Анотація: У лекції розглядається загальний зміст понять бази даних (БД) та системи управління базами даних (СУБД). Даються основні поняття, що належать до бази даних, такі як алгоритм, кортеж, об'єкт, сутність. Основні вимоги до банку даних. Визначення БД та СУБД.

Мета лекції:Усвідомити різницю між базою даних та системою управління базою даних. Ознайомитись з основними вимогами, що пред'являються до банку даних та основними визначеннями, що належать до БД та СУБД.

Розглянемо загальний зміст понять бази даних (БД) та системи управління базами даних (СУБД).

З початку розвитку обчислювальної техніки утворилися два основних напрями використання її.

Перший напрямок - застосування обчислювальної техніки для виконання чисельних розрахунків, які надто довго чи взагалі неможливо проводити вручну. Становлення цього напряму сприяло інтенсифікації методів чисельного вирішення складних математичних завдань, розвитку класу мов програмування, орієнтованих зручну запис чисельних алгоритмів, становлення зворотний зв'язок із розробниками нових архітектур ЕОМ.

Другий напрямок, це використання засобів обчислювальної техніки в автоматичних або автоматизованих інформаційних системах. У найширшому сенсі інформаційна система являє собою програмний комплекс, функції якого полягають у підтримці надійного зберігання інформації в пам'яті комп'ютера, виконанні специфічних для даної програми перетворень інформації та/або обчислень, наданні користувачам зручного інтерфейсу, що легко освоюється. Зазвичай обсяги інформації, з якими доводиться мати справу з такими системами, досить великі, а сама інформація має досить складну структуру. Класичними прикладами інформаційних систем є банківські системи, системи резервування авіаційних чи залізничних квитків, місць у готелях тощо.

Насправді, другий напрямок виник трохи пізніше за перший. Це пов'язано з тим, що на зорі обчислювальної техніки комп'ютери мали обмежені можливості в частині пам'яті. Зрозуміло, що можна говорити про надійне і довготривале зберігання інформації тільки за наявності пристроїв, що зберігають інформацію після вимкнення електричного живлення. Оперативна пам'ять цією властивістю зазвичай не має. На початку використовувалися два види пристроїв зовнішньої пам'яті: магнітні стрічки та барабани. При цьому місткість магнітних стрічок була досить великою, але за своєю фізичною природою вони забезпечували послідовний доступдо даних. Магнітні барабани (вони найбільше схожі на сучасні магнітні диски з фіксованими головками) давали можливість довільного доступу до даних, але були обмеженого розміру.

Легко бачити, що зазначені обмеження дуже істотні для чисто чисельних розрахунків. Навіть якщо програма повинна обробити (або зробити) великий обсяг інформації, при програмуванні можна продумати розташування цієї інформації у зовнішній пам'яті, щоб програма працювала якнайшвидше.

З іншого боку, для інформаційних систем, у яких потреба в поточних даних визначається користувачем, наявність магнітних стрічок і барабанів незадовільно. Уявіть собі покупця квитка, який стоячи біля каси має дочекатися повного перемотування магнітної стрічки. Однією з природних вимог до таких систем є середня швидкість виконання операцій.

Саме вимоги до обчислювальної техніки з боку не чисельних додатків викликали появу знімних. магнітних дисків з рухомими головками, що було революцією історія обчислювальної техніки. Ці пристрої зовнішньої пам'ятімали значно більшу ємність, ніж магнітні барабани, забезпечували задовільну швидкість доступу до даних у режимі довільної вибірки, а можливість зміни дискового пакета на пристрої дозволяла мати практично необмежений архів даних.

З появою магнітних дисків розпочалася історія систем керування даними у зовнішній пам'яті. До цього кожна прикладна програма, якій потрібно зберігати дані в зовнішній пам'яті, сама визначала розташування кожної порції даних на магнітній стрічці або барабані і виконувала обміни між оперативною та зовнішньою пам'яттю за допомогою програмно-апаратних засобів низького рівня (машинних команд або викликів відповідних програм операційної системи) ). Такий режим роботи не дозволяє або дуже ускладнює підтримку на одному зовнішньому носії кількох архівів інформації, що довго зберігається. Крім того, кожній прикладній програмі доводилося вирішувати проблеми іменування частин даних та структуризації даних у зовнішній пам'яті.

Історичним кроком став перехід до використання систем керування файлами. З погляду прикладної програми файл – це іменована областьзовнішньої пам'яті, яку можна записувати і з якої можна зчитувати дані. Правила іменування файлів, спосіб доступу до даних, що зберігаються у файлі, і структура цих даних залежить від конкретної системи керування файламиі можливо від типу файлу. Система керування файламибере на себе розподіл зовнішньої пам'яті, відображення імен файлів у відповідні адреси зовнішньої пам'яті та забезпечення доступу до даних.

Будь-яке завдання обробки інформації та прийняття рішень може бути представлене у вигляді схеми, показаної на рис. 1.1.

Мал. 1.1.

Визначення основних термінів

Дамо визначення основних термінів. Як складові схеми виділяються інформація (вхідна і вихідна) і правила її перетворення.

Правила можуть бути у вигляді алгоритмів, процедур та евристичних послідовностей.

Алгоритм	- Послідовність правил переходу від вихідних даних до результату. Правила можуть виконуватись комп'ютером або людиною.
Дані	- Сукупність об'єктивних відомостей.
Інформація	- відомості, невідомі раніше одержувачу інформації, що поповнюють його знання, що підтверджують чи спростовують положення та відповідні переконання. Інформація має суб'єктивний характер і визначається рівнем знань суб'єкта та ступенем його сприйняття. Інформація витягується суб'єктом із відповідних даних.
Знання	- Сукупність фактів, закономірностей та евристичних правил, за допомогою яких вирішується поставлене завдання.

Послідовність операцій обробки даних називають інформаційною технологією (ІТ). З огляду на значну кількість інформації у сучасних завданнях вона має бути впорядкована. Існує два підходи до впорядкування.

1. Дані пов'язані з конкретним завданням (технологія масивів) - впорядкування використання. Разом про те алгоритми рухливіші (можуть частіше змінюватися), ніж дані. Це викликає необхідність переупорядкування даних, які можуть повторюватися в різних завданнях.
2. У зв'язку з цим запропоновано іншу, широко використовувану технологію баз даних, що є впорядкуванням із зберігання.

Під базою даних (БД)розуміють сукупність даних, що зберігаються разом, за наявності такої мінімальної надмірності, яка допускає їх використання оптимальним чином для одного або декількох додатків. Метою створення баз даних, як різновиду інформаційної технології та форми зберігання даних, є побудова системи даних, що не залежать від прийнятих алгоритмів (програмного забезпечення), застосовуваних технічних засобів та фізичного розташування даних в ЕОМ; що забезпечують несуперечливу та цілісну інформацію при нерегламентованих запитах. БД передбачає багатоцільове її використання (кілька користувачів, безліч форм документів та запитів одного користувача).

База знань (БЗ)є сукупність БД і використовуваних правил, отриманих від осіб, які приймають рішення (ЛПР).

Поряд із поняттям "база даних" існує термін "банк даних", який має два трактування.

1. В даний час дані обробляються децентралізовано(На робочих місцях) за допомогою персональних комп'ютерів (ПК). Спочатку ж використовувалася централізована обробка великих ЕОМ. З огляду на централізації базу даних називали банком даних і тому часто роблять різниці між базами і банками даних.
2. Банк даних- база даних та система управління нею (СУБД). СУБД (наприклад, FoxPro) є додатком для створення баз данихяк сукупності двовимірних таблиць.

Банк даних (БнД)	- це система спеціально організованих даних, програмних, мовних, організаційних та технічних засобів, призначених для централізованого накопичення та колективного багатоцільового використання даних.
Бази даних (БД)	- це іменована сукупність даних, що відображає стан об'єктів та їх відношення у предметній галузі, що розглядається. Характерною рисою баз даних є сталість: дані постійно накопичуються та використовуються; склад і структура даних, необхідні вирішення тих чи інших прикладних завдань, зазвичай постійні та стабільні у часі; окремі або навіть усі елементи даних можуть змінюватися – але і це є прояви сталості – постійна актуальність.
Система управління базами даних (СУБД)	- це сукупність мовних та програмних засобів, призначених для створення, ведення та спільного використання БД багатьма користувачами.

Іноді у складі банку даних виділяють архіви. Підставою цього є особливий режим використання даних, коли лише частина даних перебуває під оперативним управлінням СУБД. Решта даних зазвичай розташовуються на носіях, оперативно не керованих СУБД. Одні й самі дані у різні моменти часу можуть входити як і бази даних, і у архіви. Банки даних можуть мати архівів, але якщо вони є, то до складу банку даних може входити і система управління архівами.

Ефективне керуванняЗовнішньої пам'яттю є основною функцією СУБД. Ці зазвичай спеціалізовані засоби настільки важливі з точки зору ефективності, що за їх відсутності система просто не зможе виконувати деякі завдання вже через те, що їх виконання займатиме занадто багато часу. При цьому жодна з таких спеціалізованих функцій не є видимою для користувача. Вони забезпечують незалежність між логічним та фізичним рівнями системи: прикладний програміст не повинен писати програми індексування, розподіляти пам'ять на диску тощо.

