Иллюстрированный самоучитель по SQL для начинающих › Основы реляционных баз данных [страница — 4] | Самоучители по программированию

Основы реляционных баз данных

Что такое база данных

Понятие база данных вошло в широкий обиход довольно-таки поздно и при этом потеряло многие из своих первоначальных значений. Для некоторых база данных является собранием элементов данных (телефонной книгой, перечнем прачечных, пергаментным свитком… да всем, чем угодно). Другие же определяют понятие более строго.

В этой книге база данных определяется как самоописательное собрание интегрированных записей. При этом она является компьютерной технологией, укомплектованной языками типа SQL.

Помни:
Запись является представлением некоего физического или умозрительного объекта. Скажем, вы, например, собираетесь сохранять данные о своих клиентах. Каждый из них имеет свою запись. А в каждой записи имеется набор атрибутов, таких как имя, адрес и номер телефона. Имена, адреса и другие значения, соответствующие этим атрибутам, и представляют собой данные.

База данных состоит как из данных, так и из

метаданных. Метаданные – это данные, которые являются описанием структуры данных, находящихся внутри базы. Зная, как расположены данные, можно их получить. Так как описание структуры базы данных находится в самой базе, то она является самоописательной. База данных является интегрированной, ибо содержит в себе не только элементы данных, но и существующие между ними взаимосвязи.

В базе данных метаданные хранятся в области, которая называется словарь данных. Он описывает таблицы, столбцы, индексы, ограничения и другие компоненты, из которых состоит база данных.

Так как в системе плоских файлов (описанной далее в этой главе) метаданных нет, то в приложениях, работающих с этими файлами, роль метаданных должна взять на себя часть приложения.

Размер и сложность базы данных

Базы данных бывают любых размеров, начиная от простого набора из нескольких записей до огромных систем с миллионами записей.

Помни:
Персональная база данных предназначена для использования одним человеком на одном компьютере. У такой базы обычно достаточно простая структура и относительно небольшой размер. База данных отдела или рабочей группы используется сотрудниками одного отдела или членами одной рабочей группы в пределах одной организации. Такая база обычно больше персональной и, конечно же, более сложная. С ней должны иметь возможность работать несколько пользователей, которым одновременно нужен доступ к одним и тем же данным. База данных организации бывает громадных размеров. Она может полностью моделировать информационный обмен в крупной организации

.

Что такое система управления базами данных

Система управления базами данных (СУБД) – это набор программ, используемых для определения, администрирования и обработки баз данных и связанных с ними приложений. База данных, управляемая такой системой, является, в сущности, структурой, которую создают, чтобы хранить в ней нужные данные. А СУБД – это инструмент, используемый для создания этой структуры и работы с данными, которые в ней хранятся.

Сегодня на рынке имеется много программ СУБД. Некоторые из них работают только на мэйнфреймах, другие – только на мини-компьютерах, а есть такие, которые работают только на персональных компьютерах. Однако наблюдается тенденция к переносу СУБД на множество платформ с возможностью работы в сетях со всеми тремя классами машин.

Система СУБД, работающая на платформах нескольких классов, больших и малых, называется масштабируемой.

Каким бы ни был класс компьютера с базой данных – независимо от того, соединена ли машина с сетью или нет, – поток информации между базой данных и пользователем в принципе один и тот же. На рис. 1.1 показано, что пользователь соединяется с базой данных с помощью СУБД. Та скрывает физические детали хранения базы данных, так что приложению приходится иметь дело только с логическими характеристиками данных, а не с тем, каким образом эти данные хранятся.

Много лет назад один умник подсчитал, что если разложить любое человеческое существо на компоненты, такие как атомы углерода, водорода, кислорода и азота (плюс незначительное количество других), то их стоимость будет только 97 центов. Впрочем, это совершеннейшая глупость. Люди не состоят из простых изолированных наборов атомов. Наши атомы комбинируются в энзимы, протеины, гормоны и другие вещества, стоимость которых на фармацевтическом рынке обычно составляет миллионы долларов за унцию.

Точная структура таких комбинаций атомов – вот что составляет их ценность. И, аналогично, структура баз данных позволяет интерпретировать данные, кажущиеся бессмысленными. Закономерности и тенденции, имеющиеся в данных, становятся известными благодаря структуре этих данных. Неструктурированные данные, как и неупорядоченные атомы, имеют малую ценность или совсем ее не имеют.

Рис. 1.1. Схема информационной системы, работающей на основе СУБД

Не секрет, насколько важны навыки работы с базами данных для современных технологий.

Знание базы данных начинается с знакомства с SQL.

Это язык, который обрабатывает все данные, которыми пользователи делятся с сайтом.

Эти записи хранятся в базе данных и доступны на веб-сайте по запросу.

Если вы не разбираетесь в базовых знаниях SQL, эта статья проведет вас через первые шаги в изучении баз данных.

Почему вы должны изучать SQL?

Существует множество разнообразных учебных курсов и материалов по SQL.

Почему изучение SQL так популярно в наши дни?

Ниже приведены основные причины, по которым многим начинающим инженерам баз данных стоит подумать об изучении языка.

1. Это универсальность и популярность

По статистике, SQL занимает лидирующие позиции по популярности.

В опросе StackOverflow, MySQL и SQL Server 55,6% и 38,6% —  занимают лидирующие места, каждый второй инженер использует эти языки в качестве преобладающих над другими.

2. Гладкая кривая обучения

Основное различие между SQL и большинством языков состоит в том, что он имеет структуру на основе запросов.

Фактически, он предоставляет пользователям инструменты, необходимые для удобного управления базой данных.

По структуре и синтаксису SQL очень похож на английский.

С большим разнообразием средств обучения SQL и материалов, не трудно получить более глубокое понимание главного понятия языка.

3. SQL пользуется большим спросом на рынке труда

На самом деле, в сфере управления и проектирования SQL более 150 000 вакансий.

Из этих 35 тысяч рабочих мест напрямую связаны с разработкой SQL, другие требуют знания языка как дополнительного навыка.

В результате, изучив SQL, вы хотите быстро найти способы применения.

Существует множество проектов, к которым можно присоединиться.

Основные принципы SQL

Как и любой язык, SQL обладает своими привлекательными качествами.

Поскольку, не овладев ими, вы не сможете эффективно управлять базой данных, а также заниматься разработкой программного обеспечения или веб-разработкой, давайте выйдем за рамки этих концепций.

Таблицы

 

Для SQL, как и для любого языка, это определяющее понятие.

Здесь хранятся все наборы данных.

Для управления таблицами обычно используют команды.

Самые популярные команды:

• CREATE DATABASE — создать чистую базу данных;
• CREATE TABLE — добавить новую таблицу;
• SELECT — для извлечения или поиска данных в базе данных;
• UPDATE — редактировать содержимое базы данных;
• DELETE — стереть данные.

Отношения

Отношения Баз данных достаточно мощны, поскольку пользователи могут подключать информацию из разных таблиц и выполнять различные действия.

Если a будет считаться «родителем», а другой будет помечен как «ребенок».

В этом случае столбец дочерней таблицы будет считаться первичным ключом родительской таблицы.

Оридинальность

Принцип ординальности позволяет менеджерам SQL определять параметры отношений между родительской и дочерней таблицами. Эти отношения могут быть необязательными или обязательными.

Кардинальность

Подобно принципу ординальности, кардинальность — это отношения, сформированные между двумя дочерними таблицами

Возможные варианты отношений включают в себя:

• Один-к-одному;
• Один-ко-многим;
• Многие-ко-многим.

азы данных SQL, которые вы должны изучить в первую очередь

Как упоминалось ранее, SQL в основном применяется для управления системами баз данных.

Хотя основополагающие принципы и синтаксис должны быть проверены для систем баз данных на основе SQL, вам необходимо ознакомиться с каждой из них в отдельности.

Наиболее популярные системы баз данных, которые должны быть первоочередными для изучения SQL, включают в себя:

• Oracle. Это абсолютный лидер среди систем баз данных, используемых во всем мире для различных приложений. Oracle имеет наибольшее количество вариантов использования в управлении складом и обработке онлайн-платежей.
• MySQL — стартапы СУБД с открытым исходным кодом и малые и средние предприятия. Во-первых, у него нет вступительного взноса. Интерфейс MySQL полностью управляем и хорошо продуман, поэтому ориентироваться в СУБД не сложно. MySQL — это выбор номер один для проектов и приложений с открытым исходным кодом.
• Microsoft SQL Server. База данных используется пользователями Windows для поддержки программного обеспечения и веб-сайтов. Это популярный выбор для управления веб-сервером. Microsoft SQL входит в тройку самых популярных DMS — у него огромная база пользователей, и его легче освоить.
• PostgreSQL — бесплатная СУБД, поддерживающая Windows, Mac OS и Linux. PostgreSQL использует модель с открытым исходным кодом.

Заключение

Хотя изучение SQL и управление базами данных без посторонней помощи может показаться сложным, на самом деле это не так.

Напротив, язык разработан интуитивно понятным способом, его диапазон применения удивителен, и в Интернете есть все виды учебных материалов — от форумов до книг и онлайн курсов.

SQL является надежной отправной точкой.

При достаточной настойчивости и решимости, понимание сути языка не займет много времени.

Поделитесь статьей:

Видео курс и бесплатные уроки по SQL и реляционным базам данных для начинающих и не только

Привет, уважаемый читатель! Этой записью я открою новую рубрику на свое блоге, в которой буду публиковать записи и даже не просто записи, а видео записи. Рубрика будет называться SQL и реляционные базы данных и публиковаться в ней будут видео уроки по технологии SQL и теория реляционных баз данных, естественно, в формате видео. Сам я не люблю слово курс, поскольку считаю, что курсы преподаются в университетах, но реалии Рунета таковы, что это слово используют очень часто, буду использовать иногда его и я.

Мой видео курс представляет собой набор видео скринкастов по теме SQL и базы данных, в качестве СУБД использовалась библиотека SQLite. Скринкасты разбиты на темы, темы в свою очередь разбиты на части, каждая часть — это отдельный видео урок продолжительностью 5-15 минут, в котором мы будем разбираться с теорией баз данных или SQL командами и запросами. Но не буду тянуть кота за хвост и сразу дам вам ссылку плейлист в Ютуб: SQL и реляционные базы данных. Видео в плейлисте расположены в том порядке, в котором я бы рекомендовал их смотреть. И не забудьте подписаться на мой канал, будет еще интереснее и больше!

Для кого будут полезны видео уроки из курса SQL и реляционные базы данных для начинающих?

Содержание статьи:

Данные видео уроки будут полезны начинающим веб-разработчикам и SQL разработчикам. Для их изучения в принципе не потребуется каких-либо специфических знаний, достаточно быть уверенным пользователем компьютера, уметь печатать на клавиатуре и будет совсем круто, если вы хотя бы раз в жизни написали любую программу на любом языке программирования, даже если это Хеллое Ворлд на Бейсике.

Отмечу, что эти видео уроки будут полезны не только новичкам SQL, но и более продвинутым пользователям, которые имеют определенный набор знаний по SQL и базам данных, но этот набор знаний не систематизирован и не позволяет перейти к самостоятельной работе. Хоть начинаем мы и с простых вещей, которые я стараюсь рассказать доступно и внятно, но заканчиваем мы сложным SQL запросами, хотя кого я пугаю? :)) Сложных SQL  запросов не бывает, бывают объемные запросы и запросы, потребляющие много ресурсов.

 

Как построены эти видео уроки?

За основы этих видео уроков были взяты публикации с моего блога из рубрики Библиотека SQLite, данные видео уроки имеют схожую структуру, но все-таки есть небольшие отличия. Ниже вы найдете темы, на который разбит данный курс и краткое описание того, о чем я пытаюсь рассказать.

Основы SQLite и особенности данной СУБД?

В первой теме мы поговорим про особенности СУБД SQLite, посмотрим, где используют данную библиотеку и в каких целях, а также попробуем установить и настроить SQLite на компьютер под управлением операционной системы Windows 10. За основу были взяты публикации из первой темы: знакомство с библиотекой SQLite.

1. Выбираем СУБД и говорим про программы для работы и администрирования баз данных.
2. SQLite — программа для создания базы данных при помощи языка SQL.
3. Установка приложения SQLite для работы с базами данных. Настраиваем доступ к базе данных.
4. Функции и возможности базы данных под управлением SQLite и где про них узнать?
5. Система управления базами данных SQLite или где используется эта база данных.
6. Беспалтные графические программы для работы с базами данных (менеджеры баз данных).
7. Управление и администрирование баз данных при помощи DBeaver.

Пробуем составлять SQL запросы и работать с базой данных SQLite

В этой теме мы попробуем написать несколько SQL запросов, познакомимся с синтаксисом языка SQL, реализованным в SQLite (в принципе синтаксис SQL в разных СУБД очень и очень похож) и знакомимся с полезными системными командами, которые есть в SQLite, которые помогут нам работать с базами данных. В основу видео уроков из второй темы легли публикации: //zametkinapolyah.ru/zametki-o-mysql/tema-2-nachinaem-rabotat-s-sqlite3.html

Теория реляционных баз данных

Одна из базовых тем всего видео курса. На эту тему я буду ссылаться и опираться постоянно во всех последкющих. Здесь мы познакомимся с основами баз данных и научимся проектировать архитектуру своих баз данных, мы познакомимся с такими сложными на первый взгляд терминами как нормализация, избыточность данных, аномалии и другими и дадим им человеческое объяснение. В основу этой темы легли следующие публикации моего блога: //zametkinapolyah.ru/zametki-o-mysql/tema-3-teoriya-relyacionnyx-baz-dannyx.html

Язык запросов SQL

Еще одна фундаментальная тема моих видео уроков по SQL и реляционным базам данных. Здесь мы знакомимся с языком SQL, его основными понятиями, структурой и концепцией. Также мы разбираемся с терминологией, которую используют SQL разработчики и проводим параллель между языком SQL и теорией реляционных баз данных, находим отличия и сходства, так сказать. Если же вы любите текст, то читайте мой блог, тема №4: //zametkinapolyah.ru/zametki-o-mysql/tema-4-yazyk-zaprosov-sql.html

Типы данных в SQLite

Весь видео курс я использую СУБД SQLite, которая является особенной СУБД, со своими особенностями типизации, также хочу заметить, что СУБД, собственно, управляет данными, поэтому тема типизации данных в принципе важна и может оказаться сложной для начинающего SQL разработчика, по крайней мере, для меня, когда я знакомился с базами данных, самым сложным моментом была типизация, поскольку много нужно было запоминать. Видео уроки данной темы основаны вот на этих публикациях: //zametkinapolyah.ru/zametki-o-mysql/tema-5-tipy-dannyx-v-sqlite3.html

SQL команды опрделения данных (DML команды)

Здесь мы начнем уже плотно работать с языком SQL и познакомимся с SQL команды опрделения данных, которые позволяют работать с объектами базы данных: создавать их, удалять и модифицировать. К объектам базы данных можно отнести: саму базу данных, таблицу в базе данных, VIEW, индексы, триггеры и др. Видео уроки данной темы посвящены синтаксису SQL команд CREATE, DROP, ALTER и их использованию. В основу легли публикации из вот этой темы: //zametkinapolyah.ru/zametki-o-mysql/tema-6-komandy-opredeleniya-dannyx-v-sqlite3-operatory-opredeleniya-dannyx-ddl.html

SQL команды манипуляции данными (DML команды)

Эта тема видео уроков познакомит вас с синтаксисом (правилами написания) SQL команд манипуляции данными (DML команд), к этим командам относятся: INSERT,  DELETE, UPDATE, SELECT. Соответственно, команды позволяют: вставлять и добавлять строки в таблицы, удалять строки из таблиц, модифицировать данные в таблицах и делать выборку данных. За основу видео уроков этой темы были взяты публикации в блоге: //zametkinapolyah.ru/zametki-o-mysql/tema-7-komandy-manipulyacii-dannymi-v-sqlite3-dml-operatory-v-sqlite3.html

SQL команды управления транзакциями

Данный раздел видео курса SQL и реляционные базы данных посвящен правилам написания команд, которые позволяют управлять транзакциями, спойлер открывать не буду, лишь скажу, что эти команды по-умному называются TCL, а также стоит добавить, что более детально мы будем разбираться с транзакциями в одной из последних тем. За основу видео были взяты публикации из темы №9 на блоге: //zametkinapolyah.ru/zametki-o-mysql/tema-9-komandy-upravleniya-tranzakciyami-v-bazax-dannyx-sqlite3-tcl-operatory.html

Работаем с таблицами базы данных

Эта тема видео уроков дает более глубокие знания и понимание того, как язык SQL позволяет работать с таблицами базы данных, какие особенности стоит учитывать и что мы можем вообще сделать с таблицей базы данных при помощи языка SQL. Видео уроки построены на теме №10 моего блога: //zametkinapolyah.ru/zametki-o-mysql/tema-10-rabota-s-tablicami-v-bazax-dannyx-sqlite3.html

Обеспечение целостности данных

Эта тема моих видео уроков SQL хорошо демонстрирует применение теории реляционных баз данных на практике в языке SQL. Здесь мы научимся задавать различные ограничения, для того чтобы обезопасить свои данные! Также мы рассмотрим использование ключей или ключевых атрибутов на практике и научимся делать различные виды связей между таблицами. Основа для видео уроков: //zametkinapolyah.ru/zametki-o-mysql/tema-11-obespechenie-celostnosti-dannyx-v-bazax-dannyx-sqlite3.html

SQL триггеры на примере базы данных SQLite

Индексы SQL таблиц на примере баз данных SQLite

Основы синтаксиса и работы с MySQL для начинающих

В это статье будет описано основы MySQL для начинающих, если вы изучаете PHP, то скорее всего в основном вы в первое время будите работать с базой данных MySQL, поэтому я её и показываю.

Если же вам надо будет работать с другой БД, то зная одну, вам не составит особого труда изучить другую.

Синтаксис MySQL запросов:

Для начала надо разобрать основы его синтаксиса, вот как он выглядит.

Если вы работали с командной строкой или с терминалом, то синтаксис может показаться не много знакомым.

Сама же команда означает «Дай мне все данные из таблицы users», SELECT это сома команда, звёздочка её параметр.

MySQL основные команды:

Основных команд не так много, но есть ещё куча дополнительных, они поваляют более гибко работать с БД.

1. SELECT — Позволяет получить строки таблицы;
2. INSERT — Добавляет новую строку;
3. UPDATE — Позволяет обновить строку;
4. DELETE — Удалить строку;

Как видите команд действительно не так много, но это только основные, есть ещё куча дополнительных.

Теперь надо показать как работать с ним.

• SELECT [Нужные параметры] FROM [Название таблицы] WHERE [Условие]
• INSERT INTO [Название таблицы] ([Название параметров]) VALUES ([Значение параметров])
• UPDATE [Название таблицы] SET [Изменение параметров] WHERE [Условие]
• DELETE FROM [Название таблицы] WHERE [Условие]

Примечание:

Такие значение как: [Название параметров], [Значение параметров], [Нужные параметры], [Изменение параметров].

Можно назначать несколько через запитую.

Работа с MySQL в PhpMyAdmin:

Что бы начать работать с MySQL в PhpMyAdmin выберите нужную БД и открываем вкладку «SQL».

После этого откроется простой текстовой редактор, в нём можете писать запросы, попробуем добавит нового пользователя в БД для этого используем команду INSER INTO.

После того как написали MySQL запрос, нажимаем «Вперёд» и у вас должно появится уведомление, что строка добавлена, вот результат команды.

Как видите всё работает, надо лишь не много потренироваться. Подобная работа и с другими типами запросов в MySQL.

Вывод:

В этой части учебника описывалось основы MySQL для начинающих, конечно, сам язык не много сложнее и там ещё есть различные условия и другие настройки в запросах, но для стартого уровня этого будет достаточно.

Если вам нужен прям подробное руководство по этому языку, то зайдите сюда.

Подписываетесь на соц-сети:

Оценка:

(Пока оценок нет)

Загрузка…

Дополнительно:

11. Работа с базами данных. Информатика и вычислительная техника

Категория: Информатика и вычислительная техника

11.1. Основные понятия баз данных

11.1.1. Базы данных и системы управления базами данных

11.1.2. Структура простейшей базы данных

11.1.3. Свойства полей базы данных

11.1.4. Типы данных

11.1.5. Безопасность баз данных

11.2. Проектирование баз данных

11.2.1. Режимы работы с базами данных

11.2.2. Объекты базы данных

11.2.3. Проектирование базы данных

11.3. Работа с СУБД Microsoft Access 2000

11.3.1. Общие замечания

11.3.2. Работа с таблицами

11.3.3. Работа с запросами

11.3.4. Работа с формами

11.3.5. Работа с отчетами

11.3.6. Практическое занятие

11.1. Основные понятия баз данных

11.1.1. Базы данных и системы управления базами данных

База данных — это организованная структура, предназначенная для хранения информации. Поскольку данные и информация — понятия взаимосвязанные, но не тождественные, то следует заметить некоторое несоответствие в этом определении. Его причины чисто исторические. В те годы, когда формировалось понятие баз данных, в них действительно хранились только данные. Однако сегодня большинство систем управления базами данных (СУБД) позволяют размещать в своих структурах не только данные, но и методы (то есть программный код), с помощью которых происходит взаимодействие с потребителем или с другими программно-аппаратными комплексами. Таким образом, мы можем говорить, что в современных базах данных хранятся отнюдь не только данные, но и информация.

Это утверждение легко пояснить, если, например, рассмотреть базу данных крупного банка. В ней есть все необходимые сведения о клиентах, об их адресах, кредитной истории, состоянии расчетных счетов, финансовых операциях и т. д. Доступ к этой базе имеется у достаточно большого количества сотрудников банка, но среди них вряд ли найдется такое лицо, которое имеет доступ ко всей базе полностью и при этом способно единолично вносить в нее произвольные изменения. Кроме данных, база содержит методы, и средства, позволяющие каждому из сотрудников оперировать только с теми данными, которые входят в его компетенцию. В результате взаимодействия данных, содержащихся в базе, с методами, доступными конкретным сотрудникам, образуется информация, которую они потребляют и на основании которой в пределах собственной компетенции производят ввод и редактирование данных.

С понятием базы данных тесно связано понятие системы управления базой данных. Это комплекс про

Учебное пособие по базам данных

Изучите основы систем управления базами данных и узнайте, почему они являются шагом вперед по сравнению с электронными таблицами, когда речь идет о хранении и извлечении данных.

Это руководство по базе данных предназначено для начинающих. Возможно, вы начинаете перерастать свои электронные таблицы? Или, может быть, вы думаете, что вам нужна база данных, но не уверены? Если это похоже на вас, читайте дальше!

Дополнительные уроки по базам данных

Я намеренно сделал приведенное выше руководство по базе данных коротким и лаконичным.Чтобы предоставить основы и не более того. Если вы уже знаете основы, ознакомьтесь со следующими руководствами.

• Учебное пособие по доступу

  Microsoft Access — это настольная система управления базами данных (СУБД). Он поставляется вместе с Microsoft Office и предназначен для частных лиц и малых предприятий.

  Перейти к учебному пособию

• Учебное пособие по MySQL

  MySQL — самая популярная в мире система управления базами данных с открытым исходным кодом.Он используется веб-сайтами, блогами, корпоративной средой и т. Д.

  Перейти к руководству по MySQL

• Учебное пособие по SQL Server

  SQL Server — это система управления базами данных предприятия от Microsoft. Это база данных клиент / сервер, которая используется во всех корпоративных средах по всему миру.

  Перейти к руководству по SQL Server

• Учебное пособие по SQL

  SQL означает язык структурированных запросов.SQL — это стандартный язык для запросов к реляционным базам данных.

  В этом руководстве рассказывается, как программно выполнять такие действия, как создание баз данных, создание таблиц, запросы данных, вставка данных, обновление, удаление и многое другое.

  Перейти к руководству по SQL

• Neo4j Учебник

  Neo4j — это система управления базами данных графа. Она классифицируется как база данных NoSQL, так как не использует реляционную модель для хранения данных.По иронии судьбы, это идеальная модель для хранения реляционных / связанных данных.

  Перейти к учебнику Neo4j

• Учебное пособие по SQLite

  SQLite — самая распределенная система управления базами данных в мире. Он используется в веб-браузерах, мобильных телефонах, планшетах, компьютерном программном обеспечении и т. Д. Скорее всего, он уже установлен в вашей системе.

  Перейти к руководству по SQLite

• MongoDB Учебник

  MongoDB — еще одна система управления базами данных NoSQL.Он использует модель документа для хранения данных. Данные хранятся в виде документов JSON / BSON. Эти документы частично структурированы и представляют гибкую схему базы данных.

  Перейти к руководству MongoDB

Графических баз данных для начинающих: основы алгоритмов поиска на графах

Хотя графовые базы данных, безусловно, набирают силу в мире технологий, теория графов и алгоритмы графов являются зрелыми и хорошо изученными областями информатики.

В частности, алгоритмы поиска по графам могут использоваться для поиска полезных шаблонов и результатов из сохраненных данных графа. Поскольку это практическое введение в базы данных графов, в этом сообщении блога будут обсуждаться основы теории графов, не углубляясь в математику.

В этой серии блогов «Графические базы данных для начинающих» мы рассказали, почему будущее за графами, почему важны отношения данных, основы моделирования данных, подводные камни моделирования данных, которых следует избегать, почему язык запросов к базе данных имеет значение, почему нам нужен NoSQL базы данных, ACID vs.BASE, обзор совокупных хранилищ, других технологий графических данных, а также сравнение собственных и неродных графов обработки и хранения.

Сегодняшнее обсуждение будет более теоретическим, в нем будут обсуждаться различные алгоритмы поиска на графах и способы их использования, включая алгоритм Дейкстры и алгоритм A *.

Поиск в глубину и в ширину

Существует два основных типа алгоритмов поиска по графу: в глубину и в ширину.

Первый перемещается от начального узла к некоторому конечному узлу перед повторением поиска по другому пути от того же начального узла до тех пор, пока на запрос не будет получен ответ.Как правило, глубина — это хороший выбор при попытке обнаружить отдельные фрагменты информации. Они также являются хорошей стратегией для общего обхода графа.

Самый классический или базовый уровень поиска в глубину — это неинформированный поиск , при котором алгоритм ищет путь, пока не достигнет конца графа, затем возвращается к начальному узлу и пробует другой путь. Напротив, работа с семантически богатыми графовыми базами данных позволяет осуществлять информированный поиск , которые проводят досрочное завершение поиска, если не обнаружены узлы с несовместимыми исходящими связями.В результате осознанный поиск также имеет меньшее время выполнения.

(Для записи, Cypher-запросы и обходы Java обычно выполняют информированный поиск.)

Алгоритмы в ширину проводят поиск, исследуя граф по одному слою за раз. Они начинаются с узлов на один уровень дальше от начального узла, за ними следуют узлы на глубине два, затем на глубине три, и так далее, пока не будет пройден весь граф.

Алгоритм Дейкстры

Цель алгоритма Дейкстры — провести поиск в ширину с более высоким уровнем анализа, чтобы найти кратчайший путь между двумя узлами в графе.Это делается следующим образом:

1. Выберите начальный и конечный узлы и добавьте начальный узел к набору решенных узлов со значением 0. Решенные узлы — это набор узлов с самым коротким известным путем от начального узла. Начальный узел имеет значение 0, потому что он находится на расстоянии 0 от себя.
2. Пройдите в ширину от начального узла к его ближайшим соседям и запишите длину пути до каждого соседнего узла.
3. Выберите кратчайший путь к одному из этих соседей и отметьте этот узел как решенный.В случае ничьей алгоритм Дейкстры выберет случайным образом.
4. Посетите ближайших соседей к набору решенных узлов и запишите длины пути от начального узла к этим новым соседям. Не посещайте соседние узлы, которые уже решены, так как мы уже знаем кратчайшие пути к ним.
5. Повторяйте шаги третий и четвертый, пока целевой узел не будет помечен как решенный.

Алгоритм Дейкстры очень эффективен, поскольку он работает только с меньшим подмножеством возможных путей через граф.После решения каждого узла известен кратчайший путь от начального узла, и все последующие пути основываются на этом знании.

Алгоритм Дейкстры часто используется для поиска кратчайших реальных путей, например, для навигации и логистики. Давайте посмотрим, как он найдет кратчайший маршрут между Сиднеем и Пертом в Австралии.

Сидней является начальным узлом и сразу же решается со значением 0, так как мы уже там.

Двигаясь вширь, мы смотрим на следующие города, расположенные на уровне от Сиднея: Брисбен, Канберра и Мельбурн.

Канберра — кратчайший путь за четыре часа, поэтому мы считаем это решенным. Мы переходим на следующий уровень, рассматривая следующие узлы из решенных узлов и выбирая кратчайшие пути. Оттуда следующий решенный узел — Брисбен в девять часов.

Мы идем дальше, выбирая между Мельбурном, Кэрнсом и Алис-Спрингс. Мельбурн — самый короткий путь в 10 часах езды от Сиднея через Канберру, поэтому он становится следующим решенным узлом.

Наши следующие варианты соседних узлов для решенных — Аделаида, Кэрнс и Алис-Спрингс.В 18 часах езды от Сиднея через Канберру и Мельбурн следующий кратчайший путь — Аделаида.

Следующие варианты — Перт (наш конечный пункт назначения), Алис-Спрингс и Кэрнс. Хотя на самом деле было бы наиболее эффективно отправиться прямо в Перт, согласно алгоритму Дейкстры, Алис-Спрингс выбран потому, что он имеет кратчайший путь (19 часов против 50 часов). Обратите внимание: поскольку это поиск в ширину, алгоритм Дейкстры должен сначала выполнить поиск по всем еще возможным путям, а не только по первому решению, на котором он встречается.По этому принципу не сразу исключен Перт как кратчайший путь.

Из Алис-Спрингс у нас есть два варианта — Дарвин и Кэрнс. Последний составляет 31 час по сравнению с 34 часами первого, поэтому Кэрнс — следующий решенный узел.

Единственный нерешенный узел, оставшийся от Кэрнса, — это Дарвин.

Из Дарвина мы делаем последний отрезок и попадаем в Перт с затратами 82 часа на этот исследуемый путь.

Теперь, когда алгоритм Дейкстры решил для всех возможных путей, он может справедливо сравнить два маршрута до Перта:

• через Аделаиду ​​за 50 часов или
• через Дарвин за 82 часа.

Соответственно, алгоритм Дейкстры выберет маршрут через Аделаиду ​​и посчитает, что Перт из Сиднея решен по кратчайшему пути в 50 часов.

В итоге мы видим, что алгоритм использует ненаправленное исследование, чтобы найти свои результаты. Иногда это заставляет нас исследовать больше графа, чем это интуитивно необходимо, поскольку алгоритм Дейкстры смотрит на каждый узел в относительной изоляции и может в конечном итоге следовать путям, которые не влияют на общий кратчайший путь.

Приведенный выше пример можно было бы улучшить, если бы поиск велся с помощью эвристики, как при поиске по первому наилучшему.Чтобы применить это в нашем собственном примере, мы могли бы предпочесть движение на запад, а не на восток, и юг, а не на север, что помогло бы избежать ненужных боковых поездок.

Алгоритм A *

Следовательно, алгоритм A * улучшает алгоритм Дейкстры, комбинируя некоторые из его элементов с элементами поиска лучшего первого. Произносимая «звездочка», буква A * основана на наблюдении, что некоторые поисковые запросы являются информативными, что помогает нам делать лучший выбор путей для прохождения через граф.Подобно алгоритму Дейкстры, A * может выполнять поиск на большой площади графа, но, как и поиск лучшего первого, A * использует эвристику для управления своим поиском.

Кроме того, в то время как алгоритм Дейкстры предпочитает искать узлы, близкие к текущей начальной точке, поиск по принципу «лучший первый» предпочитает узлы, расположенные ближе к месту назначения. A * уравновешивает два подхода, чтобы гарантировать, что на каждом уровне он выбирает узел с наименьшей общей стоимостью обхода. Как показано в примере из предыдущего раздела, алгоритм Дейкстры может пропустить лучший маршрут при попытке завершить поиск.

Для получения дополнительной информации о том, как алгоритм A * используется на практике, обратитесь к главе 7 книги Graph Databases от O’Reilly media.

Заключение

Как было показано выше, алгоритмы поиска по графу полезны при просмотре набора данных графа и предоставлении соответствующей информации. Однако у них также есть свои ограничения. Мы увидели, что существует множество разновидностей алгоритмов поиска, от более простых в ширину и в глубину до неинформированного и информированного поиска и до алгоритмов Дейкстры и A *.У каждого есть свои сильные и слабые стороны, и ни один тип не лучше другого. Учебное пособие по диаграммам

ER | Полное руководство по диаграммам отношений сущностей

Итак, вы хотите изучить диаграммы взаимоотношений сущностей? В этом руководстве по диаграмме ER будет рассказано об их использовании, истории, символах, обозначениях и о том, как использовать наше программное обеспечение для создания диаграмм ER для их рисования. Мы также добавили несколько шаблонов, чтобы вы могли быстро приступить к работе.

Что такое ER-диаграмма?

Диаграмма взаимосвязей сущностей (ERD) — это визуальное представление различных сущностей в системе и того, как они соотносятся друг с другом .Например, автор элементов, роман и потребитель могут быть описаны с помощью диаграмм ER следующим образом:

Диаграмма ER с основными объектами

Они также известны как модели ERD или ER. Нажмите на ссылки ниже, если вы хотите узнать что-то конкретное о диаграммах ER.

История диаграмм ER

Хотя моделирование данных стало необходимостью примерно в 1970-х годах, не существовало стандартного способа моделирования баз данных или бизнес-процессов. Хотя было предложено и обсуждено много решений, ни одно из них не получило широкого распространения.

Питеру Чену приписывают введение широко принятой модели ER в его статье «Модель взаимоотношений сущностей — к унифицированному представлению данных». Основное внимание было уделено сущностям и отношениям, и он также представил схематическое представление для проектирования баз данных.

Его модель была вдохновлена ​​диаграммами структуры данных, представленными Чарльзом Бахманом. Одна из первых форм ER-диаграмм, диаграммы Бахмана, названы в его честь.

Подробную историю диаграмм ER и оценку моделирования данных см. В этой статье.

Использование диаграмм ER

Для чего нужны диаграммы ER? Где они используются? Хотя их можно использовать для моделирования практически любой системы, они в основном используются в следующих областях.

ER-модели в проектировании баз данных

Они широко используются для проектирования реляционных баз данных. Сущности в схеме электронной отчетности становятся таблицами, атрибутами и преобразовывают схему базы данных. Поскольку их можно использовать для визуализации таблиц базы данных и их взаимосвязей, они также обычно используются для устранения неполадок с базами данных.

ER-диаграммы в программной инженерии

Диаграммы взаимосвязей сущностей используются в разработке программного обеспечения на этапах планирования программного проекта. Они помогают идентифицировать различные элементы системы и их отношения друг с другом. Он часто используется в качестве основы для диаграмм потоков данных или широко известных DFD.

Например, программное обеспечение инвентаризации, используемое в розничном магазине, будет иметь базу данных, которая отслеживает такие элементы, как покупки, товар, тип товара, источник товара и цена товара.Отображение этой информации через диаграмму ER будет примерно таким:

Пример диаграммы ER с сущностью, имеющей атрибуты

На схеме информация внутри овалов является атрибутами определенного объекта.

Обозначения и обозначения на схемах ER

Элементы в диаграммах ER

В ER-диаграмме есть три основных элемента: сущность, атрибут, связь. Есть еще элементы, основанные на основных элементах. Это слабая сущность, многозначный атрибут, производный атрибут, слабая связь и рекурсивная связь.Кардинальность и порядковость — это два других обозначения, которые используются в диаграммах ER для дальнейшего определения отношений.

Организация

Сущность может быть человеком, местом, событием или объектом, относящимся к данной системе. Например, школьная система может включать студентов, учителей, основные курсы, предметы, плату за обучение и другие предметы. Сущности представлены на диаграммах ER прямоугольником и названы с использованием существительных в единственном числе.

Слабая сущность

Слабый объект — это объект, который зависит от существования другого объекта.В более технических терминах его можно определить как объект, который нельзя идентифицировать по его собственным атрибутам. Он использует внешний ключ в сочетании с его атрибутами для формирования первичного ключа. Такой объект, как элемент заказа, является хорошим примером этого. Позиция заказа будет бессмысленной без заказа, поэтому это зависит от наличия заказа.

Пример слабой сущности на диаграммах ER

Атрибут

Атрибут — это свойство, признак или характеристика объекта, отношения или другого атрибута.Например, атрибут «Имя предмета инвентаризации» является атрибутом объекта «Предмет инвентаризации». У объекта может быть столько атрибутов, сколько необходимо. Между тем, атрибуты также могут иметь свои собственные специфические атрибуты. Например, атрибут «адрес покупателя» может иметь атрибуты номер, улица, город и штат. Они называются составными атрибутами. Обратите внимание, что некоторые ER верхнего уровня dia

Основы HTML — Изучите веб-разработку

HTML ( H yper t ext M arkup L anguage) — это код, который используется для структурирования веб-страницы и ее содержимого.Например, контент может быть структурирован в рамках набора абзацев, списка маркированных пунктов или с использованием изображений и таблиц данных. Как следует из названия, эта статья даст вам базовое понимание HTML и его функций.

Так что же такое HTML?

HTML не является языком программирования; это язык разметки , который определяет структуру вашего контента. HTML состоит из серии элементов , которые вы используете, чтобы заключить или обернуть различные части контента, чтобы он выглядел определенным образом или действовал определенным образом.Включающие теги могут создавать гиперссылку слова или изображения на другое место, могут выделять слова курсивом, могут увеличивать или уменьшать шрифт и т. Д. Например, возьмите следующую строку содержания:

 Моя кошка очень сварливая 

Если мы хотим, чтобы строка стояла отдельно, мы могли бы указать, что это абзац, заключив его в теги абзацев:

 
 Моя кошка очень сварливая 
 

Анатомия элемента HTML

Давайте подробнее рассмотрим этот элемент абзаца.

Основные части нашего элемента следующие:

1. Открывающий тег: Он состоит из имени элемента (в данном случае p), заключенного в открывающие и закрывающие угловые скобки . Это указывает, где элемент начинается или начинает действовать — в данном случае, где начинается абзац.
2. Закрывающий тег: Это то же самое, что и открывающий тег, за исключением того, что он включает косую черту перед именем элемента.Это указывает, где заканчивается элемент — в данном случае, где заканчивается абзац. Отсутствие закрывающего тега — одна из стандартных ошибок новичков, которая может привести к странным результатам.
3. Содержимое: Это содержимое элемента, который в данном случае представляет собой просто текст.
4. Элемент: Открывающий тег, закрывающий тег и содержимое вместе составляют элемент.

Элементы также могут иметь следующие атрибуты:

Атрибуты содержат дополнительную информацию об элементе, который вы не хотите отображать в фактическом содержании.Здесь класс — это атрибут имя , а примечание редактора — значение атрибута . Атрибут class позволяет вам дать элементу неуникальный идентификатор, который можно использовать для нацеливания на него (и любые другие элементы с тем же значением class ) с информацией о стиле и другими вещами.

Атрибут всегда должен иметь следующее:

1. Пробел между ним и именем элемента (или предыдущим атрибутом, если элемент уже имеет один или несколько атрибутов).
2. Имя атрибута, за которым следует знак равенства.
3. Значение атрибута, заключенное в открывающие и закрывающие кавычки.

Примечание : простые значения атрибутов, не содержащие пробелов ASCII (или любые символы " ' ` = < > ), могут оставаться без кавычек, но рекомендуется заключите в кавычки все значения атрибутов, так как это сделает код более последовательным и понятным.

Элементы раскроя

Вы также можете помещать элементы внутрь других элементов - это называется вложением . Если мы хотим указать, что наша кошка очень сварливая, , мы могли бы обернуть слово «очень» в элемент , что означает, что слово должно быть сильно подчеркнуто:

 
 Моя кошка  очень  сварливая. 
 

Однако вам необходимо убедиться, что ваши элементы правильно вложены.В приведенном выше примере мы сначала открыли элемент

, затем элемент ; следовательно, мы должны сначала закрыть элемент , затем элемент

. Следующее неверно:

 
 Моя кошка  очень сварливая 
  

Элементы должны открываться и закрываться правильно, чтобы они четко находились внутри или снаружи друг друга. Если они накладываются друг на друга, как показано выше, то ваш веб-браузер попытается максимально точно угадать, что вы пытались сказать, что может привести к неожиданным результатам.Так что не делай этого!

Пустые элементы

Некоторые элементы не имеют содержимого и называются пустыми элементами . Возьмите элемент , который у нас уже есть на нашей HTML-странице:

Он содержит два атрибута, но нет закрывающего тега и внутреннего содержимого. Это потому, что элемент изображения не оборачивает контент, чтобы повлиять на него. Его цель - вставить изображение на HTML-страницу в том месте, где оно появляется.

Анатомия HTML-документа

Это завершает основы отдельных элементов HTML, но сами по себе они бесполезны. Теперь посмотрим, как отдельные элементы объединяются в целую HTML-страницу. Давайте вернемся к коду, который мы поместили в наш пример index.html (который мы впервые встретили в статье Работа с файлами):

Здесь имеем:

• - doctype. Это обязательная преамбула. В глубине веков, когда HTML был молод (примерно в 1991/92), типы документа должны были действовать как ссылки на набор правил, которым должна была следовать страница HTML, чтобы считаться хорошим HTML, что могло означать автоматическую проверку ошибок и другие полезные вещи. Однако в наши дни они мало что делают и в основном просто необходимы, чтобы убедиться, что ваш документ ведет себя правильно.Это все, что вам нужно знать на данный момент.
• - элемент . Этот элемент охватывает весь контент на всей странице и иногда называется корневым элементом.
• - элемент . Этот элемент действует как контейнер для всего, что вы хотите включить на страницу HTML, что не контент, который вы показываете зрителям своей страницы. Сюда входят такие вещи, как ключевые слова и описание страницы, которые вы хотите отображать в результатах поиска, CSS для стилизации нашего контента, объявления набора символов и многое другое.
• - этот элемент устанавливает для набора символов, который должен использовать ваш документ, значение UTF-8, которое включает большинство символов из подавляющего большинства письменных языков. По сути, теперь он может обрабатывать любой текстовый контент, который вы можете добавить к нему. Нет причин не устанавливать это, и это может помочь избежать некоторых проблем в дальнейшем.
• - элемент