реализуется в виде подключаемой библиотеки. Доступ приложения к данным осуществляется с помощью SQL либо специальных программных интерфейсов.

Примерами таких систем являются OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.

Виды баз данных

  1. Фактографическая – содержит краткую информацию об объектах некоторой системы в строго фиксированном формате;
  2. Документальная – содержит документы самого разного типа: текстовые, графические, звуковые, мультимедийные;
  3. Распределённая – база данных, разные части которой хранятся на различных компьютерах, объединённых в сеть;
  4. Централизованная – база данных, хранящихся на одном компьютере;
  5. Реляционная – база данных с табличной организацией данных;
  6. Неструктурированная (NoSQL) — база данных, в которой делается попытка решить проблемы масштабируемости и доступности за счёт атомарности (англ. atomicity) и согласованности данных, но не имеющих четкой (реляционной) структуры.

Одно из основных свойств БД – независимость данных от программы, использующих эти данные. Работа с базой данных требует решения различных задач, основные из них следующие:

  • создание базы;
  • запись данных в базу;
  • корректировка данных;
  • выборка данных из базы по запросам пользователя.

Задачи этого списка называются стандартными.

Следующее понятие, связанное с базой данных: программа для работы с базой данных – это программа, которая обеспечивает решение требуемого комплекса задач. Любая подобная программа должна уметь решать все задачи стандартного набора.

База данных в разных системах имеет различную структуру.

В ПВЭМ обычно используются реляционные БД – в таких базах файл является по структуре таблицей. В ней столбцы называются полями, строки – записями.

В БД содержатся банные некоторого множества объктов. Каждая запись содержит данные одного объекта. Каждая такая БД определяется именем файла, списком полей, шириной полей. Например, БД Школа (Ученик, Класс, Адрес).

Примером БД может служить расписание движения поездов или автобусов. Здесь каждая строчка – запись отражает данные строго одного объекта. База включает поля: номер рейса, маршрута следования, время отправления и т.д.

Классическим примером БД является и телефонный справочник. Запрос к базе данных – это предписание, указывающее, какие данные пользователь желает получить из базы.

Некоторые запросы могут представлять собой серьёзную задачу, для решения которой потребляется составлять сложную программу. Например, запрос к базе – автобусному расписанию: определить разницу в среднем интервале отправления автобусов из Ростова в Таганрог и из Ростова в Шахты.

Объекты для работы с базами данных

Для создания приложения, позволяющего просматривать и редактировать базы данных, нам потребуется три звена:

  • набор данных
  • источник данных
  • визуальные элементы управления

В нашем случае эта триада реализуется в виде:

  • Table
  • DataSource
  • DBGrid

Table подключается непосредственно к таблице в базе данных. Для этого нужно установить псевдоним базы в свойстве DataBaseName и имя таблицы в свойстве TableName, а затем активизировать связь: свойство .

Однако, поскольку Table является невизуальным компонентом, хотя связь с базой и установлена, пользователь не в состоянии увидеть какие – либо данные. Поэтому необходимо добавить визуальные компоненты, отображающие эти данные. В нашем случае это сетка DBGrid. Сетка сама по себе «не знает», какие данные ей нужно отображать, её нужно подключить к Table, что и делается через компонент – посредник .

А зачем нужен компонент – посредник? Почему бы сразу не подключаться к Table?

Допустим, несколько визуальных компонентов – таблица, поля ввода и т.п. подключены к таблице. А нам нужно быстро переключить их все на другую подобную таблицу. С DataSource это сделать несложно — достаточно просто поменять свойство t, а вот без пришлось бы менять указатели у каждого компонента.

Приложения баз данных – нить, связывающая БД и пользователя:

БД => набор данных –=> источник данных => визуальные компоненты => пользователь

Набор данных:

  • Table(таблица, навигационный доступ)
  • Query(запрос, реляционный доступ)

Визуальные компоненты:

  • Сетки DBGrid, DBCtrlGrid
  • Навигатор DBNavigator
  • Всяческие аналоги Lable, Editи т.д.
  • Компоненты подстановки

Структуры простейших БД

Если в базе отсутствует информация, ее называют пустой. Она является полноценной БД потому, что содержит сведения о своей структуре. Это определяет способы занесения данных, а также их изменения в базе.

Структура двумерных таблиц, например, образована набором полей. Методом внесения строк и столбцов может создаваться уже другая база данных. Таким образом, изменяется сама структура.