Основні вимоги до банків даних

Розвиток теорії та практики створення інформаційних систем, заснованих на концепції баз даних, створення уніфікованих методів і засобів організації та пошуку даних дозволяють зберігати та обробляти інформацію про все більш складні об'єкти та їх взаємозв'язки, забезпечуючи багатоаспектні інформаційні потреби різних користувачів. Основні вимоги до банків даних можна сформулювати так:

• Багаторазове використання даних:користувачі повинні мати можливість використовувати дані по-різному.
• Простота:користувачі повинні мати можливість легко дізнатися та зрозуміти, які дані є в їхньому розпорядженні.
• Легкість використання:користувачі повинні мати можливість здійснювати (процедурно) простий доступ до даних, при цьому всі складності доступу до даних повинні бути приховані в системі управління базами даних.
• Гнучкість використання:звернення до даних або їх пошук повинні здійснюватись за допомогою різних методів доступу.
• Швидка обробка запитів на дані:запити на дані повинні оброблятися за допомогою високорівневої мови запитів, а не лише прикладних програм, написаних з метою обробки конкретних запитів.
• Мова взаємодіїкінцевих користувачів із системою повинен забезпечувати кінцевим користувачам можливість отримання даних без використання прикладних програм.

База даних - це основа для майбутнього нарощування прикладних програм: бази даних повинні забезпечувати можливість швидкої та дешевої розробки нових програм.

• Збереження витрат розумової праці:існуючі програми та логічні структуриданих не повинні перероблятися під час внесення змін до бази даних.
• Наявність інтерфейсу прикладного програмування:прикладні програми повинні мати можливість легко та ефективно виконувати запити на дані; програми повинні бути ізольованими від розташування файлів та способів адресаціїданих.
• Розподілена обробка даних:система повинна функціонувати в умовах обчислювальних мереж та забезпечувати ефективний доступ користувачів до будь-яких даних розподіленої БД, розміщених у будь-якій точці мережі.
• Адаптивність та розширюваність:база даних повинна бути настроюваною, причому налаштування не повинна викликати перезапис прикладних програм. Крім того, набір зумовлених типів даних, що поставляється з СУБД, повинен бути розширюваним - у системі повинні бути засоби для визначення нових типів і не повинно бути відмінностей у використанні системних і визначених користувачем типів.
• Контроль цілісності даних:система повинна здійснювати контроль помилок у даних та виконувати перевірку взаємної логічної відповідності даних.
• Відновлення даних після збоїв:автоматичне відновлення без втрати даних транзакції. У разі апаратних або програмних збоїв, система повинна повертатися до деякого узгодженого стану даних.
• Допоміжні засобиповинні дозволяти розробнику або
• Лінгвістичні засоби;
• Програмні засоби;
• Технічні засоби;
• Організаційно-адміністративні підсистеми та нормативно-методичне забезпечення.

Організаційно-методичні засоби- це сукупність інструкцій, методичних та регламентуючих матеріалів, описів структури та процедури роботи користувача з СУБД та БД.

Користувачі БД та СУБД

Користувачів (СУБД) можна розділити на дві основні категорії: кінцеві користувачі; адміністратори баз даних.

Особливо слід поговорити про адміністратора бази даних (АБД). Природно, що база даних будується кінцевого користувача (КП). Однак спочатку передбачалося, що КП не зможуть працювати без спеціаліста-програміста, якого назвали адміністратором бази даних. З появою СУБД вони взяли він значну частину функцій АБД, особливо БД з невеликим обсягом даних. Однак для великих централізованих та розподілених баз даних потреба в АБД збереглася. У широкому плані під АБД розуміють системних аналітиків, проектувальників структур даних та інформаційного забезпечення, проектувальників технології процесів обробки, системних та прикладних програмістів, операторів, фахівців у предметній галузі та з технічного обслуговування. Іншими словами, у великих базах даних можуть бути колективи фахівців. До обов'язків АБД входить:

1. аналіз предметної галузі, статусу інформації та користувачів;
2. проектування структури та модифікація даних;
3. завдання та забезпечення цілісності;
4. захист даних;
5. забезпечення відновлення БД;
6. збір та статистична обробка звернень до БД; аналіз ефективності функціонування БД;
7. робота з користувачем.

Короткі підсумки

Бази даних (БД) - це іменована сукупність даних, що відображає стан об'єктів та їх відносини у предметній галузі, що розглядається.

Система управління базами даних (СУБД) - це сукупність мовних та програмних засобів, призначених для створення, ведення та спільного використання БД багатьма користувачами.

Основні вимоги до банків даних: багаторазове використання даних, простота, легкість використання, гнучкість використання, швидка обробка запитів на дані, мова взаємодії.

Користувачів можна розділити на дві основні категорії: кінцеві користувачі; адміністратори баз даних.

Запитання для самоперевірки

• Дайте визначення бази даних.
• Дайте визначення банку даних.
• Назвіть два трактування банку даних.
• Що таке система керування базою даних?
• Основні вимоги до банку даних.
• Що таке дані, інформація, знання?
• Користувачі СУБД та БД?
• Основні функції адміністратора БД.
• Що забезпечує можливість швидкої та дешевої розробки нових програм?

База даних- Це організована структура, призначена для зберігання інформації. У сучасних базах даних зберігаються як дані, а й інформація.

Це визначення легко пояснити, якщо, наприклад, розглянути базу великого банку. У ній є всі необхідні відомості про клієнтів, їх адреси, кредитні історії, стан розрахункових рахунків, фінансові операції тощо. Доступ до цієї бази даних має досить велика кількість співробітників банку, але серед них навряд чи знайдеться така особа, яка має доступ до всієї бази повністю і при цьому здатна одноосібно вносити до неї довільні зміни. Крім даних, база містить методи та засоби, що дозволяють кожному із співробітників оперувати лише з тими даними, що входять до його компетенції. Через війну взаємодії даних, які у основі, з методами, доступними конкретним співробітникам, утворюється інформація, що вони споживають і основі якої у межах своєї компетенції проводять введення і редагування даних.

З поняттям бази тісно пов'язане поняття системи управління базою даних. Це комплекс програмних засобів, призначених для створення структури нової бази, заповнення її вмістом, редагування вмісту та візуалізації інформації. Під візуалізацією інформації бази розуміється відбір даних, що відображаються відповідно до заданого критерію, їх впорядкування, оформлення і подальша видача на пристрої виведення або передачі по каналах зв'язку.

У світі є безліч систем управління базами даних. Незважаючи на те, що вони можуть по-різному працювати з різними об'єктами і надають користувачеві різні функції та засоби, більшість СУБД спираються на єдиний комплекс основних понять. Це дає можливість розглянути одну систему та узагальнити її поняття, прийоми та методи на весь клас СУБД. Як навчальний об'єкт можна взяти СУБД Microsoft Access, що входить у пакет Microsoft Office.

Склад СУБД

Мова опису даних (ЯОД) – засоби опису даних у БД та зв'язків між ними. Засобами цієї мови описується структура БД, формати записів, паролі, що захищають дані.

Мова маніпулювання даними (ЯМД) - мова для виконання операцій над даними, що дозволяє змінювати їхню будову.

p align="justify"> Для різних СУБД реалізація цих рівнів мов може бути різною. В одних випадках ЯОД і ЯМД вимагає складання користувачем програми повністю "вручну", в інших (що відображає сучасну тенденцію) в СУБД є засоби візуальної (зримої, наочної) розробки програм. Для цього в сучасних СУБД є редактори екранних форм, звітів. "Цегла" (інструментами) таких редакторів є поля різних видів (поля введення, поля виведення, обчислювані поля), процедури обробки різних типів (форми введення, таблиці, звіти, запити). На підставі створених користувачем об'єктів програми – генератори формують програмний код мовою конкретної машини або проміжною мовою.

Структура найпростішої бази даних

Якщо навіть у базі немає жодних даних (порожня база), це все одно повноцінна база даних. Цей факт має методичне значення. Хоча даних у базі немає, але інформація у ній таки є – це структура бази, що визначає методи занесення даних та зберігання їх у базі. Найпростіший «некомп'ютерний» варіант бази даних – діловий щоденник, у якому кожному календарному дню виділено сторінку. Навіть якщо в ньому не записано жодного рядка, він не перестає бути щоденником, оскільки має структуру, що чітко відрізняє його від записників, робочих зошитів та іншої паперової продукції.

Бази даних можуть містити різноманітні об'єкти. Основними об'єктами будь-якої бази даних є її таблиці. Найпростіша база даних має хоча б одну таблицю. Відповідно, структура найпростішої бази даних тотожно дорівнює структурі її таблиці.

Структуру двовимірної таблиці утворюють стовпці та рядки. Їх аналогами у найпростішій базі даних є поля та записи. Якщо записів у таблиці поки що немає, отже, її структура утворена лише набором полів. Змінивши склад полів базової таблиці (або їх властивості), ми змінюємо структуру бази даних і, відповідно, отримуємо нову базу даних.

Властивості полів бази даних

Поля бази даних непросто визначають структуру бази – вони визначають групові властивості даних, записуваних в осередки, що належать кожному з полів. Нижче наведено основні властивості полів таблиць баз даних на прикладі СУБД Microsoft Access.

Ім'я поля - визначає, як слід звертатися до даних цього поля при автоматичних операціях з базою (за замовчуванням імена полів використовуються як заголовки стовпців таблиць).

Тип поля – визначає тип даних, які можуть бути у цьому полі.

Розмір поля – визначає граничну довжину (у символах) даних, які можуть бути розміщені в даному полі.

Формат поля – визначає спосіб форматування даних у осередках, що належать полю.

Маска введення – визначає форму, у якій вводяться дані у полі (засіб автоматизації введення даних).

Підпис – визначає заголовок стовпця таблиці для даного поля (якщо підпис не вказано, як заголовок стовпця використовується властивість Ім'я поля).

Значення за промовчанням – це значення, яке вводиться в комірки поля автоматично (засіб автоматизації введення даних).

Умова значення – обмеження, яке використовується для перевірки правильності введення даних (засіб автоматизації введення, яке використовується, як правило, для даних, що мають числовий тип, грошовий тип або тип дати).

Повідомлення про помилку – текстове повідомлення, яке автоматично видається під час спроби введення в поле помилкових даних.

Обов'язкове поле – властивість, що б обов'язковість заповнення даного поля при наповненні бази.

Порожні рядки – властивість, що дозволяє введення порожніх рядкових даних (від властивості Обов'язкове поле відрізняється тим, що стосується не всіх типів даних, а лише деяких, наприклад текстових).

Індексоване поле - якщо поле має цю властивість, то всі операції, пов'язані з пошуком або сортуванням записів за значенням, що зберігається в даному полі, істотно прискорюються. Крім того, для індексованих полів можна зробити так, що значення записів будуть перевірятися по цьому полю на наявність повторів, що дозволяє автоматично виключити дублювання даних.

Оскільки в різних полях можуть бути дані різного типу, то і властивості у полів можуть відрізнятися в залежності від типу даних. Так, наприклад, список вищезгаданих властивостей полів відноситься в основному до полів текстового типу. Поля інших типів можуть мати або мати ці властивості, але можуть додавати до них і свої. Наприклад, для даних, що становлять дійсні числа, важливою властивістю є кількість знаків після десяткової коми. З іншого боку, для полів, що використовуються для зберігання малюнків, звукозаписів, відео кліпів та інших об'єктів OLE, більшість вищезгаданих властивостей не мають сенсу.

Типи даних

Таблиці баз даних, як правило, допускають роботу із значно більшою кількістю різних типів даних. Так, наприклад, бази даних Microsoft Access працюють із наступними типами даних.

Текстовий – тип даних, який використовується для зберігання звичайного неформатованого тексту обмеженого розміру (до 255 символів).

Числовий – тип даних для збереження дійсних чисел.

Поле Мемо – спеціальний тип даних для зберігання великих обсягів тексту (до 65535 символів). Фізично текст не зберігається у полі. Він зберігатиметься в іншому місці бази даних, а в полі зберігатиметься вказівник на нього, але для користувача такий поділ помітно не завжди.

Дата/час – тип даних для зберігання календарних дат та поточного часу.

Грошовий - тип даних зберігання грошових сум. Теоретично, для їх запису можна було б користуватися і полями числового типу, але для грошових сум є деякі особливості (наприклад, пов'язані з правилами округлення), які роблять зручнішим використання спеціального типу даних, а не налаштування числового типу.

Лічильник – спеціальний тип даних для унікальних (не повторюваних у полі) натуральних чисел з автоматичним нарощуванням. Природне використання служить порядкової нумерації записів.

Логічний - тип зберігання логічних даних (можуть приймати лише два значення, наприклад Так чи Ні).

Майстер підстановок – це спеціальний тип даних. Це об'єкт, налаштуванням якого можна автоматизувати введення даних у поле так, щоб не вводити їх вручну, а вибирати їх зі списку, що розкривається.

Безпека баз даних

Бази даних – це теж файли, але з ними відрізняється від роботи з файлами інших типів, створюваних іншими додатками. Вище ми бачили, що всю роботу з обслуговування файлової структури перебирає операційна система. Для бази даних пред'являються особливі вимоги з погляду безпеки, у тому реалізований інший підхід до збереження даних.

Бази даних – це спеціальні структури. Інформація, що міститься в них, дуже часто має суспільну цінність. Нерідко з тією ж базою працюють тисячі людей по всій країні. Від інформації, яка міститься в деяких базах, може залежати добробут багатьох людей. Тому цілісність вмісту бази неспроможна і має залежати ні від конкретних дій якогось користувача, який забув зберегти файли перед вимкненням комп'ютера, ні від перебоїв в електромережі.

Проблема безпеки баз даних вирішується, що у СУБД для збереження інформації використовується подвійний підхід. У частині операцій, як завжди, бере участь операційна система комп'ютера, але деякі операції збереження відбуваються в обхід операційної системи.

Режими роботи з базами даних

Зазвичай із базами даних працюю дві категорії користувачів. Перша категорія – проектувальники. Їх завдання полягає у розробці структури таблиць бази даних та узгодження її із замовником. Окрім таблиць проектувальники розробляють й інші об'єкти бази даних, призначені, з одного боку, для автоматизації роботи з базою, а з іншого – для обмеження функціональних можливостей роботи з базою (якщо це необхідно з міркувань безпеки). Проектувальники не наповнюють базу конкретними даними (замовник може вважати їх конфіденційними та не надавати стороннім особам). Виняток становить експериментальне наповнення модельними даними на етапі налагодження об'єктів бази.

Друга категорія виконавців, які працюють із базами даних, - користувачі. Вони отримують вихідну базу даних від проектувальників та займаються її наповненням та обслуговуванням. У загальному випадку користувачі не мають засобів доступу до управління структурою бази – тільки до даних, та й не до всіх, а до тих, робота з якими передбачена на конкретному робочому місці.

Відповідно СУБД має два режими роботи: проектувальний та користувальницький. Перший режим призначений для створення або зміни структури бази та створення її об'єктів. У другому режимі відбувається використання раніше підготовлених об'єктів наповнення бази чи отримання даних із неї.

Об'єкти бази даних

Таблиці

Таблиці - це основні об'єкти будь-якої бази даних. По-перше, у яких зберігаються всі дані, наявні у основі, а по-друге, таблиці зберігають і структуру бази (поля, їх типи й якості).

Запити

Ці об'єкти служать для отримання даних з таблиць і надання їх користувачеві в зручному вигляді. За допомогою запитів виконують такі операції як відбір даних, їх сортування та фільтрацію, а також можна перетворювати дані за заданим алгоритмом, створювати нові таблиці, виконувати автоматичне наповнення таблиць даними, імпортованими з інших джерел і найпростіші обчислення в таблицях та багато іншого.

Форми

Якщо запити – це спеціальні засоби для відбору та аналізу даних, то форми – це засоби для введення даних. Сенс їх той самий – надати користувачеві кошти заповнення лише тих полів, які йому належить заповнювати. Одночасно з цим у формі можна розмістити спеціальні елементи управління (лічильники, списки, перемикачі, прапорці та інше), що розкриваються, для автоматизації введення. Переваги форм розкриваються особливо наочно, коли відбувається введення даних із заповнених бланків. В цьому випадку форму створюють за допомогою графічних засобів так, щоб вона повторювала оформлення бланка – це помітно спрощує роботу набирача, знижує його втому та запобігає появі друкованих помилок.

Звіти

За своїми властивостями та структурою звіти багато в чому схожі на форми, але призначені лише для виведення даних, причому для виведення не на екран, а на принтер. У зв'язку з цим звіти відрізняються тим, що в них вжиті спеціальні заходи для групування даних, що виводяться, і для виведення спеціальних елементів оформлення, характерних для друкованих документів.

Сторінки

Це спеціальні об'єкти баз даних, які реалізовані в останній версії СУБД Microsoft Access (Access 2000). Щоправда, коректніше їх називають сторінками доступу до даних. Фізично це особливий об'єкт, виконаний у коді HTML, що розміщується на Web-сторінці і передається клієнту разом із нею. Сам собою цей об'єкт не є базою даних, але містить компоненти, через які здійснюється зв'язок переданої Web-сторінки з базою даних, що залишається на сервері. Користуючись цими компонентами, відвідувач веб-сайту може переглядати записи бази в полях сторінки доступу. Таким чином, сторінки доступу до даних здійснюють інтерфейс між клієнтом, сервером та базою даних, розміщеною на сервері. Ця база даних не обов'язково має бути базою даних Microsoft Access. Сторінки доступу, створені засобами Microsoft Access, дозволяють працювати з базами даних Microsoft SQL Server.

Макроси та модулі

Ці категорії об'єктів призначені як автоматизації повторюваних операцій під час роботи з СУБД, так створення нових функцій шляхом програмування. У СУБД Microsoft Access макроси складаються із послідовності внутрішніх команд СУБД і є одним із засобів автоматизації роботи з базою. Модулі створюються засобами зовнішньої мови програмування, у разі мови Visual Basic for Applications. Це один із засобів, за допомогою яких розробник бази може закласти у неї нестандартні функціональні можливості, задовольнити специфічні вимоги замовника, підвищити швидкодію системи управління, а також рівень її захищеності.

Головна > Реферат

Міністерство освіти Республіки Білорусь

Білоруський державний університет

Реферат на тему:

«СУБД Access. Основні поняття. Таблиці. Запити. Форми. Звіти. Створення бази даних»

Виконала студентка І курсу групи «Економіка» Пантюхіна Любов Володимирівна Керівник:Кожич Павло Павлович Microsoft Access. Основні поняття. 5 Зв'язки між таблицями. 7 Створення бази даних 10 Список використаної літератури 20

Вступ

Автоматизовані банки даних вже давно стали невід'ємною частиною практично всіх комп'ютерних систем управління на будь-якому рівні – від галузі до окремого підприємства. Однак проектування і створення бази даних (БД) досі залишається процесом, який швидше схожий на мистецтво, ніж науці. За минулі роки незмірно зріс рівень споживчих якостей систем управління базами даних (СУБД): різноманітність підтримуваних функцій, зручний для користувача інтерфейс, поєднання з програмними продуктами, можливість для роботи в мережі та ін Але зміни майже не торкнулися того, що раніше називалося логічними структурами бази даних. Це форми, в яких користувач представляє та зберігає свою інформацію. Адже саме від них у великій мірі залежить зручність роботи користувача з базою даних: формулювання запиту, простота пошуку даних, форма видачі підсумкової інформації та інші операції. Наразі накопичений значний досвід проектування банків даних. Це дозволяє зробити процес створення БД значно формалізованішим. Отже, йдеться про інформацію, яка формується і накопичується в комп'ютерних банках даних. У реальних умовах це поняття вживається у двох різних значеннях:

Інформація, що зберігалася на паперових носіях і зведена до нового електронного банку даних Банк даних, який був створений раніше і використовується досі

Поступово ця різниця стирається. І це відбувається за допомогою використання БД (одним з найбільш універсальних БД є Microsoft Access, про який і далі йтиметься) шляхом реорганізації старих баз даних у нові та створення нових баз даних на основі невикористаної інформації.

Microsoft Access. Основні поняття.

Доктор Е. Ф. Кодд, службовець корпорації IBA, в 1970 році опублікував у червневому випуску журналу асоціації з обчислювальної техніки (Association for Computing Machinery) статтю під назвою "A Relational Model of Data for Large Shared Databanks" (Реляційна модель організації даних для великих, спільно використовуваних банків даних»). Спеціальність доктора Кодда був розділ математики, званий теорією множин, у якому визначено поняття стосунків. Сам лікар визначив відношення як набір кортежів (записів або рядків), що має атрибути (поля або стовпці). Один із атрибутів повинен містити унікальне значення, яке б дозволило впізнати кожен кортеж. Звичайним терміном для відношення є таблиця, яку будь-який користувач може легко уявити як електронну таблицю. СУБД (Система управління базою даних) є універсальним програмним інструментом створення та обслуговування баз даних та додатків користування в різних предметних областях. СУБД забезпечує багатоаспектний доступ до даних та використання одних і тих же даних різними завданнями та додатками користувачів. СУБД підтримуються різні моделі даних. Модель даних - Це метод (принцип) логічної організації даних, що використовуються СУБД. Найбільш відомими є ієрархічна, мережева та реляційна моделі. У СУБД для персональних комп'ютерів підтримується переважно реляційна модель , яку відрізняє простота та однаковість уявлення даних найпростішими двовимірними таблицями. Реляційна модель забезпечує можливість використання різних СУБД операцій обробки даних, мають єдину основу – алгебру відносин (реляційну алгебру), та універсальної мови структурування запитів – SQL (Structured Query Language). Основною логічною структурною одиницею маніпулювання даними є рядок таблиці - запис. Структура запису визначається складом полів, що входять до неї. Сукупність полів запису відповідають логічно пов'язаним реквізитам, що характеризує певну сутність предметної області. Типовими функціями СУБД з маніпулювання даними є вибірка, додавання, видалення, зміна даних. Вибірка даних – вибірка записів із взаємозалежних таблиць відповідно до заданих умов. Додавання та видалення даних – додавання нових даних або видалення наявних. Зміна даних – модифікація значень даних у полях наявних записів. Дані з однієї або кількох взаємопов'язаних таблиць можуть оброблятися. В операціях обробки відносяться розрахунки в межах кожного запису, угруповання записів, обробка за допомогою статистичних функцій. СУБД Microsoft Access є системою управління реляційною базою даних, що включає всі необхідні інструментальні засоби для створення локальної бази даних. Засоби графічного конструювання дозволяють користувачеві створювати об'єкти бази даних та об'єкти програм за допомогою численних графічних елементів, не вдаючись до програмування. Діалогові засоби представлені різноманітними майстрами, які в режимі ведення діалогу з користувачем дозволяють створювати об'єкти та виконувати різноманітні функції з реорганізації та перетворення бази даних. Серед численних засобів графічного конструювання та діалогових засобів Microsoft Access слід виділити засоби для створення:

Таблиць та схем бази даних Запитів вибірки, що відбирають та об'єднують дані кількох таблиць в одну віртуальну таблицю, яка може використовуватися в багатьох завданнях програми Запитів на зміну даних бази Екранних форм , призначених для введення, перегляду та обробки даних у діалоговому режимі Звітів , призначених для перегляду та виведення на друк даних з бази даних та результатів їх обробки у зручному для користувача вигляді Сторінок доступу до даних, що забезпечують роботу з базами даних в Інтернеті та локальній мережі

Бази даних є організованою на машинному носії сукупністю взаємозалежних даних, і містить відомості про різні сутності однієї предметної області.

Таблиці

Реляційна база даних є безліч взаємопов'язаних двовимірних таблиць. Сукупність реляційних таблиць, між якими встановлений зв'язок, утворюють логічну структуру реляційної бази даних. У таблицях реляційної бази даних має зберігатися всі дані, необхідні вирішення завдань предметної області, причому кожен елемент даних повинен зберігатися у базі лише одному примірнику. Тому таблиці є основою бази даних. Таблиці містять опис реальних об'єктів. Для створення таблиць відповідних реляційної моделі даних використовується процес, званий нормалізацією даних. Нормалізація - Це видалення з таблиці даних, що повторюються, шляхом їх перенесення в нові таблиці. Структура реляційної таблиці визначається складом полів. Кожне поле визначає певну характеристику сутності. Таблиці складаються з рядків і стовпців . Вміст поля вказується в стовпці таблиці, в яких зберігаються властивості об'єктів, які відображені у таблиці. Стовпець містить записи одного типу. Зміст таблиці полягає у її рядках, однотипних структурою. Кожен рядок містить дані про конкретний екземпляр сутності і називається записом. Для таблиць зазвичай використовується режим таблиці, призначений для введення даних, і режим конструктора, що дозволяє переглянути та модифікувати структуру таблиці. Перехід від одного режиму до іншого здійснюється клацанням на кнопці Перегляд (View).Після того, як вибрано набір таблиць, необхідний для створення бази даних, визначено поля таблиць, слід вибрати унікальні поля. Унікальні поля – це поля, у яких значення що неспроможні повторюватися. Поле, за значенням якого можна ідентифікувати запис у таблиці, називається первинним ключем . Як первинний ключ може виступати порядковий номер запису, артикул товару і т.д. Якщо первинний ключ не буде обраний, Access проінформує про це і запропонує вказати ключове поле, відмовлятися від цієї пропозиції не варто, тому що у разі зв'язування таблиць у будь-якому випадку доведеться вирішити це завдання та встановити первинний ключ.

Зв'язки між таблицями.

У нормалізованій реляційній базі даних зв'язок двох таблиць характеризується відносинами записів типу один до одного , одним-багатьом , багато хто до багатьох . Ставлення один до одного передбачає, що кожному запису однієї таблиці відповідає один запис до іншого. Ставлення одним-багатьом передбачає, що кожному запису першої таблиці відповідає багато записів іншої таблиці, але кожному запису другої таблиці відповідає лише один запис у першій. Відповідно, зв'язок багато хто до багатьох - Це зв'язок багатьох записів однієї таблиці до багатьох записів інший. Для двох таблиць, що знаходяться у відношенні один-до-багатьом, встановлюється зв'язок за унікальним ключем таблиці, що представляє щодо сторону «один», - головної таблиці у зв'язку. У другій таблиці, що представляє щодо сторону «багато» і званої підлеглої, цей ключ зв'язку може бути частиною унікального ключа, або не входити до складу ключа. У підпорядкованій таблиці ключ зв'язку називається ще зовнішнім ключем .

Форми

Форми є найзручнішим засобом відображення даних у таблиці. Перевага форми для введення даних полягає у простоті та наочності. Ще однією перевагою форми є те, що у формах на екран виводиться вся інформація, у той час як у запитах і таблицях частина інформації може виходити за межі екрана. За допомогою форми, зокрема за допомогою фільтра, можна відображати лише ті поля, які містять потрібну інформацію. Форми можна конструювати, тобто. змінювати їх зовнішній вигляд. Форма, по суті, є вікном, куди можна помістити елементи управління, призначені для введення та відображення даних. Форма складається з головної форми, що базується на певній таблиці. Крім цього, форма може містити підлеглі форми, пов'язані з іншими таблицями. Основними елементами форми є написи, в яких вказується текст, що безпосередньо відображається у формі, і поля, що містять значення полів таблиці. Стрічкова форма містить кілька записів, що виглядає більш привабливо, ніж табличного вигляду. Автоформа у стовпець відображає лише один запис, для переходу до іншого запису використовується панель навігації, розташованої в нижній частині форми. Якщо створюється форма, призначена для введення чи редагування записів, найбільш відповідним типом є автоформа в стовпець, якщо форма використовується перегляду інформації багатьма користувачами, краще використовувати табличний чи стрічковий вигляд, т.к. вони виглядають привабливіше. Такі автоформи, як зведена таблиця і зведена діаграма , Забезпечують розширені можливості подання даних, проте при їх створенні необхідно додатково виконати ряд операцій.

Запити

Запити використовуються для вибірки бази даних інформації, необхідної для користувача. Під вибіркою будемо розуміти динамічну таблицю із записами даних, які задовольняють відповідним умовам. Запити забезпечують швидкий та ефективний доступ до даних, що зберігаються у таблиці. Завдяки запитам можна не тільки виконати сортування або обчислити вираз, але й звести дані зі зв'язаних таблиць. Запити не зберігаються базою даних, інформація зберігатиметься лише в таблицях. Але отримана результаті запиту таблиця може використовуватися як джерело даних у формах звітах та інших запитах. Можна ввести поправки до запиту, які відобразяться у відповідній таблиці. У таблиці дані завжди відсортовані за первинним ключем. Щоб виконати сортування за іншими критеріями, використовуються запити. Як правило, при складанні таблиць потрібно намагатися не нагромаджувати їх даними. Створення поля, що обчислюється здійснюється шляхом простого введення виразів для обчислення в порожньому стовпці бланка запиту. У квадратні дужки полягають лише імена полів. В результаті запиту, в таблиці є поле, в якому знаходиться результат обчислення. Запити можна розділити на кілька типів: за результатами їх дій , особливостям їх виконання , за способом формування . Найчастіше використовуються стандартні запити вибору , що використовуються для того, щоб відібрати і подати у вигляді таблиці дані, що цікавлять користувача. Нарду зі стандартними запитами вибору можна виділити запити виконання дій , які використовуються для створення нових таблиць бази даних. Найбільш часто зустрічаються запити є запити з підсумками, з параметром і на обчислення. Запит із параметром є запитом на вибірку, який відображає діалогове вікно, призначене для введення параметрів запиту. Для створення такого запиту у рядку Умова відборуу квадратних дужках зазначається необхідний параметр. Запит із підсумками – це запит на вибірку, який призначений не для відображення вмісту записів, а для виконання підсумкових обчислень над даними, що зберігаються в них.

Звіти

Звіти дозволяють подати дані у необхідному вигляді. Засоби Microsoft Access з розробки звітів призначені для конструювання макета звітів, відповідно до якого може бути здійснено виведення даних у вигляді друкованого документа. Звіти дуже схожі на форми. При роботі над звітом можна використовувати ті ж області, що і при створенні таблиць. Microsoft Access виводить верхній колонтитул угорі сторінки, те саме відбувається і з нижнім колонтитулом. Заголовок друкується один раз на початку, а примітка – наприкінці. Користувач може визначити кілька полів, по яких проводиться угруповання даних. Більшість звітів за своїм зовнішнім виглядом відносяться до стрічковим або звітам у стовпець . Звіт у стовпець вводить дані кожного поля в окремому рядку, внаслідок чого вони організовуються в один стовпець. Такий варіант широко використовується для виведення звіту в надрукованому вигляді.

Створення бази даних

Для того, щоб створити базу даних за допомогою Microsoft Access, необхідно продумати її структуру, визначитися з кількістю та складом таблиць, що входять до бази, створити необхідні форми, запити та відповідні звіти. Для наочного прикладу розгляни, як віртуальна фірма "Глобал програмс" створює свою базу даних. Після відкриття програми Microsoft Access вибираємо відповідну вкладку, що пропонує нам створити нову базу даних. (Зберігаємо створену базу даних, присвоюючи їй унікальне ім'я, у нашому випадку – "Глобал програмс" ).

Нам необхідно створити низку таблиць: Співробітники, Товари, Послуги, Контакти. У вікні вибиває вкладиш "Таблиці"«Створення таблиць у режимі конструктора» Заповнюємо відповідні поля, присвоюємо їм тип (у разі всі поля отримали Текстовий тип, крім поля «Порядковий Номер», який має тип Лічильник, який дозволить призначити кожному запису свій номер). Вибираємо ключове поле («Порядковий Номер», тому що воно має тип Лічильник)

Заповнюємо таблицю у парадному режимі

Подібним чином створюємо всі необхідні таблиці

Після створення відповідних таблиць приступаємо до створення форм, які безумовно спростять додавання, зміну та перегляд даних, а також допоможуть менш досвідченим співробітникам упоратися з наявною базою даних.

У відкритому вікні вибираємо вкладку «Форми»Необхідні форми створюватимемо за допомогою майстра форм

для цього виберемо таблиці, для яких нам необхідні форми (припустимо, це таблиці «Співробітники» та «Товари»)

за допомогою значка >/>> вибираємо поля, які будуть використовуватися у формі на наступному етапі вибираємо вид форми, стиль оформлення, задаємо ім'я форми та виводимо готову форму

Те ж саме проробляємо для форм, що залишилися

Як згадувалося вище, використання форм робить роботу з таблицями простішою та приємнішою. Завдяки різноманітності стилів оформлення кожен може оформити форму на свій смак. Наступним кроком у створенні нашої бази даних стане створення запитів. Створення запитів є одним із найважливіших і складних етапів у роботі з базою даних.

Для нашої фірми необхідно створити два запити Вибираємо у відкритому вікні вкладку «Запити»Запити ми створюватимемо в режимі конструктора Додаємо необхідні таблиці

Проводимо сортування, фільтрацію та вибірку за певними умовами

У Поледодаємо необхідні поля з наявних таблиць; в полі Сортуванняможна відсортувати дані щодо зростання/зменшення; в одному з вільних полів можна, шляхом вибору команди побудувати з контекстного меню, ввести вираз, який буде підраховувати, і виводити на екран необхідні відомостіІ останнім етапом створення нашої бази даних стане складання звіту про продаж кожним співробітником товарів та про прибуток отриманий нашою фірмою.

Вибираємо вкладку «Звіти»Звіти створюватимемо за допомогою майстра Вибираємо таблицю/запит, за якими ми будемо робити звіт

Оформляємо отриманий документ

У режимі перегляду виводимо готовий звіт

Висновок

У цій роботі було розглянуто характеристику електронних баз даних, їх структуру, особливості та переваги. За допомогою наочного матеріалу було описано основні поняття та етапи у складанні електронного банку даних, а також необхідність володіння навичкою використання БД. Насправді, на великих підприємствах і не тільки обсяг інформації настільки великий, що зберігати його в простому паперовому вигляді не тільки накладно, а й незручно. А за допомогою БД можна структурувати, доповнювати, оновлювати, коригувати, переглядати будь-яку інформацію у досить зручному вигляді. БД (а в нашому випадку Microsoft Access) є грандіозним відкриттям. Знання користувача електронних банків даних допомагає підвищити свою кваліфікацію. Найбільш затребуваною здатністю в XXI столітті при прийомі працювати є вміння роботи з Office, зокрема з його додатком – Access.

Список використаної літератури

Microsoft Access 2002, М., 2002 Дженнінгс Р., Використання Microsoft Access 2002, М., 2002 Пасько Ст, Access 97, Київ, 1997 Бекаревич Ю. Б., Microsoft Access 2003, СПб., 2004 Бемер С., MS Access 2.0, СПб., 1995 Манс Ст, Microsoft Access 2.0. Локальна версія, М., 1995 Дубнов П. Ю., Access 2002, М., 2004 Фролов І. М., Енциклопедія Microsoft Office 2003, М., 2004 Іванов Ст, Microsoft Office System 2003. Російська версія, СПб., 2004 Палмер С., Access 2 для «чайників», Київ, 1995

1. Система управління базами даних це комплекс програмних та мовних засобів, необхідних для створення, обробки баз даних та підтримки їх у актуальному стані.

   Рішення

   База даних - це організована структура, призначена для зберігання інформації. Систему управління базою даних (СУБД) можна визначити як комплекс програмних засобів, призначених для створення структури бази даних, заповнення

2. Документ

   Для студентів денних та вечірніх факультетів технічних вузів, які вивчають автоматизовані інформаційні системи та системи управління базами даних.

3. Робоча програма дисципліна бази даних напрямок

   Робоча програма

   Робочу програму складено відповідно до державного освітнього стандарту вищої професійної освіти напряму підготовки дипломованого спеціаліста 654600 – Інформатика та обчислювальна техніка, спеціальності

4. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни «Бази даних»

   Методичні вказівки

   Відповідає державним вимогам до мінімуму змісту та рівня підготовки випускників за спеціальністю 230105 середньої професійної освіти

5. Основна освітня програма вищої професійної освіти Напрям підготовки 032700 Філологія (2)

   Основна освітня програма

   1.1. Основна освітня програма (ООП) бакалаврату, що реалізується вузом за напрямом підготовки 032700 Філологія та профілю підготовки Вітчизняної філології (Башкирська мова та література).

Вступ

Системи баз даних є основою побудови більшості інформаційних систем і використовуються при автоматизації практично всіх сфер людської діяльності. Наприклад, доступ до бази даних необхідний при роботі з бібліотечною інформаційною системою, що містить відомості про всі книги, наявні в бібліотеці, її читачі, заявки на бронювання книг і т.д. У ній зазвичай містяться кошти, що дозволяють читачам знаходити потрібну їм книгу за назвою, прізвищем авторів чи зазначеною тематикою. За допомогою такого роду систем організується облік руху книг, інші операції, необхідні бібліотечної діяльності.

У ВНЗ можуть існувати бази даних з інформацією про студентів, професорсько-викладацький склад, факультети та кафедри, ін. дані, необхідні для функціонування так званих комплексних інформаційно-аналітичних систем та їх підсистем (обліку кадрів, бухгалтерської, документообігу, інформаційного забезпечення навчальної діяльності та т.п.).

Бази даних із населення містять відомості про мешканців міста, регіону тощо, необхідні функціонування систем оподаткування, охорони здоров'я, освіти, соціального захисту, ін.

1. Основні поняття баз даних

Банк даних- це автоматизована система, що представляє сукупність інформаційних, програмних, технічних засобів та персоналу, що забезпечують зберігання, накопичення, оновлення, пошук та видачу даних. Головними складовими банку даних є база даних та програмний продукт, званий системою управління базою даних (СУБД).

База даних- це спеціальним чином організоване зберігання інформаційних ресурсів у вигляді інтегрованої сукупності файлів, що забезпечує зручну взаємодію між ними та швидкий доступ до даних.

База даних - це динамічний об'єкт, що змінює значення при зміні стану предметної області, що відображається (зовнішніх умов по відношенню до бази). Під предметною областю розуміється частина реального світу (об'єктів, процесів), яка має бути адекватно, у повному інформаційному обсязі представлена ​​у базі даних. Дані в основі організуються в єдину цілісну систему що забезпечує більш продуктивну роботу користувачів з великими обсягами даних.

Система управління базою даних(СУБД) – це програмне забезпечення, за допомогою якого користувачі можуть визначати, створювати та підтримувати базу даних, а також здійснювати до неї контрольований доступ. СУБД взаємодіє з прикладними програмами користувача та базою даних і має наведені нижче можливості:

· Дозволяє визначати базу даних, що зазвичай здійснюється за допомогою мови визначення даних (DDL – Data Definition Language). Мова DDL надає користувачам засоби вказівки типу даних та їх структури, а також засоби завдання обмежень інформації, що зберігається в базі даних.

· Дозволяє вставляти, оновлювати, видаляти та вилучати інформацію з бази даних, що зазвичай здійснюється за допомогою мови керування даними (DML - Data Manipulation Language). Наявність централізованого сховища всіх даних та їх описів дозволяє використовувати мову DML як загальний інструмент для організації запитів, який іноді називають мовою запитів.

· Надає контрольований доступ до бази даних за допомогою: системи забезпечення безпеки, що запобігає несанкціонованому доступу до бази даних з боку користувачів; системи підтримки цілісності даних, що забезпечує несуперечливий стан даних, що зберігаються; системи управління паралельною роботою додатків, що контролює процеси їхнього спільного доступу до бази даних; системи відновлення, що дозволяє відновити базу даних до попереднього несуперечливого стану, порушеного внаслідок збою апаратного чи програмного забезпечення; доступного користувачам каталогу, що містить опис інформації, що зберігається в базі даних.

Крім найважливіших складових бази даних та СУБД, банк даних включає й низку інших складових. Зупинимося на їхньому розгляді.

Мовні засобивключають мови програмування, мови запитів та відповідей, мови опису даних.

Методичні засоби- це інструкції та рекомендації щодо створення та функціонування банку даних, вибору СУБД.

Технічною основоюБанком даних є ЕОМ, що задовольняє певним вимогам за своїми технічними характеристиками.

Обслуговуючий персоналвключає програмістів, інженерів з технічного обслуговування ЕОМ, адміністративний апарат, зокрема адміністратора бази даних. Їхнє завдання - контроль за роботою банку даних, забезпечення сумісності та взаємодії всіх складових, а також управління функціонуванням банку даних, контроль за якістю інформації та задоволення інформаційних потреб. У мінімальному варіанті всі ці функції для користувача можуть забезпечуватися однією особою або виконуватися організацією, що постачає програмні засоби та виконує їх підтримку та супровід.

Особливу роль відіграє адміністраторбази чи банку даних. Адміністратор управляє даними, персоналом, який обслуговує банк даних. Важливим завданням адміністратора бази даних є захист даних від руйнування, несанкціонованого та некомпетентного доступу. Адміністратор надає користувачам більші або менші повноваження доступу до всієї або частини бази. На виконання функцій адміністратора в СУБД передбачені різні службові програми. Адміністрування базою даних передбачає виконання функцій забезпечення надійної та ефективної роботи бази даних, задоволення інформаційних потреб користувачів, відображення у базі даних динаміки предметної галузі.

Головними користувачами баз та банків даних є кінцеві користувачі, тобто. спеціалісти, які ведуть різні ділянки економічної роботи. Їх склад неоднорідний, вони різняться за кваліфікацією, ступенем професіоналізму, рівнем у системі управління: головний бухгалтер, бухгалтер, операціоніст, начальник кредитного відділу тощо. Задоволення їх інформаційних потреб - це вирішення величезної кількості проблем в організації внутрішньомашинного інформаційного забезпечення.

Спеціальну групу користувачів банку даних утворюють прикладні програмісти. Зазвичай вони відіграють роль посередників між базою даних і кінцевими користувачами, тому що створюють зручні програми користувача мовами СУБД. Централізований характер управління даними викликає необхідність адміністрування такої складної системи як банк даних.

Переваги роботи з банком даних для користувача окупають витрати та витрати на його створення, оскільки:

Підвищується продуктивність роботи користувачів, досягається ефективне задоволення їхніх інформаційних потреб;

Централізоване управління даними звільняє прикладних програмістів від даних, забезпечує незалежність прикладних програм від даних;

Розвинена організація бази даних дозволяє виконувати різноманітні нерегламентовані запити, нові програми;

Знижуються витрати як на створення та зберігання даних, а й з їхньої підтримку в актуальному і динамічному стані; зменшуються потоки даних, що циркулюють у системі, скорочується їх надмірність та дублювання.

Як банк даних, і база даних можуть бути зосереджені одному комп'ютері чи розподілені між кількома комп'ютерами. Щоб дані одного виконавця були доступні іншим і навпаки, ці комп'ютери повинні бути з'єднані в єдину обчислювальну систему за допомогою обчислювальних мереж.

Банк і база даних, розташовані одному комп'ютері, називаються локальними, але в кількох з'єднаних мережами ПЕОМ називаються розподіленими. Розподілені банки та бази даних більш гнучкі та адаптивні, менш чутливі до виходу з ладу обладнання.

Призначення локальних баз та банків даних організації більш простого та дешевого способу інформаційного обслуговування користувачів під час роботи з невеликими обсягами даних та вирішення нескладних завдань.

Локальні бази даних ефективні під час роботи однієї чи кількох користувачів, коли є можливість узгодження своєї діяльності адміністративним шляхом. Такі системи прості та надійні за рахунок своєї локальності та організаційної незалежності.

Призначення розподілених баз та банків даних полягає у наданні більш гнучких форм обслуговування безлічі віддалених користувачів під час роботи зі значними обсягами інформації в умовах географічної чи структурної роз'єднаності. Розподілені системи баз та банків даних забезпечують широкі можливості з управління складних багаторівневих та багатоланкових об'єктів та процесів.

Розподілена обробка даних дозволяє розмістити базу даних (або кілька баз) у різних вузлах комп'ютерної мережі. Таким чином, кожен компонент бази даних розташовується за місцем наявності техніки та її обробки. Наприклад, при організації мережі філій будь-якої організаційної структури зручно обробляти дані у місці розташування філії. Розподіл даних здійснюється за різними комп'ютерами в умовах реалізації вертикальних та горизонтальних зв'язків для організацій зі складною структурою.

Об'єктивна необхідність розподіленої форми організації даних обумовлена ​​вимогами, які пред'являються кінцевими користувачами:

Централізоване управління розосередженими інформаційними ресурсами;

Підвищення ефективності управління базами та банками даних та зменшення часу доступу до інформації;

Підтримка цілісності, несуперечності та захисту даних;

Забезпечення прийнятного рівня у співвідношенні «ціна – продуктивність – надійність».

Розподілена система баз даних (або частин бази) дозволяє у широких можливостях варіювати та підтримувати інформаційні ресурси, уникаючи вузьких місць, що стримують продуктивність користувача, та досягати максимальної ефективності використання інформаційних ресурсів.

2. Функції СУБД

У цьому розділі ми розглянемо типи функцій та служб (сервісів), які мають забезпечувати типова СУБД.

Зберігання, вилучення та оновлення даних.СУБД має надавати користувачам можливість зберігати, вилучати та оновлювати дані у базі даних. Це фундаментальна функція СУБД. З попереднього зрозуміло, що спосіб реалізації цієї функції в СУБД повинен дозволяти приховувати від кінцевого користувача внутрішні деталі фізичної реалізації системи (наприклад, файлову організацію або структури зберігання, що використовуються).

Каталог доступний кінцевим користувачам.СУБД повинен мати доступний кінцевим користувачам каталог, у якому зберігається опис елементів даних. Ключовою особливістю архітектури ANSI-SPARC є наявність інтегрованого системного каталогу з даними про схеми, користувачів, додатки і т.д. Передбачається, що каталог доступний як користувачам, і функцій СУБД. Системний каталог, або словник даних, є сховищем інформації, що описує дані в базі даних (по суті, це метадані). Залежно від типу використовуваної СУБД кількість інформації та спосіб її застосування можуть змінюватись. Зазвичай у системному каталозі зберігаються такі відомості:

· Імена, типи та розміри елементів даних;

· Імена зв'язків;

· Накладаються на дані обмеження підтримки цілісності;

· Імена санкціонованих користувачів, яким надано право доступу до даних;

· Зовнішня, концептуальна та внутрішня схеми та відображення між ними;

· Статистичні дані, наприклад частота транзакцій та лічильники звернень до об'єктів бази даних.

Системний каталог дозволяє досягти певних переваг, наведених нижче.

· Інформація про дані може бути централізовано зібрана та збережена, що дозволить контролювати доступ до цих даних, як і до будь-якого іншого ресурсу.

· Можна визначити зміст даних, що допоможе іншим користувачам зрозуміти їхнє призначення.

· Спрощується повідомлення, оскільки зберігаються точні визначення змісту даних. У системному каталозі також можуть бути вказані один або кілька користувачів, які є власниками даних або мають право доступу до них.

· Завдяки централізованому зберіганню надмірність та суперечливість опису окремих елементів даних можуть бути легко виявлені.

· Внесені до бази даних зміни можуть бути запротокольовані.

· Наслідки будь-яких змін можуть бути визначені ще до їх внесення, оскільки в системному каталозі зафіксовано всі існуючі елементи даних, встановлені між ними зв'язки, а також усі користувачі.

· Заходи безпеки можуть бути додатково посилені.

· З'являються нові можливості організації підтримки цілісності даних.

· Може виконуватися аудит інформації, що зберігається.

Підтримка транзакцій.СУБД повинна мати механізм, який гарантує виконання або всіх операцій поновлення цієї транзакції, або жодної з них. Транзакція є набором дій, що виконуються окремим користувачем або прикладною програмою з метою доступу або зміни вмісту бази даних. Прикладами простих транзакцій може бути додавання до бази даних, видалення з неї або оновлення відомостей про той чи інший об'єкт. Якщо під час виконання транзакції станеться збій, база даних потрапляє у суперечливий стан, оскільки деякі зміни вже будуть внесені, а решта – ще ні. Тому всі часткові зміни повинні бути скасовані для повернення бази даних до попереднього, несуперечливого стану.

Сервіси керування паралельністю.СУБД повинна мати механізм, який гарантує коректне оновлення бази даних під час паралельного виконання операцій оновлення багатьма користувачами. При цьому паралельний доступ порівняно просто організувати, якщо всі користувачі виконують лише читання даних, оскільки в цьому випадку вони не можуть стати на заваді один одному. Однак, коли кілька користувачів одночасно отримують доступ до БД, конфлікт з небажаними наслідками може виникнути, наприклад, якщо хоча б один з них спробує оновити дані.

СУБД повинна гарантувати, що при одночасному доступі до бази даних багатьох користувачів таких конфліктів не станеться.

Сервіси відновлення.Під час обговорення підтримки транзакцій згадувалося, що при збої транзакції база даних має бути повернена у несуперечливий стан, що має гарантуватися можливостями СУБД.

Сервіси контролю доступу до даних.СУБД повинен мати механізм, який гарантує можливість доступу до бази даних лише санкціонованих користувачів. Термін "безпека" стосується захисту бази даних від навмисного або випадкового несанкціонованого доступу. Передбачається, що СУБД забезпечує механізми захисту даних.

Підтримка обміну даними.СУБД повинна мати здатність до інтеграції з комунікаційним програмним забезпеченням з метою організації доступу віддалених користувачів до централізованої БД (в рамках системи розподіленої обробки).

Служби підтримки цілісності даних.СУБД повинна мати інструменти контролю над тим, щоб дані та їх зміни відповідали заданим правилам.

Цілісність бази даних означає коректність і несуперечність даних, що зберігаються, і виражається у вигляді обмежень або правил збереження несуперечності даних, які не повинні порушуватися в базі.

Служби підтримки незалежності даних.СУБД повинна мати інструменти підтримки незалежності програм від структури бази даних.

Поняття незалежності даних вже розглядалося вище. Зазвичай вона досягається за рахунок реалізації механізму підтримки уявлень чи підсхем. Фізична незалежність від даних досягається досить просто, оскільки зазвичай є кілька типів допустимих змін фізичних характеристик бази даних, які не впливають на уявлення. Однак досягти повної логічної незалежності від даних складніше. Як правило, система легко адаптується до додавання нового об'єкта, атрибута або зв'язку, але не їх видалення. У деяких системах взагалі забороняється вносити будь-які зміни до вже існуючих компонентів логічної схеми.

Допоміжні служби.СУБД має надавати певний набір різних допоміжних служб. Допоміжні утиліти зазвичай призначені надання допомоги АБД в ефективному адмініструванні бази даних. Одні утиліти працюють на зовнішньому рівні, тому вони, в принципі, можуть бути створені самим АБД, тоді як інші функціонують на внутрішньому рівні системи і тому повинні бути надані самим розробником СУБД. Нижче наводяться деякі приклади таких утиліт.

· Утиліти імпортування, призначені для завантаження бази даних із плоских файлів, а також утиліти експортування, які служать для вивантаження бази даних у плоскі файли.

· Засоби моніторингу, призначені для відстеження характеристик функціонування та використання бази даних.

· Програми статистичного аналізу, що дозволяють оцінити продуктивність чи ступінь використання бази даних.

· Інструменти реорганізації індексів, призначені для перебудови індексів та обробки випадків їх переповнення.

· Інструменти складання сміття та перерозподілу пам'яті для фізичного усунення видалених записів із запам'ятовуючих пристроїв, об'єднання звільненого простору та перерозподілу пам'яті у разі потреби.

3. Архітектура СУБД

У даному розділі розглянемо різні типові архітектурні рішення, що використовуються при реалізації розрахованих на багато користувачів СУБД, а саме: з телеобробкою, файл-серверними та клієнт-серверними системами.

Телеобробка.Традиційною архітектурою розрахованих на багато користувачів систем раніше вважалася схема, що отримала назву "телеобробки", при якій один комп'ютер був з'єднаний з декількома "неінтелектуальними" терміналами так, як показано на рис. 1. З терміналів надсилалися повідомлення додатків користувача, у свою чергу, додатки зверталися до необхідних служб СУБД. Таким же чином повідомлення поверталися назад на термінал користувача. При такій архітектурі все навантаження покладалося на центральний комп'ютер, який мав виконувати не тільки дії прикладних програм та СУБД, але й значну роботу з обслуговування терміналів (наприклад, форматування даних, що виводяться на екрани терміналів).

В даний час у зв'язку з розвитком інформаційно-обчислювальних мереж набули широкого поширення файл-серверні та клієнт-серверні СУБД.

Рис 1. Топологія архітектури телеобробки

Файл – серверні системи.Системи цього типу функціонують у межах локальних обчислювальних мереж (ЛВС), керованих ОС відповідного типу. У цьому файловий сервер містить файли, необхідних роботи додатків і самої СУБД. Однак користувацькі додатки і сама СУБД розміщені і функціонують на окремих робочих станціях, і звертаються до файлового сервера тільки в міру необхідності отримання доступу до потрібних файлів - як показано на рис. 2. Таким чином, файловий сервер функціонує просто як жорсткий диск, що спільно використовується.

Рис 2. Архітектура з використанням файлового сервера

Очевидно, що архітектура з використанням файлового сервера має такі основні недоліки:

· Великий обсяг мережного трафіку.

· На кожній робочій станції має знаходитись повна копія СУБД.

· Управління паралельністю, відновленням та цілісністю ускладнюється, оскільки доступ до тих самих файлів можуть здійснювати відразу кілька примірників СУБД.

Клієнт-серверні системи.При цьому підході передбачається існування клієнтського процесу, що потребує певних ресурсів, і навіть серверного процесу, що їх ресурси надає. При цьому зовсім необов'язково, щоб вони знаходилися на тому самому комп'ютері. Насправді системи цього типу реалізуються у межах інформаційно-обчислювальних мереж (необов'язково ЛВС) під керівництвом клиент-серверных ОС (див. рис. 3).

У контексті бази даних клієнтська частина керує інтерфейсом користувача і логікою програми, діючи як інтелектуальна робоча станція, на якій виконуються програми баз даних. Клієнт приймає від користувача запит, перевіряє синтаксис та генерує запит до бази даних SQL або іншою мовою БД, який відповідає логіці програми. Потім він передає повідомлення серверу, чекає надходження відповіді та форматує отримані дані для представлення їх користувачеві. Сервер приймає та обробляє запити до бази даних, а потім передає отримані результати назад клієнту. Така обробка включає перевірку повноважень клієнта, забезпечення вимог цілісності, підтримку системного каталогу, а також виконання запиту та оновлення даних. Крім цього, підтримується керування паралельністю та відновленням. Операції, що виконуються клієнтом і сервером, наведені нижче.

Рис 3. Загальна схема побудови систем з архітектурою "клієнт/сервер"

Клієнт:

· Управляє інтерфейсом користувача;

· Приймає та перевіряє синтаксис введеного користувачем запиту;

· Виконує додаток;

· Генерує запит до бази даних та передає його серверу;

· Відображає отримані дані користувачеві.

Сервер:

· Приймає та обробляє запити до бази даних з боку клієнтів;

· Перевіряє повноваження користувачів;

· гарантує дотримання обмежень цілісності;

· Виконує запити/оновлення та повертає результати клієнту;

· Підтримує системний каталог;

· Забезпечує паралельний доступ до бази даних;

· Забезпечує управління відновленням.

Цей тип архітектури має наведені нижче переваги.

· Забезпечується ширший доступ до існуючих баз даних.

· Підвищується загальна продуктивність системи. Оскільки клієнти та сервер знаходяться на різних комп'ютерах, їх процесори здатні виконувати програми паралельно.

· Вартість апаратного забезпечення знижується. Досить потужний комп'ютер із великим пристроєм зберігання потрібен лише серверу - для зберігання та управління базою даних.

· Скорочуються комунікаційні витрати. Програми виконують частину операцій на клієнтських комп'ютерах і надсилають через мережу лише запити до бази даних, що дозволяє істотно скоротити обсяг даних, що пересилаються по мережі.

· Підвищується рівень несуперечності даних. Сервер може самостійно керувати перевіркою цілісності даних, оскільки всі обмеження визначаються та перевіряються лише в одному місці.

· Ця архітектура добре узгоджується з архітектурою відкритих систем.

· Дана архітектура може бути використана в організацію засобів роботи з розподіленими базами даних, тобто. з набором декількох баз даних, логічно пов'язаних та розподілених у комп'ютерній мережі.

Слід зазначити, що нині дана архітектура розглядається зазвичай у трирівневому варіанті, у якому функціональна частина колишнього, товстого (інтелектуального) клієнта поділяється на частини. У трирівневій архітектурі тонкий (неінтелектуальний) клієнт на робочій станції керує тільки інтерфейсом користувача, тоді як середній рівень обробки даних керує рештою логіки програми. Третім рівнем тут є північ бази даних. Ця трирівнева архітектура виявилася більш придатною для деяких середовищ - наприклад, для мереж Internet та intranet, де як клієнт може використовуватися звичайний Web-броузер.

Висновок

Таким чином, база даних – організована структура, призначена для зберігання інформації. З поняттям бази тісно пов'язане поняття системи управління базою даних. Це комплекс програмних засобів, призначених для створення структури нової бази, заповнення її вмістом, редагування вмісту та візуалізації інформації. Банк даних є різновидом інформаційної системи, в якій реалізовані функції централізованого зберігання та накопичення інформації, що обробляється. Головними складовими банку даних є база даних та системи управління базами даних.

Основними користувачами баз та банків даних є фахівці, які ведуть різні ділянки економічної роботи. Їх склад неоднорідний, вони різняться за кваліфікацією, ступенем професіоналізму, рівнем у системі управління: головний бухгалтер, бухгалтер, операціоніст, начальник кредитного відділу тощо. Задоволення їх інформаційних потреб - це вирішення величезної кількості проблем в організації внутрішньомашинного інформаційного забезпечення.

У цій роботі розглянуті функції, які повинна забезпечувати типова СУБД, а також різні типові архітектурні рішення, що використовуються при реалізації розрахованих на багато користувачів СУБД, а саме: з телеобробкою, файл-серверними і клієнт-серверними системами.

Список літератури

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

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

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

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

5. Microsoft Access 2000: довідник / за ред. Ю. Колесникова. - СПб.: Пітер, 2001.

6. Автоматизовані інформаційні технології економіки / під ред. проф. Г.А. Титоренко. - М.: ЮНІТІ, 2005. - 399с.

7. Інформатика для юристів та економістів / за ред. С.В. Симоновича. - СПб.: Пітер, 2005. - 688с.

9. Леонтьєв В.П. Нова енциклопедія персонального комп'ютера 2005. - М.: ОЛМА-ПРЕС Освіта, 2005. - 800с.

10. Хомоненко О.Д., Циганков В.М., Мальцев М.Г. Бази даних/під ред. проф. А.Д. Хомоненко. - СПб.: КОРОНА, 2000. - 416с.

11. Економічна інформатика та обчислювальна техніка. / За ред. В.П. Косарєва. М.: Фінанси та статистика, 2005. -592с.

Лекція 11 – Бази даних (БД або англ. DB) та системи управління ними:

Основні поняття баз даних;

Основи проектування баз даних;

СУБД Microsoft Access та її основні можливості;

Створення баз даних – таблиць та зв'язків між ними.

1. Основні поняття баз даних.

База даних– це сукупність структурованих та взаємопов'язаних даних, організована за певними правилами, що передбачають загальні принципи опису, зберігання та обробки даних.

Існують 4 основні моделі даних – списки (плоські таблиці), реляційні бази даних, ієрархічні та мережеві структури.

Протягом багатьох років переважно використовувалися плоскі таблиці (плоскі БД) типу списків Excel. Нині найбільшого поширення розробки БД отримали реляційні моделі даних. Реляційна модель даних є сукупністю найпростіших двовимірних таблиць – відносин (англ. relation), тобто. Найпростіша двовимірна таблиця визначається як відношення (безліч однотипних записів об'єднаних однією темою).

Від терміна relation (ставлення) походить назва реляційна модель даних. У реляційних БД використовується кілька двовимірних таблиць, у яких рядки називаються записами, а стовпці полямиміж записами яких встановлюються зв'язки. Цей спосіб організації даних дозволяє дані (записи) в одній таблиці пов'язувати із даними (записами) в інших таблицях через унікальні ідентифікатори (ключі) чи ключові поля.

Основні поняття реляційних БД: нормалізація, зв'язки та ключі

1. Принципи нормалізації:

У кожній таблиці БД не повинно бути полів, що повторюються;

У кожній таблиці має бути унікальний ідентифікатор (первинний ключ);

Кожному значенню первинного ключа повинна відповідати достатня інформація про тип сутності або об'єкт таблиці (наприклад, інформація про успішність, групу або студентів);

Зміна значень у полях таблиці не повинна впливати на інформацію в інших полях (за винятком змін у полях ключа).

2. Види логічного зв'язку.

Зв'язок встановлюється між двома загальними полями (стовпцями) двох таблиць. Існують зв'язки зі ставленням «один-до-одного», «один-до-багатьом» і «багато-до-багатьох».

один до одного- Кожному запису з однієї таблиці відповідає один запис в іншій таблиці;

один - до - багатьом- Кожного запису з однієї таблиці відповідає кілька записів іншої таблиці;

багато - до - одного– множині записів з однієї таблиці відповідає один запис в іншій таблиці;

багато - до - багатьом– множині записів з однієї таблиці відповідає кілька записів в іншій таблиці.

Тип відносини у створюваному зв'язку залежить від способу визначення полів, що зв'язуються:

Відношення «один-багатьом» створюється в тому випадку, коли тільки одне з полів є полем первинного ключа чи унікального індексу.

Ставлення «один до одного» створюється в тому випадку, коли обидва зв'язувані поля є ключовими або мають унікальні індекси.

Відношення «багатьом-до-багатьом» фактично є двома відносинами «один-до-багатьом» з третьою таблицею, первинний ключ якої складається з полів зовнішнього ключа двох інших таблиць

3. Ключі. Ключ – це стовпець (може бути кілька стовпців), що додається до таблиці та дозволяє встановити зв'язок із записами в іншій таблиці. Існують ключі двох типів: первинні та вторинні (зовнішні).

Первинний ключ– це одне або кілька полів (стовпців), комбінація значень яких однозначно визначає кожен запис у таблиці. Первинний ключ не допускає значень Null і повинен мати унікальний індекс. Первинний ключ використовується для зв'язування таблиці із зовнішніми ключами в інших таблицях.

Зовнішній (вторинний) ключ- це одне або кілька полів (стовпців) у таблиці, що містять посилання на поле або поля первинного ключа в іншій таблиці. Зовнішній ключ визначає спосіб поєднання таблиць.

З двох логічно пов'язаних таблиць одну називають таблицею первинного ключа чи головною таблицею, іншу таблицею вторинного (зовнішнього) ключа чи підлеглою таблицею. СУБД дозволяють зіставити родинні записи з обох таблиць і вивести їх у формі, звіті чи запиті.

Існує три типи первинних ключів: ключові поля лічильника (лічильник), простий ключ та складовий ключ.

Поле лічильника(Тип даних "Лічильник"). Тип даних поля в базі даних, в якому для кожної запису, що додається в таблицю, в поле автоматично заноситься унікальне числове значення.

Простий ключ. Якщо поле містить унікальні значення, такі як коди або інвентарні номери, це поле можна визначити як первинний ключ. Як ключ можна визначити будь-яке поле, що містить дані, якщо це поле не містить повторювані значення або значення Null.

Складовий ключ. Якщо неможливо гарантувати унікальність значень кожного поля, існує можливість створити ключ, що складається з декількох полів. Найчастіше така ситуація виникає для таблиці, що використовується для зв'язування двох таблиць багато - до багатьох.

Слід зазначити, що у полі первинного ключа мають бути лише унікальні значення у кожному рядку таблиці, тобто. збіг не допускається,а в полі вторинного або зовнішнього ключа збіг значень у рядках таблиці допускається.

Якщо виникають труднощі з вибором відповідного типу первинного ключа, то як ключ доцільно вибрати поле лічильника.

Програми, які призначені для структурування інформації, розміщення її в таблицях та маніпулювання даними, називаються системами управління базами даних (СУБД): MS SQL Server, Oracle, Informix, Sybase, DB2, MS Access і т.д.