Программные системы управления базами данных, а точнее их поля, могут определять групповые характеристики информации, вносимой в ячейки, относящиеся к каждому из полей. Их свойства могут различаться следующим образом: имя, размер, тип и формат поля, подпись, маска ввода, значение по умолчанию, пустая строка и многое другое. Типы данных делятся на числовой, денежный, счетчик, текстовый, дата/время, логический, место для подставок, гиперссылка и т. д.

Отчеты

Отчеты системы управления базами данных необходимы для сбора и предоставления сведений, находящихся в таблицах. Чаще всего эта функция дает возможность получить ответ на какой-нибудь обобщенный вопрос, например, какая сумма была получена от всех клиентов в этом году, купивших какой-то конкретный товар или совершивших покупку в конкретном месте. Все отчеты можно форматировать несколькими способами для возможности предоставления в самом удобном виде.

Эта функция может запускаться в любое время. Каждый раз будут отображаться нужные сведения. Чаще всего отчеты форматируются специально для печати, но могут быть обработаны и для удобства при экранном просмотре.

Достоинства документных баз

  • Позволяют хранить объекты с разной структурой.
  • Могут отображать почти все структуры данных, включая объекты на основе ООП, списки и словари, используя старый добрый JSON.
  • Несмотря на то, что NoSQL не схематичны по своей природе, они часто поддерживают проверку схемы. Это значит, что вы можете сделать коллекцию со схемой. Эта схема не будет простой, как таблица: это будет JSON схема со специфическими полями.
  • Запросы к NoSQL очень быстрые — каждая запись независима и, следовательно, время запроса не зависит от размера базы. По той же причине эта БД поддерживает параллельность.
  • В NoSQL масштабирование БД осуществляется добавлением компьютеров и распределением данных между ними, этот метод называется горизонтальное масштабирование. Оно позволяет автоматически добавлять ресурсы к БД, когда нам нужно, не провоцируя простои.

SQLite

SQLite – это производительная библиотека, которую можно встраивать в приложения. Полноценная БД на основе файлов SQLite предлагает широкий набор инструментов для обработки всех видов данных и накладывает намного меньше ограничений, чем другие реляционные базы данных.

Приложения, использующие SQLite, не взаимодействуют с помощью интерфейса (портов, сокетов), а отправляют прямые запросы в файл, в котором хранятся данные (например БД SQLite). Благодаря этому приложение SQLite очень быстрое и производительное.

Типы данных SQLite

  • NULL: пустое значение.
  • INTEGER: целочисленное значение (зависимо от объёма значение хранится в 1, 2, 3, 4, 6 или 8 байтах).
  • REAL: число с плавающей точкой, хранится в виде 8-байтного IEEE.
  • TEXT: текстовая строка, хранится в зашифрованном виде (UTF-8, UTF-16BE или UTF-16LE).
  • BLOB: бинарные данные, хранятся в том виде, в котором были введены.

Примечание: Больше о типах данных SQLite можно узнать в официальной документации.

Преимущества SQLite

  • Простое строение на основе файлов: вся база данных состоит всего из одного файла, что увеличивает её портативность.
  • Стандарты: несмотря на простоту, система SQLite основана на SQL. Некоторые функции опущены (RIGHT OUTER JOIN или FOR EACH STATEMENT), однако вместо них добавлены другие.
  • SQLite отлично подходит для разработки или тестирования. На этих этапах почти всегда необходимо простое, но масштабируемое решение.

Недостатки SQLite

  • Нет управления пользователями. Более сложные СУБД поддерживают управление пользователями (их взаимосвязями, привилегиями и т.п.). Простая СУБД SQLite такой функции не предоставляет.
  • Невозможно повысить производительность. Библиотека SQLite проста в настройке и в использовании. Однако она разработана таким образом, что не позволяет путём тонкой настройки получить дополнительную производительность. То есть сделать SQLite более производительной технически невозможно.

Когда лучше использовать SQLite

  • Простые встроенные приложения, которым нужна портативность, например, однопользовательские локальные приложения, мобильные приложения, игры.
  • Замена диска. Обычно приложения, которым необходимо читать или записывать файлы на диск, могут использовать SQLite для получения дополнительных функций.
  • Тестирование.

Когда лучше не использовать SQLite

  • Многопользовательские приложения. Если приложение построено таким образом, что большое количество клиентов одновременно использует одну БД, то в такое приложение лучше внедрить полнофункциональную реляционную СУБД (например, MySQL).
  • Приложения, записывающие большое количество данных. операция записи является одним из ограничений SQLite. Эта СУБД позволяет выполнять только одну операцию записи за один момент времени, следовательно, она ограничивает пропускную способность.

Что такое база данных

Обычно под базой данных принято понимать любой набор информации, который хранится определенным образом, и этой информацией можно воспользоваться.

Однако если говорить о компьютерных базах данных, то здесь, конечно же, речь идет о так называемых реляционных базах данных.

Логически такая база данных представлена в виде таблиц, в которых и хранится вся эта информация.

Физически база данных представляет собой, конечно же, обычные файлы, созданные в специальном формате.

И здесь возникает вопрос, если база данных — это файлы, созданные в специальном формате, то как создать такие файлы и редактировать их?

Для этого, как Вы понимаете, нужен специальный инструмент, т.е. программа, которая могла бы создавать базы данных и управлять ими, иными словами, работать с файлами базы данных.

Такой программой как раз и выступает СУБД, т.е. система управления базами данных.

Файловые системы

Представим себе, что имеется некоторый носитель информации определенной емкости, устройство для чтения-записи на этот носитель в режиме произвольного доступа и прикладные программы, которые используют конкретный носитель для ввода-вывода информации во внешнюю память. В этом случае, каждая прикладная программа должна знать где и в каком месте хранятся необходимые данные. Так как прикладных программ больше, чем носителей информации, то несколько прикладных программ могут использовать один накопитель. Что произойдет, если одной из прикладных программ потребуется дозаписать свои данные на диск? Может произойти наложение: ситуация в которой данные одной программы будут перезаписаны другой программой. Важным шагом в развитии информационных систем явился переход к использованию централизованных систем управления файлами. С точки зрения прикладной программы, файл – именованная область внешней памяти, в которую можно записывать данные, и из которой можно их считывать. Для того чтобы была возможность считать информацию из какой либо области внешней памяти необходимо знать имя этого сектора(имя файла), размер самой области и его физическое расположение. Сама система управления файлами выполняет следующие функции:

  • распределение внешней памяти;
  • отображение имеет файлов в соответствующие адреса во внеш-ней памяти;
  • обеспечение доступа к данным.

Рассмотрение особенностей реализации отдельных систем управления файлами выходит за рамки данной темы. На данном этапе достаточно знать, что прикладные программы видят файл как линейную последовательность записей и могут выполнить над ним ряд операций. Основные операции сфайлами в СУФ:

  • создать файл (определенного типа и размера)
  • открыть ранее созданный файл
  • прочитать из файла определенную запись
  • изменить запись
  • добавить запись в конец файла

Какую СУБД мы изучаем

В основу курса положена работа с СУБД от компании Microsoft – SQL Server. Это реляционная распределенная клиент-серверная СУБД. Все запросы в последующих главах написаны на диалекте языка SQL – Transact SQL.

Эта СУБД выбрана из -за ее популярности на системах на базе операционных систем Windows.

Следующий раздел посвящен тому. Что нужно для работы с этой СУБД. Откуда это взять. Как установить, настроить и приступить к работе.

Установка и настройка MS SQL Server и MS SQL Server Management Studio

Этот раздел посвящен вопросам установки, настройки и запуска СУБД MS SQL Server – для реализации сервера и установки, и настройки MS Server Management Studio – для реализации запросов на языке Transact SQL серверу.

Установка обоих компонентов будет производится на один компьютер. И несмотря на то, что SQL Server распределенная СУБД, выполнение запросов и их написание будет производится на одном и том же компьютере.

Как хранится информация в БД

В основе всей структуры хранения лежат три понятия:

  • База данных;
  • Таблица;
  • Запись.

База данных

База данных — это высокоуровневное понятие, которое означает объединение совокупности данных, хранимых для выполнения одной цели. Если мы делаем современный сайт, то все его данные будут храниться внутри одной базы данных. Для сайта онлайн-дневника наблюдений за погодой тоже понадобится создать отдельную базу данных.

Таблица

По отношению к базе данных таблица является вложенным объеком. То есть одна БД может содержать в себе множество таблиц. Аналогией из реального мира может быть шкаф (база данных) внутри которого лежит множество коробок (таблиц). Таблицы нужны для хранения данных одного типа, например, списка городов, пользователей сайта, или библиотечного каталога. Таблицу можно представить как обычный лист в Excel-таблице, то есть совокупность строк и столбцов. Наверняка каждый хоть раз имел дело с электронными таблицами (MS Excel). Заполняя такую таблицу, пользователь определяет столбцы, у каждого из которых есть заголовок. В строках хранится информация. В БД точно также: создавая новую таблицу, необходимо описать, из каких столбцов она состоит, и дать им имена.

Запись

Запись — это строка электронной таблицы. Это неделимая сущность, которая хранится в таблице. Когда мы сохраняем данные веб-формы с сайта, то на самом деле добавляем новую запись в какую-то из таблиц базы данных. Запись состоит из полей (столбцов) и их значений. Но значения не могут быть какими угодно. Определяя столбец, программист должен указать тип данных, который будет храниться в этом столбце: текстовый, числовой, логический, файловый и т.д. Это нужно для того, чтобы в будущем в базу не были записаны данные неверного типа.

Соберем всё вместе, чтобы понять, как будет выглядеть ведение дневника погоды при участии базы данных.

  • Создадим для сайта новую БД и дадим ей название «weather_diary».
  • Создадим в БД новую таблицу с именем «weather_log» и определим там следующие столбцы:
    • Город (тип: текст);
    • День (тип: дата);
    • Температура (тип: число);
    • Облачность (тип: число; от 0 (нет облачности) до 4 (полная облачность));
    • Были ли осадки (тип: истина или ложь);
    • Комментарий (тип: текст).
  • При сохранении формы будем добавлять в таблицу weather_log новую запись, и заполнять в ней все поля информацией из полей формы.

Теперь можно быть уверенными, что наблюдения наших пользователей не пропадут, и к ним всегда можно будет получить доступ.

Реляционная база данных

Английское слово „relation“ можно перевести как связь, отношение. А определение «реляционные базы данных» означает, что таблицы в этой БД могут вступать в отношения и находиться в связи между собой. Что это за связи? Например, одна таблица может ссылаться на другую таблицу. Это часто требуется, чтобы сократить объём и избежать дублирования информации. В сценарии с дневником погоды пользователь вводит название своего города. Это название сохраняется вместе с погодными данными. Но можно поступить иначе:

  • Создать новую таблицу с именем „cities“.
  • Все города в России известны, поэтому их все можно добавить в одну таблицу.
  • Переделать форму, изменив поле ввода города с текстового на поле типа «select», чтобы пользователь не вписывал город, а выбирал его из списка.
  • При сохранении погодной записи, в поле для города поставить ссылку на соответствующую запись из таблицы городов.

Так мы решим сразу две задачи:

  • Сократим объём хранимой информации, так как погодные записи больше не будут содержать название города;
  • Избежим дублирования: все пользователи будут выбирать один из заранее определённых городов, что исключит опечатки.

Связи между таблицами в БД бывают разных видов. В примере выше использовалась связь типа «один-ко-многим», так как одному городу может соответствовать множество погодных записей, но не наоборот! Бывают связи и других типов: «один-к-одному» и «многие-ко-многим», но они используются значительно реже.

Это интересно: Трудовая книжка

Что такое база данных в SQL

SQL-запросы обращаются к данным в виде таблиц, то есть к реляционным базам данных. Упрощенный вариант такой базы — это таблицы Excel, в которых информация также упорядочена в столбцы и строки.

Основные понятия реляционной модели:

1. Отношение — это сама таблица, она двумерная и состоит из столбцов и строк.

2. Атрибут — столбец в таблице, который содержит один конкретный параметр: название, тип, дату, стоимость или другую характеристику.

3. Домен — это допустимые значения для каждого атрибута. Например, в столбце «Имя» или «Название» значения должны представлять собой набор буквенных символов, но они не могут начинаться с «ь» или «ъ» и не могут быть записаны числами.

4. Кортеж (строка или запись) — это табличная строка с порядковым номером, в которой содержится информация об одном конкретном объекте.

5. Значение — элемент таблицы, который находится на пересечении столбцов и строк.

6. Ключ — это самый важный столбец в таблице, за счет этих значений и происходит взаимодействие в реляционной базе данных, он связывает таблицы между собой.

Ключи бывают нескольких видов:

  • Первичный ключ — идентификатор, такой как индекс или артикул.
  • Потенциальный ключ — другое уникальное значение, которое может служить идентификатором.
  • Внешний ключ — столбец-ссылка, используется для объединения двух таблиц, каждое значение внешнего ключа обязательно соответствует первичному ключу в другой таблице.

Например, для решения задачи — выбрать все пиццерии, которые смогут доставить пиццу с ананасами после 23:00, — кроме основной таблицы с графиками работы понадобятся также таблицы с ассортиментом каждого заведения, а также таблицы с составом каждой пиццы (чтобы понять, есть ли в ней ананасы). Все эти таблицы будут связаны между собой с помощью ключей.

Список пиццерий в городе

Ассортимент одной из пиццерий с ключом id — 1

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector