Федеральное агентство по образованию
Государственное Общеобразовательное Учреждение
Среднепрофессионального Обучения
«Тульский экономический колледж»
По дисциплине «Информатика»
На тему: «База данных. Понятие базы данных. Виды баз данных. Объекты для работы с базами данных. Типы данных в базах и таблицах Access. Основные элементы и понятия баз данных»
Подготовила студентка 2 курса
группы 216-БП
Храмова Анна
Проверил преподаватель:
Васильева И.В.
Щёкино,2007
С О Д Е Р Ж А Н И Е:
1. Введение…………………………………………...…………….……2
2. Понятие базы данных………………………………………………..3
3. Виды базы данных………………………………………….………4-5
4. Объекты для работы с базами данных…………………………...6-7
5. Типы данных в базах………………………………………………….8
6. Типы данных в таблицах Access……………………………………9
7. Основные элементы и понятия баз данных…………………..10-15
8. Тест…………………………………………………………….…16-17
9. Ответы на тест……………………………………………...…….…18
10. Вопросы для самопроверки………………………………..........19
11. Список используемой литературы……………………………….20
12. Презентация……………………………………………………21-33
13. Рецензия………………………………………………..…………..34
В В Е Д Е Н И Е:
Мы познакомились с работой Excel и знаем, что это приложение создано специально для решения задач обработки табличных данных.
Существуют системы (приложения) для решения иных классов задач. В частности, очень большую роль играют сейчас программы (приложения, системы), цепь которых – хранение данных и выдача данных по запросу пользователя.
Использование ЭВМ именно для решения этого класса задач становится всё более массовым явлением.
Смело можно сказать, что такие задачи и необходимость их решения существуют в любой фирме, на любом предприятии.
Основное понятие для подобного круга задач – база данных. Так называется файл или группа файлов стандартной структуры, служащая для хранения данных.
Для разработки программ, систем программ, работающих с базами данных, используются специальные средства – системы управления базами данных (СУБД).
СУБД включает, как правило, специальный язык программирования и все прочие средства, необходимые для разработки указанных программ.
В настоящее время наиболее известными СУБД являются FOXPRO и ACCESS. Последняя входит в состав профессионального пакета MS Office 97.
Это современные системы с большими возможностями, предназначенные для разработки сложных программных комплексов, и знакомство с ними для пользователя ЭВМ исключительно полезно, но в рамках настоящего пособия осуществить его затруднительно.
Понятие базы данных
База данных (БД) – это совокупность массивов и файлов данных, организованная по определённым правилам, предусматривающим стандартные принципы описания, хранения и обработки данных независимо от их вида.
База данных (БД) – совокупность организованной информации, относящейся к определённой предметной области, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти компьютера и постоянного применения.
Виды БД:
1.Фактографическая – содержит краткую информацию об объектах некоторой системы в строго фиксированном формате;
2.Документальная – содержит документы самого разного типа: текстовые, графические, звуковые, мультимедийные;
3.Распределённая – база данных, разные части которой хранятся на различных компьютерах, объединённых в сеть;
4.Централизованная – база данных, хранящихся на одном компьютере;
5.Реляционная – база данных с табличной организацией данных.
Одно из основных свойств БД – независимость данных от программы, использующих эти данные.
Работа с базой данных требует решения различных задач, основные из них следующие:
Создание базы, запись данных в базу, корректировка данных, выборка данных из базы по запросам пользователя.
Задачи этого списка называются стандартными.
Следующее понятие, связанное с базой данных: программа для работы с базой данных – это программа, которая обеспечивает решение требуемого комплекса задач. Любая подобная программа должна уметь решать все задачи стандартного набора.
База данных в разных системах имеет различную структуру.
В ПВЭМ обычно используются реляционные БД – в таких базах файл является по структуре таблицей. В ней столбцы называются полями, строки – записями.
Примером БД может служить расписание движения поездов или автобусов. Здесь каждая строчка – запись отражает данные строго одного объекта. База включает поля: номер рейса, маршрута следования, время отправления и т.д.
Классическим примером БД является и телефонный справочник. Запрос к базе данных – это предписание, указывающее, какие данные пользователь желает получить из базы.
Некоторые запросы могут представлять собой серьёзную задачу, для решения которой потребляется составлять сложную программу. Например, запрос к базе – автобусному расписанию: определить разницу в среднем интервале отправления автобусов из Ростова в Таганрог и из Ростова в Шахты.
Объекты для работы с базами данных
Для создания приложения, позволяющего просматривать и редактировать базы данных, нам потребуется три звена:
набор данных
источник данных
визуальные элементы управления
В нашем случае эта триада реализуется в виде:
Table
DataSource
DBGrid
Table подключается непосредственно к таблице в базе данных. Для этого нужно установить псевдоним базы в свойстве DataBaseName и имя таблицы в свойстве TableName, а затем активизировать связь: свойство Active = true.
Однако, поскольку Table является невизуальным компонентом, хотя связь с базой и установлена, пользователь не в состоянии увидеть какие – либо данные. Поэтому необходимо добавить визуальные компоненты, отображающие эти данные. В нашем случае это сетка DBGrid. Сетка сама по себе «не знает», какие данные ей нужно отображать, её нужно подключить к Table, что и делается через компонент – посредник DataSource.
А зачем нужен компонент – посредник? Почему бы сразу не подключаться к Table?
Допустим, несколько визуальных компонентов – таблица, поля ввода и т.п. подключены к таблице. А нам нужно быстро переключить их все на другую подобную таблицу. С DataSource это сделать несложно - достаточно просто поменять свойство DataSet, а вот без DataSource пришлось бы менять указатели у каждого компонента.
Приложения баз данных – нить, связывающая БД и пользователя:
БД – набор данных – источник данных – визуальные компоненты – пользователь
Набор данных:
Table (таблица, навигационный доступ)
Query (запрос, реляционный доступ)
Визуальные компоненты:
Сетки DBGrid , DBCtrlGrid
Навигатор DBNavigator
Всяческие аналоги Lable , Edit и т.д.
Компоненты подстановки
Типы данных в базах
В Access можно определить следующие типы полей:
Текстовый – текстовая строка; максимальная длина задаётся параметром «размер», но не может быть больше 255
Поле МЕМО – текст длиной до 65535 символов
Числовой – в параметре «Размер поля» можно задать поле: байт, целое, дейсвительное и т.п.
Дата/время – поле, хранящее данные о времени.
Денежный – специальный формат для финансовых нужд, по сути являющийся числовым
Счётчик – автоинкрементное поле. При добавлении новой записи внутренний счётчик таблицы увеличивается на единицу и записывается в данное поле новой записи. Таким образом, значения этого поля гарантированно различны для разных записей. Тип предназначен для ключевого поля
Логический – да или нет, правда или ложь, включен или выключен
Объект OLE – в этом поле могут храниться документы, картинки, звуки и т.п. Поле является частным случаем BLOB – полей ( Binary Large Object ), встречающихся в различных базах данных
Подстановка
Типы данных в таблицах Access :
Текстовый
Поле МЕМО
Числовой
Дата\время
Денежный
Счётчик
Логический
Объект OLE
Не надо забывать про индексы.
Связывать таблицы.
Связь с обеспечением целостности контролирует каскадное удаление и модификацию данных.
Монопольный доступ к БД нужен для того, чтобы производить в ней фундаментальные изменения.
Основные понятия и элементы баз данных
Базы данных понадобились тогда, когда возникла потребность хранить большие объёмы однотипной информации, уметь её оперативно использовать. Базами данных (в широком понимании этого слова) пользовались на протяжении всей истории жрецы, чиновники, купцы, ростовщики, алхимики.
Основное требование к базам данных – удобство доступа к данным, возможность оперативно получить исчерпывающую информацию по любому интересующему вопросу (важно не только то, что информация содержится в базе, важно то, насколько она хорошо структирована и целостна).
Лишь только появились и распространились компьютеры, почти сразу на них возложили тяжёлый и кропотливый труд по обработке и структурированию данных, появились базы данных (БД) в их нынешнем понимании.
Согласно современным требованиям к базам данных, информация, содержащаяся в них, должна быть:
непротиворечивой (не должно быть данных, противоречащих друг другу);
неизбыточной (следует избегать ненужного дублирования информации в базе, избыточность может привести к противоречивости – например, если какие – то данные изменяют, а их копию в другой части базы забыли изменить);
целостной (все данные должны быть связаны, не должно быть ссылок на несуществующие в базе данные)
Реляционная модель баз данных была предложена Эдгаром Коддом в конце 70-х годов. В рамках этой модели база данных представляет собой набор таблиц, связанных друг с другом отношениями. При достаточной простоте (а значит, и удобстве реализации на компьютере) данная модель обладает гибкостью, позволяющей описывать сложно структурированные данные. Кроме того, для этой модели достаточно глубоко проработано теоретическое обоснование, что также даёт возможность эффективнее использовать компьютер при создании базы данных и работе с ней. В плане правил связи в реляционной модели реализуется отношение «один–ко–многим» связи между таблицами. Это значит, что одной записи в главной таблице соответствует несколько записей в подчинённой таблице (в том числе может не соответствовать ни одной записи). Другие типы связей: «один-к-одному», «много-к-одному» и «много-ко-многим» - можно свести к данному типу «один-ко-многим». Реляционные базы данных состоят из связанных таблиц.
Таблица представляет собой двумерный массив, в котором хранятся данные. Столбцы таблицы (в рамках принятых обозначений БД) называются полями, строки – записями. Количество полей таблицы фиксировано, количество записей – нет. Фактически таблица – нефиксированный массив записей с одинаковой структурой полей в каждой записи. Добавить в таблицу новую запись не составляет труда, а то время как добавление нового поля влечёт за собой рестрктуризацию всей таблицы и может вызвать определённые трудности. В качестве значений полей в записях могут храниться числа, строки, картинки и т.д. Таблицы баз данных хранятся на жёстком диске (на локальном компьютере или на сервере баз данных – в зависимости от типа БД). Одной таблице соответствуют обычно несколько файлов – один основной и несколько вспомогательных. Тонкости организации таблиц зависят от используемого формата (dBase, Paradox, InterBase, Microsoft Access и т.д.)
Ключ – поле или комбинация полей таблицы, значения в которых однозначно определяют запись. Ключ потому так и называется, что, имея значения ключевых полей, можно однозначно получить доступ к нужной записи. Таким образом, ключи чрезвычайно полезны для связи таблиц. Записывая значения ключа в отведённые поля подчинённой таблицы и тем самым, задавая ссылку, обеспечиваем связь двух записей – записи в главной таблице и записи в подчинённой таблице. В одной записи подчинённой таблицы может находиться и несколько ссылок на записи главной таблицы. Например, в школьном журнале может быть таблица – список дежурств, где в каждой записи содержатся фамилии и имена (ключ их двух полей) нескольких дежурных. Так осуществляется связь различных записей главной таблицы и реализуется достаточно сложная структура данных. В школьной практике в качестве ключевых полей используются имена и фамилии, но в БД лучше отводить специальные ключевые поля – индивидуальные номера (коды) записей. Это гарантированно уберегает от возможных проблем с однофамильцами. В школе же, где не требуется такая компьютерная чёткость, появление в одном классе двух учеников с одинаковыми именами и фамилиями – очень редкое событие, поэтому можно простить подобное техническое упущение. Кроме связывания, ключи могут использоваться для прямого доступа к записям, ускорения работы с таблицей.
Индекс – поле, так же, как и ключ, специально выделенное в таблице, данные в котором, однако, могут повторяться. Они также служат для ускорения доступа и, кроме того, для сортировки и выборок.
Нормальные формы были придуманы, скорее, для автоматизации процесса создания баз данных, нежели как руководство тем, кто создаёт их вручную (автоматическое проектирование больших баз данных может производиться с помощью специальных систем программ – средств (CASE). Реально при ручной разработке проектировщик сразу же задумывает необходимую структуру, планирует нужные таблицы, а не идёт от одной большой таблицы. Нормальные формы фактически формализуют интуитивно понятые требования к организации данных, помогая, прежде всего, избежать избыточного дублирования данных.
Первая нормальная форма:
информация в полях неделимая (к примеру, имя и фамилия должны быть разными полями, а не одним);
в таблице нет повторяющихся групп полей
Вторая нормальная форма:
выполнена первая форма;
любое неключевое поле однозначно идентифицируется ключевыми полями (фактически, требование наличия ключа)
Третья нормальная форма:
выполнена вторая форма
неключевые поля должны однозначно идентифицироваться только ключевыми полями (это значит, что данные, не зависящие от ключа, должны быть вынесены в отдельную таблицу)
Требование третьей нормальной формы имеет тот смысл, что таблицу с полями (Имя, Фамилия, Класс, Классный руководитель) необходимо разбить на две таблицы (Имя, Фамилия, Класс) и (Класс, Классный руководитель), поскольку поле Класс однозначно определяет поле Классный руководитель (а согласно третьей форме, однозначно определять должны только ключи).
Для более глубокого понимания тонкостей проведения операций с записями в таблицах необходимо иметь понятия о способах доступа, транзакциях и бизнес-правилах.
Способы доступа определяют, как технически производятся операции с записями. Способы доступа выбираются программистом во время разработки приложения. Навигационный способ основан на последовательной обработке нужных записей поодиночке. Он обычно используется для небольших локальных таблиц. Реляционный способ основан на обработке сразу набора записей с помощью SQL-запросов. Он используется для больших удалённых БД.
Транзакции определяют надёжность выполнения операций по отношению к сбоям. В транзакцию объединяется последовательность операций, которая либо должна быть выполнена полностью, либо не выполнена совсем. Если во время выполнения транзакции произошёл сбой, то все результаты всех операций, входящих в неё отменяются. Это гарантирует то, что не нарушается корректность базы данных даже в случае технических (а не программных) сбоев.
Бизнес-правила определяют правила проведения операций и представляют механизмы управления БД. Задавая возможные ограничения на значения полей, они также вносят свой вклад в поддержание корректности базы. Несмотря на возможные ассоциации с бизнесом как коммерцией, бизнес-правила не имеют к нему прямого отношения и просто являются правилами управления базами данных.
Корректная БД:
- неизбыточная;
- непротиворечивая;
- целостная
Реляционная БД:
- таблицы;
- связи между таблицами с помощью ключей
- поля (столбцы) – фиксированы;
- записи (строки) – легко добавляются и удаляются
- однозначно определяет запись
Ключи и индексы:
- служат для связи таблиц, прямого доступа, ускорения обработки и т.п.
Нормальные формы:
- служат для борьбы с избыточностью данных;
- много требуют, но из самых благих побуждений
Способы доступа:
-навигационный;
- реляционный
Защита корректности БД:
- транзакции – техническая защита
- бизнес-правила – логическая защита
Т Е С Т
1.Модели баз данных:
А) коммерческие
Б) сетевые
В) объектно-ориентированные
Г) революционные
Д) реляционные
Е) интегральные
2.Виды базы данных:
А) документальные
Б) сетевые
В) графические
Г) реляционные
3.Какая из баз данных содержит документы самого разного типа?
А) распределённая
Б) централизованная
В) фактографическая
Г) документальная
4.Что может являться примером базы данных?
А) пешеход, стоящий на обочине дороги
Б) телефонный справочник
В) расписание уроков
Г) расписание движения поездов или автобусов
5. Что такое ключ?
А) ссылкаБ) кодовое словоВ) программаГ) поле или комбинация полей таблицы6. Что будет выведено на экран в результате выполнения фрагмента программы?
M:= ‘биология’;
k:= ‘зоо’ + copy (m, 4, 5);
writeln (k);
Ответы на тест
Вопросы для самопроверки :
1. Что такое БД?
2. Что является классическим примером БД?
3. Приведите несколько примеров БД
4. Какой вид БД обычно используется в ПВЭМ?
5. Какие виды БД вы знаете?
6. Какие три звена нам потребуются для создания приложения, позволяющего просматривать и редактировать базы данных?
7. Какие типы полей можно определить в Access?
8. Для чего нужен монопольный доступ к БД?
9. Что такое реляционная модель базы БД?
10. Сколько существует нормальных форм в БД? Перечислите их
11. Что такое транзакции?
Л И Т Е Р А Т У Р А :
1. Информатика. Учебное пособие для среднего профессионального образования (+CD)/Под общ. ред. И.А. Черноскутовой – СПб.: Питер, 2005. – 272 с.: ил. стр. 24 - 25
2. Информатика. Учебное пособие для студ. пед. вузов /А.В.Могилёв; Н.И.Пак, Е.К.Хённер; Под ред. Е.К.Хённера. – М., 1999. - 816 с стр. 185 - 187
3. Информатика. Учебник. – 3-е перераб. изд./Под ред. проф. Н.В.Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2000. – 768 с.: ил.
Р Е Ц Е Н З И Я
Лекция 11 – Базы данных (БД или по англ. DB) и системы управления ими:
Основные понятия баз данных;
Основы проектирования баз данных;
СУБД Microsoft Access и ее основные возможности;
Создание баз данных – таблиц и связей между ними.
1. Основные понятия баз данных.
База данных – это совокупность структурированных и взаимосвязанных данных, организованная по определенным правилам, которые предусматривают общие принципы описания, хранения и обработки данных.
Существуют 4 основные модели данных – списки (плоские таблицы), реляционные базы данных, иерархические и сетевые структуры.
В течение многих лет преимущественно использовались плоские таблицы (плоские БД) типа списков в Excel. В настоящее время наибольшее распространение при разработке БД получили реляционные модели данных. Реляционная модель данных является совокупностью простейших двумерных таблиц – отношений (англ. relation), т.е. простейшая двумерная таблица определяется как отношение (множество однотипных записей объединенных одной темой).
От термина relation (отношение) происходит название реляционная модель данных. В реляционных БД используется несколько двумерных таблиц, в которых строки называются записями , астолбцы полями , между записями которых устанавливаются связи. Этот способ организации данных позволяет данные (записи) в одной таблице связывать с данными (записями) в других таблицах через уникальные идентификаторы (ключи) или ключевые поля.
Основные понятия реляционных БД: нормализация, связи и ключи
1. Принципы нормализации:
В каждой таблице БД не должно быть повторяющихся полей;
В каждой таблице должен быть уникальный идентификатор (первичный ключ);
Каждому значению первичного ключа должна соответствовать достаточная информация о типе сущности или об объекте таблицы (например, информация об успеваемости, о группе или студентах);
Изменение значений в полях таблицы не должно влиять на информацию в других полях (кроме изменений в полях ключа).
2. Виды логической связи.
Связь устанавливается между двумя общими полями (столбцами) двух таблиц. Существуют связи с отношением «один-к-одному», «один-ко-многим» и «многие-ко-многим».
один - к - одному – каждой записи из одной таблицы соответствует одна запись в другой таблице;
один - ко - многим – каждой записи из одной таблицы соответствует несколько записей другой таблице;
многие - к - одному – множеству записей из одной таблице соответствует одна запись в другой таблице;
многие - ко - многим – множеству записей из одной таблицы соответствует несколько записей в другой таблице.
Тип отношения в создаваемой связи зависит от способа определения связываемых полей:
Отношение «один-ко-многим» создается в том случае, когда только одно из полей является полем первичного ключа или уникального индекса.
Отношение «один-к-одному» создается в том случае, когда оба связываемых поля являются ключевыми или имеют уникальные индексы.
Отношение «многие-ко-многим» фактически является двумя отношениями «один-ко-многим» с третьей таблицей, первичный ключ которой состоит из полей внешнего ключа двух других таблиц
3. Ключи . Ключ – это столбец (может быть несколько столбцов), добавляемый к таблице и позволяющий установить связь с записями в другой таблице. Существуют ключи двух типов: первичные и вторичные (внешние).
Первичный ключ – это одно или несколько полей (столбцов), комбинация значений которых однозначно определяет каждую запись в таблице. Первичный ключ не допускает значений Null и всегда должен иметь уникальный индекс. Первичный ключ используется для связывания таблицы с внешними ключами в других таблицах.
Внешний (вторичный) ключ - это одно или несколько полей (столбцов) в таблице, содержащих ссылку на поле или поля первичного ключа в другой таблице. Внешний ключ определяет способ объединения таблиц.
Из двух логически связанных таблиц одну называют таблицей первичного ключа или главной таблицей, а другую таблицей вторичного (внешнего) ключа или подчиненной таблицей. СУБД позволяют сопоставить родственные записи из обеих таблиц и совместно вывести их в форме, отчете или запросе.
Существует три типа первичных ключей: ключевые поля счетчика (счетчик), простой ключ и составной ключ.
Поле счетчика (Тип данных «Счетчик»). Тип данных поля в базе данных, в котором для каждой добавляемой в таблицу записи в поле автоматически заносится уникальное числовое значение.
Простой ключ . Если поле содержит уникальные значения, такие как коды или инвентарные номера, то это поле можно определить как первичный ключ. В качестве ключа можно определить любое поле, содержащее данные, если это поле не содержит повторяющиеся значения или значения Null.
Составной ключ . В случаях, когда невозможно гарантировать уникальность значений каждого поля, существует возможность создать ключ, состоящий из нескольких полей. Чаще всего такая ситуация возникает для таблицы, используемой для связывания двух таблиц многие - ко - многим.
Необходимо еще раз отметить, что в поле первичного ключа должны быть только уникальные значения в каждой строке таблицы, т.е. совпадение не допускается ,а в поле вторичного или внешнего ключа совпадение значений в строках таблицы допускается .
Если возникают затруднения с выбором подходящего типа первичного ключа, то в качестве ключа целесообразно выбрать поле счетчика.
Программы, которые предназначены для структурирования информации, размещения ее в таблицах и манипулирования данными называются системами управления базами данных (СУБД): MS SQL Server, Oracle, Informix, Sybase, DB2, MS Access и т. д.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
БЕЗОПАСНОСТЬ СИСТЕМ БАЗ ДАННЫХ
Л екция 1. Основные понятия систем базы данных
База данных - совокупность данных, хранимых в соответствии со схемой данных, манипулирование которых осуществляется в соответствии с правилами средств моделирования данных.
База данных - совокупность данных, организованных в соответствии с концептуальной структурой, описывающей характеристики этих данных и взаимоотношения между ними, причём такое собрание данных, которое поддерживают одну или более областей применения.
СУБД - Это совокупность программ и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление, создание и использование БД.
Классификация СУБД
I. По модели данных.
1. Иерархические;
2. Сетевые;
3. Реляционные;
4. Объектно-ориентированные;
5. Обьектно-реляционные;
II. По способу доступа БД.
1. Файлсерверный;
2. Клиентсерверный;
3. Встраиваемые.
Основные функции СУБД
1. Непосредственное управление файлами БД .
Обеспечение необходимых структур внешней памятью, как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей (например, для ускорения поиска).
2. Управление буферами оперативной памяти .
СУБД обычно работают с БД значительного размера, и этот размер всегда больше доступной оперативной памяти, поэтому единственным доступным способом увеличения скорости производительности является буферизация данных в оперативной памяти, поэтому в развитых СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов.
3. Управление транзакциями .
Транзакция - последовательность операций над БД рассматриваемой СУБД, как единое целое. Либо транзакция успешно выполняется и СУБД фиксирует изменения в БД, произведенные этой транзакцией, либо ни одно из этих изменений никак не отображается на состоянии БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД.
4. Журнализация .
Одним из основных требований к СУБД является надёжность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматривают 2 вида аппаратных сбоев: 1) мягкий сбой, который можно трактовать как внезапную остановку компьютера; 2) жесткий сбой, который можно трактовать внезапным сбоем компьютера, который характеризуется потерей частью информации на внешних носителях. Журнал - особая часть БД, недоступная пользователям СУБД и поддерживаемая с особой тщательностью, в которую поступают записи обо всех изменениях в основной части БД.
5. Поддержка языков БД.
Для работы с БД используются специальные языки, называемые языками БД. В ранних версиях СУБД поддерживалось несколько языков, специализированных по выполняемым функциям. Обычно выделялось два: язык для выделения структур базы данных и язык манипулирования данными. Сейчас таким языком является TSQL .
Типовая организация современной СУБД
1. Ядро .
Отвечает за управление в СУБД данными во внешней памяти, управлением буферами оперативной памяти, управлением транзакциями и журнализацию. Можно выделить компоненты ядра: менеджер данных, буферов, транзакций, журналов.
2. Компилятор языка .
Основной функцией компилятора языка является компиляция операторов языка, под некоторой управляемой программой.
3. Утилиты БД .
В них выделяют такие процедуры, которые слишком накладно выполнять с использованием языка БД, такие как загрузка БД, глобальная загрузка целостности и так далее.
Лекция 2. Введение в реляционную модель данных
Реляционный подход к организации БД был заложен в конце 1960-х годов Эдгаром Коддом. В современности данных подход является одним из распространенных.
Достоинствами реляционного подхода являются:
Основан на небольшом числе интуитивно понятных абстракций, на основе которых возможно простое моделирование наиболее распространенных предметных областей. Эти абстракции могут быть точно и формально определены. Теоретическом базисом реляционного подхода служит аппарат теории множеств и математической логики. Реляционный подход обеспечивает возможность ненавигационного манипулирования данными без необходимости знания конкретной физической структуры базы данных во внешней памяти.
Основные понятия реляционных баз данных
1. Тип данных;
3. Атрибут;
4. Кортеж;
5. Отношение;
6. Первичный ключ.
Тип данных
Значения данных, хранимые в реляционной базе данных являются типизированными, то есть известен тип каждого хранимого значения. Понятие типа данных в реляционной модели полностью соответствует понятию типы данных языка программирования.
Домен
В общем виде домен определяется путем задания некоторого базового типа данных, к которому относятся элементы домена и произвольного логического выражения, применяемого элементу этого типа данных (ограничение домена). Элемент будет являться элементом домена только в том случае, если вычисления ограничения домена дает результат ИСТИНА. С каждым доменом связываются Имя уникальной среди имен всех доменов и соответствующей базе данных.
Заголовок отношения, кортеж, тело отношения, значение отношения, переменная отношения
Заголовком схемы отношения r отношение (Hr) называется конечное множество
Кортежем tr соответствующим заголовку Hr называется множество упорядоченных триплетов вида:
Телом Br называется произвольное множество кортежей tr.
Значением Vr называется пара множества Hr и Br. Заголовок и тело данных.
Первичный ключ
Первичным ключом является такое подмножество, которых что в любое время значение первичного ключа в любом кортеже тела отношения отличается от значения первичного ключа в любом другом кортеже тела этого отношения. А никакое собственное подмножество S этим свойством не обладает.
Фундаментальные свойства отношений
1. Отсутствие кортежей дубликатов. Это свойство следует из определения тела отношения как множество кортежей. В классической теории множеств по определению множество состоит из различных элементов. Именно из этого свойства вытекает наличие у каждого значения отношения первичного ключа. То есть у минимального множества атрибутов, являющегося подмножества заголовка данного отношения, составное значение которых уникально определяет кортеж отношения. Понятие первичного ключа является исключительно важным в связи с понятием целостности баз данных.
2. Отсутствие упорядоченности кортежей.
3. Отсутствие упорядоченности атрибутов.
4. Атомарность значения атрибутов. Значения всех атрибутов являются атомарными. Это следует из определения домена, как потенциального множества значений скалярного типа. То есть среди значений домена не могут содержаться значения с видимой структурой, в том числе множества значений. Главное в атомарности значений атрибутов состоит в том, что реляционная СУБД не должна обеспечивать пользователю явновидимой структуры внутренних данных.
Типы данных
Целые числа Строки символов Деньги Номера отделов
Домены (кроме первичного ключа)
Перв.ключ и номера проп-ов. Имена Размеры зарплат Номера отделов
Атрибуты
Лекция 3. Реляционная алгебра и нормализация
Базисные средства манипулирования реляционными данными составляющие определяются 2 базовых механизма манипулирования реляционными данными.
1) основанные на теории множеств реляционная алгебра и базирующиеся на мат. логике (на исчислении предикатов) реляционные исчисления. В свою очередь рассматривают два вида реляционного исчисления: исчисление доменов и предикатов. Все механизмы обладают одним важным свойством: они замкнуты относительно понятия отношения. Это означает, что выражения реляционной алгебры и формулы рел вычисления определяются над отношениями реляционной базы данных и результатом их выполнения также является отношения. Конкретный язык манипулирования рел. базами данных называется реляционно полным, если любой запрос, выражаемый с помощью одного выражения рел. алгебры или одной формулой реляционного исчисления может быть выражен с помощью одного оператора этого языка.
2) Осн. идея рел. алгебры в том, что отношения явл. множествами, то средствами манипулирования отношениями могут базироваться на традиционных теоретико-множественных операций, дополненными некоторыми специальными операциями, специфичными для БД.
В состав теоретико-множественных операций входят:
объединение
пересечение
разность
прямое произведение
Специальные операции:
ограничение отношений
проекция отношений
соединение отношений;
деление отношений;
Кроме того включают операцию присваивания, которые позволяют сохранить результаты алгебраических отношений, и операцию переименования, которая дает возможность корректно сформировать заголовок результирующего отношения.
Общая интерпретация рел. операций:
1) При выполнении операции объединения двух отношений, производится отношение, включающих все кортежи, входящее в хотя бы одно из отношений операндов.
2) Операция пересечений двух отношений производит отношение, включающее все кортежи, входящие в оба отношений операндов.
3) Отношение, являющееся разностью двух отношений, включает все кортежи, входящие в отношение первого операнда, такие что ни один из них не входит в отношение, являющимся вторым операндом.
4) При выполнении прямого произведения двух отношений производится отношение, кортежи которого являются... (сцеплением) кортежей первого и второго операнда.
5) Результатом ограничения отношений по некоторому условию является отношение, включающее кортежи отношения операнда, удовлетворяющие этому условию.
6) При выполнении проекции отношений на заданный набор атрибутов, ...... кортежи которого производятся путем взятия соответствующих значений, из кортежей отношения операнда.
7) При соединении двух отношений по некоторому условию образуется результирующее отношение, кортежи которого являются контетенацией (сцеплением) кортежей первого и второго отношения и удовлетворяет условию.
8) У операции деления два операнда: бинарные и унарные отношения. результирующее отношение состоит из одноатрибутного значения, включающее значение первого атрибута кортежей, первого операнда таких, что множество значений второго атрибута при фиксированном значении второго атрибута совпадает со множ. значений второго операнда.
9) Операция переименования производит отношение, тело которого совпадает с телом операнда, но имена атрибутов изменены.
Особенности теоретико-множественных операций реляционной алгебры. база данный компиляция реляционный
Понятие совместимости отношений об объединений
Два отношения совместимых по объединению только в том случае, когда обладают одинаковыми заголовками, более точно это означает, что в заголовках содержится один и тот же набор атрибутов, и одноименные атрибуты определены на одном и том же домене. Если два отношения почти совместимы по объединению, то есть во всем, кроме имен атрибутов, то их можно сделать полностью совместимыми, путем использования операции переименования.
Понятие совместимости по взятию расширенного прямого произведения. В том случае, если множество имен этих отношений не пересекаются. Все 4 теоретико-множественных операций рел. алгебры являются ассоциативными.
Специальные реляционные операции
Операция ограничения. Требует наличие двух операндов, ограничиваемых отношений и простого условного ограничения.
a comp-on b - ....
a comp-on const - литерально заданная константа
В результате выполнения операции ограничения производится отношение, заголовок которого совпадает с заголовком отношения операнда, а в тело входят те кортежи отношения операндов, для которых значением ограничения является TRUE.
Операция соединения отношений требует наличия двух операндов, соединяемых отношений и третьего операнда как и в операции соединения отношений она имеет такой же вид. Результатом операции соединения является отношение, получаемое путем выполнения операции путем ограничения по условию прямого произведения отношений a и b.
Операция деления отношений. Результатом деления а на b являются унарные отношения,состоящий из кортежей v таких что в отношении кортежей
Проектирование реляционных БД
При проектировании решаются две проблемы: каким образом отобразить предметно-объектные области в абстрактные модели данных, чтобы это отображение не противоречило семантике предметной области и было по возможности лучше, часто эту проблему называют проблему логического проектирования БД.
вторая - как обеспечить эффективность выполнения запросах в базе данных. Каким образом, имея особенности в конкретной субд расположить данные во внеш памяти и создание доп стр-р например индексов будет требоваться. Это проблема - проблема физ. проектирования бд.
Проектирование БД с использованием нормализации - классический подход, при котором весь процесс, весь процесс проектирования сводится в терминах реляционных моделей данных методом последовательных отношений к удовлетворительному набор схем отношений. Процесс проектирования представляет собой процесс нормализации схем отношений. Каждая след. нормальная форма обладает лучшими свойствами, чем предыдущая. В теории рел бд выделяется след послед-ть норм форм:
1 норм форма
2 норм форма
3 норм форма
Нормальная форма Бойса-Кодде
4 нормальная форма
5 нормальная форма или нормальная форма проекции соединения.
Основные свойства норм форм:
каждая след нф в некотором смысле лучше предыдущей.
при переходе к след нф свойства предыдущих нф сохраняются.
Определение 1. Функциональная зависимость в отношении r атрибут y функционально зависит от атрибута х только в том случае, если каждому значению х соответствует в точности одно значение у.
Полная функциональная зав-ть r(x) r(y) если y не зависит функционально от любого точного значения х.
Транзитивная зависимость если существует атрибут Z, что имеются функциональные зависимости...
Неключевой атрибут - любой атрибут отношения, невходящий в состав первичного ключа.
Взаимнонезависимые атрибуты (2 или более) - если не один из этих атрибутов не является функционально зависимым от других.
Отношение находится в 1нф тогда, когда каждый его кортеж содержит только одно значение для каждого из атрибутов. В реляц модели отношений все они находятся в нормальной форме.
вторая нормальная форма, только в том случае, когда она находится в первой нормальной форме и каждый неключевой атрибут полностью зависит от первичного ключа.
Третья нормальная форма. Отношение r находится в том случае, если она нах-ся во второй и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа.
|
СОТРУДНИК |
ОТДЕЛ |
ТЕЛЕФОН |
|
|
БУХГАЛТЕР |
|||
|
БУХГАЛТЕР |
|||
|
СНАБЖЕНЕЦ |
Лекция 4. Операторы языка SQL
SELECT служит для получения любого количества данных из одной или нескольких таблиц. В общем случае результатом выполнения предложения SELECT ЯВЛЯЕТСЯ ДРУГАЯ ТАБЛИЦА К этой новой таблице вновь может быть применена операция SELECT И так далее
1) Самостоятельная команда на получение и вывод строк в таблице, сформированной из столбцов и строк одной или нескольких таблиц представлений
2) как элемент WHERE или HAVING условия. Это называется ложным запросом
3) фраза выбора в командах CREATE VIEW DECLARE CURSOR INSERT
4) Средство присвоения глобальным переменным значений и строк сформированной таблицы. INTO
Имеет следующий формат.
SELECT [ выбрать данные и выполнить перед их выводом преобразования в соответствии с указанными выражениями и или функциями
Элемент, -\\-} FROM перечисление.......
базовая таблица | представления],
Строки из указанных таблиц должны соответствовать указанному перечню условий отбора строк
Фраза]
GROUP BY - операция по группировке по указанному перечню столбцов, с тем, чтобы получить для каждой группы единственное агрегированное значение.
HAVING - условие фильтрации по группам.
5. Простая выборка.
* служит псевдонимом для
выбор конкретного поля
Исключение дубликатов. Для исключения дубликатов и одновременного упорядочивания перечня применяется запрос с ключевым словом DISTINCT.
Выборка вычисляемых значений.
Фраза SELECT может содержать не только перечень столбцов, но и выражение.
Выборка с использованием фразы WHERE. В синтаксисе фразы для отбора нужных строк таблицы можно использовать базовые операторы сравнения. И возможность использования составных логических выражений.
WHERE P1 = 6 AND P2 = 8
Можно использовать BETWEEN для выборки значений в интервале.
BETWEEN удобно использовать при работе с данными задаваемыми интервалами, начало и конец, которые расположены в разных таблицах.
Использование оператора IN.
IN (3, 4, 5) <=> P1= 3 OR P1 = 4 OR P1 = 5
Использование LIKE
Данный оператор позволяет отыскать все значения указанного столбца, соответствующий образцу.
Заменяет любой одиночный символ.
% - заменяет любую последовательность из n символов.
Вовлечение неопределенного значения (NULL). Для проверки неопределенного значения используется IS.
Выборка с упорядочиванием. Для сортировки данных используется оператор ORDER BY. Можно упорядочить по возрастанию по умолчанию. Ключевое слово ASC позволит сортировать по убыванию.
Агрегирование данных
В SQL существует ряд стандартных функций. Кроме специального случая COUNT *, каждый из этих функций... столбца некоторой таблицы и создаёт несколько значений.
COUNT - количество значений в столбце
SUM - сумма значений в столбце
AVG - среднее значение в столбце
Столбец должен содержать числовые значения. Аргумент у всех функций кроме COUNT *, предшествует ключевое слово DISTINCT, указывающее...
А COUNT* служит для подсчета всех строк в таблице с дубликатами.
Если не используется фраза GROUP BY то в SELECT можно включать лишь SQL функции или выражения, содержащие такие функции.
Фраза GROUP BY
Инициирует перекомпоновку указанных во FROM таблицы по группам, каждая из которых имеет одинаковые значения в столбце, указанном в GROUP BY. Данная фраза не предполагает сортировки.
Фраза HAVING играет такую же роль для групп, что и WHERE для строк. Те используется для исключения групп.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Современные базы данных – многофункциональные программные системы, работающие в открытой распределенной среде изучении администрирования базы данных. Способы организации внешней памяти баз данных. Системы управления базами данных для хранения информации.
курсовая работа , добавлен 07.12.2010
Основные понятия базы данных и систем управления базами данных. Типы данных, с которыми работают базы Microsoft Access. Классификация СУБД и их основные характеристики. Постреляционные базы данных. Тенденции в мире современных информационных систем.
курсовая работа , добавлен 28.01.2014
Понятие базы данных, её структура. Общие принципы хранения информации. Краткая характеристика особенностей иерархической, сетевой и реляционной модели организации данных. Structured Query Language: понятие, состав. Составление таблиц в Microsoft Access.
лекция , добавлен 25.06.2013
Преимущества и недостатки роботизированной сварки. Характеристика видов систем управления базами данных. Информационная модель сварочного робота, системы управления роботом сварочных клещей. Критерии выбора робота и структура запроса на выборку.
курсовая работа , добавлен 22.12.2014
Устройства внешней памяти. Система управления базами данных. Создание, ведение и совместное использование баз данных многими пользователями. Понятие системы программирования. Страницы доступа к данным. Макросы и модули. Монопольный режим работы.
реферат , добавлен 10.01.2011
Формы представляемой информации. Основные типы используемой модели данных. Уровни информационных процессов. Поиск информации и поиск данных. Сетевое хранилище данных. Проблемы разработки и сопровождения хранилищ данных. Технологии обработки данных.
лекция , добавлен 19.08.2013
Характеристика категорий современных баз данных. Исследование особенностей централизованных и распределенных баз данных. Классификация систем управления базами данных по видам программ и применению. Управление буферами оперативной памяти и транзакциями.
курсовая работа , добавлен 10.03.2016
Классификации баз данных по характеру сберегаемой информации, способу хранения данных и структуре их организации. Современные системы управления базами данных и программы для их создания: Microsoft Office Access, Cronos Plus, Base Editor, My SQL.
презентация , добавлен 03.06.2014
Особенности управления информацией в экономике. Понятие и функции системы управления базами данных, использование стандартного реляционного языка запросов. Средства организации баз данных и работа с ними. Системы управления базами данных в экономике.
контрольная работа , добавлен 16.11.2010
Структура и функции системы управления базами данных (СУБД). Управление хранением данных и доступом к ним. Защита и поддержка целостности данных. Надежность хранения данных во внешней памяти. Классификация СУБД по способу доступа к базе данных.
Основные понятия БД
Поле представляет собой минимальный поименованный элемент информации, которая хранится в БД и рассматривается как единое целое.
Поле может быть представлено числом, буквами или их сочетанием (текстом). К примеру, в телефонном справочнике в качестве полей используются фамилии и инициалы, адреса, номера телефонов, т.е. 3 текстовых поля (номер телефона тоже рассматривают как текст).
Определение 1
Запись – это совокупность полей, которые соответствуют одному объекту. Например, абоненту АТС будет соответствовать запись из 3 полей.
Файл является совокупностью связанных по определенному признаку записей. Таким образом, простым случаем представления базы данных является файл.
Типы полей
Все данные в БД делятся по типам. Информация в полях, которые принадлежат 1 столбцу (домену), имеет одинаковый тип. Подобный подход дает возможность ЭВМ выполнять контроль вводимой информации.
К основным типам полей БД относятся:
- символьный (текстовый) - в поле по умолчанию могут храниться до 256 символов;
- числовой, содержащий числовые данные разных форматов, которые используются для проведения расчетов;
- дата/время - содержит значения даты и времени;
- денежный - использует денежные значения и числовые данные (до 15 знаков целой части и 4 знаков дробной части);
- примечание - способно содержать до $2^{16}$ символов ($2^{16} = 65536$);
- счетчик - специальное числовое поле, в котором каждой записи присваивается уникальный для нее номер;
- логический - хранит 1 из 2 значений: true или false;
- объект OLE (Object Linking and Embedding - технология вставки и связывания объекта) – в поле может содержаться любой объект: электронная таблица, текстовый документ, рисунок, звукозапись или другие данные в двоичном формате, внедренные или связанные с СУБД;
- гиперссылка - содержит строку, которая состоит из букв и цифр и представляет адрес сайта или веб-страницы;
- мастер подстановок - создает поле, в котором предлагает выбрать значения из списка или уже содержит набор постоянных значений.
Свойства полей БД
С помощью полей БД можно не только определить структуру БД, но и групповые свойства данных, которые записываются в ячейки, которые принадлежат каждому из полей.
К основным свойствам полей таблиц БД в СУБД Microsoft Access относятся:
- имена полей - определяют, как нужно обращаться к данным полей при автоматических операциях с базой (по умолчанию имена полей используются в качестве заголовков столбцов таблиц);
- типы полей - определяют типы данных, содержащихся в полях;
- размеры полей - определяют максимальную длину данных, которые размещаются в данном поле (в символах);
- форматы полей - определяют способы форматирования данных в ячейках полей;
- маски ввода - определяют форму ввода данных в поля (средство автоматизации ввода данных);
- подписи - определяют заголовки столбцов таблиц полей (если подпись не указана, то в качестве заголовка столбца используется свойство Имя поля);
- значения по умолчанию - это значения, которые вводятся в ячейки поля автоматически (средство автоматизации ввода данных).
- условия на значение - ограничения, проверяющие правильность ввода данных (средство автоматизации ввода, используемое для данных числового, денежного типов или типа даты);
- сообщения об ошибке - текстовые сообщения, выдаваемые автоматически при вводе ошибочных данных (проверка на ошибку выполняется автоматически при заданном свойстве Условие на значение);
- обязательные поля - определяют обязательные заполнения полей при заполнении базы;
- пустые строки - разрешают вводить пустые строковые данные (относится лишь к текстовым данным);
- индексированные поля - используются для ускорения операций, связанных с поиском или сортировкой записей по значению, которое хранится в этом поле, также используются для проверки на наличие повторов, что автоматически исключает дублирование данных.
Свойства у полей различаются в зависимости от типов хранящихся в них данных. Так, вышеуказанные свойства полей относятся в основном к текстовому полю. В полях других типов могут добавляться свои свойства. К примеру, важным свойством для действительных чисел является количество знаков после десятичной запятой. Для рисунков, звукозаписей, видеоклипов и других объектов OLE многие из вышеуказанных свойств вообще не имеют значения.
Объекты СУБД
СУБД обладает своей собственной структурой и состоит из основных объектов, которые используются при ее создании и работе с ней.
Таблица как объект СУБД
Создание таблиц:
- Откроем окно БД (рис. 3). Левая панель окна содержит элементы управления для вызова всех 7 типов объектов программы. Создание таблицы начнем с выбора элемента управления Таблицы.
- Правая панель содержит список имеющихся в БД таблиц и элементы управления созданием новой таблицы. Для создания таблицы ручным способом используется значок Создание таблицы в режиме конструктора.
- При создании таблицы рекомендуется задавать ключевое поле, что поможет организовать связи между таблицами. Чтобы задать ключевое поле необходимо щелкнуть на его имени правой кнопкой мыши и в открывшемся контекстном меню выбрать команду Ключевое поле.
- По окончании создания структуры таблицы бланк закрывается, таблица сохраняется в поле запроса с указанием имени, после чего она становится доступна в основном окне БД, откуда ее и можно открыть при необходимости.
- Созданная таблица открывается в окне БД двойным щелчком по ее значку. Новая таблица содержит только названия столбцов, которые характеризуют ее структуру. При заполнении таблицы курсор ввода устанавливается в необходимую ячейку указателем мыши. Переход к следующей ячейке выполняется нажатием клавиши TAB. Переход к очередной записи осуществляется после заполнения последней ячейки.
Нижняя часть таблицы содержит Панель кнопок перехода, которой удобно пользоваться при перемещении по таблице с большим числом записей. Для начинающих пользователей Microsoft Access является неудобством то, что данные не всегда могут помещаться целиком в ячейках таблицы. Ширину столбцов можно изменять путем перетаскивания их границ. Используют также автоматическое форматирование столбцов «по содержимому», при котором указатель мыши устанавливается на границе между столбцами (в строке заголовков столбцов), после того, как он сменит форму, нужно выполнить двойной щелчок.
Данные при наполнении таблицы сохраняются автоматически. Если в ходе работы с таблицей было произведено редактирование ее макета, СУБД запросит подтверждение сохранения этих изменений.
При необходимости изменения структуры таблицы, ее необходимо будет открыть в режиме Конструктора.
При четкой разработке структуры таблиц на этапе проектирования БД, создание их с помощью Конструктора происходит достаточно быстро и эффективно.
Создание межтабличных связей
При продуманной структуре БД, а также намеченных связях между таблицами, то создание реляционных отношений между последними выполняется довольно просто. При этом вся работа выполняется с помощью мыши в специальном окне Схема данных , которое открывается кнопкой на панели инструментов или командой Сервис - Схема данных.
Возникшая в результате межтабличная связь отобразится в окне Схема данных в виде линии, которая соединяет два поля разных таблиц. При этом одна таблица - главная, а другая - связанная. Главная связывается с помощью своего ключевого поля, которое отображается на схеме данных полужирным шрифтом. Связь между таблицами обеспечивает целостность данных и автоматизирует задачи обслуживания БД.
А также эта связь позволяет:
- исключить вероятность удаления или изменения данных в ключевом поле главной таблицы, в случае связи с этим полем каких-либо полей других таблиц;
- или сделать так, что при удалении (или изменении) данных в ключевом поле главной таблицы автоматически произойдет удаление или изменение соответствующих данных в полях связанных таблиц.
Чтобы настроить свойства связи необходимо в окне Схема данных выделить линию, которая соединяет поля 2 таблиц, щелкнуть на ней правой кнопкой мыши и в открывшемся контекстном меню выбрать команду Изменить связь, после чего откроется диалоговое окно Изменение связи. Если в этом окне установлен только флажок Обеспечение целостности данных, то удалять данные из ключевого поля главной таблицы нельзя. Если вместе с ним включены флажки Каскадное обновление связанных полей и Каскадное удаление связанных записей, то операции редактирования и удаления данных в ключевом поле главной таблицы разрешаются, но при этом автоматическими будут происходить изменения в связанной таблице.
Замечание 1
Таким образом, смысл создания реляционных связей между таблицами состоит, с одной стороны, в защите данных, а с другой стороны - в автоматизации внесения изменений сразу в несколько таблиц, при изменениях в одной таблице.
База данных (БД), упорядоченная информационная система, в которой информация хранится в виде таблиц, управляется специально созданной системой управления базой данных (СУБД), состоящей из таблиц, запросов, форм, макросов и отчетов.
Понятие БД можно применить к любой информации, в которой имеются связанные по определенному признаку элементы, хранимой и организованной в виде таблиц, это некоторое подобие электронной картотеки, электронного хранилища данных, которое хранится в компьютере в виде одного или нескольких файлов. При этом возникает необходимость в выполнении ряда операций с БД, в частности: добавление новой информации в существующие файлы БД; добавление новых пустых файлов в БД; изменение (модификация) информации в существующих файлах БД; поиск информации в БД; удаление информации из существующих файлов БД; удаление файлов из БД.
Примерами информационных систем являются: системы заказа железнодорожных или авиационных билетов; банковские системы и многие другие.
Основным назначением БД в первую очередь является быстрый поиск содержащейся в ней информации; при значительном размере БД ручной поиск, а также модификация содержащейся информации занимает значительное время. Использование компьютера для обработки БД устраняет перечисленные выше проблемы при поиске и выборке информации. В этом случае ее модификация осуществляются достаточно быстро, эффективно, БД, состоящая из тысяч записей, может легко уместиться на дискете.
Обработка информации с помощью СУБД
Существует большое количество программ, которые предназначены для структурирования информации, размещения ее в таблицах и манипулирования имеющимися данными - такие программы и получили название СУБД. Основная особенность СУБД - это наличие средств для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры. Если говорить более детально, то к функциям СУБД относят следующие:
- - управление данными непосредственно БД - функция, обеспечивающая хранение данных, непосредственно входящих в БД, и служебной информации, обеспечивающей работу СУБД;
- - управление данными в памяти компьютера - функция, связанная в первую очередь с тем, что СУБД работают с БД большого размера. В целях ускорения работы СУБД используется буферизация данных в оперативной памяти компьютера. При этом пользователь СУБД использует только необходимую для его конкретной задачи часть БД, а при необходимости получает новую "порцию" данных;
- - управление транзакциями - функция СУБД, которая производит ряд операций над БД, как над единым целым. Как правило, такие операции производятся в памяти компьютера. В первую очередь транзакции необходимы для поддержания логической целостности БД в многопользовательских системах. Если транзакция (манипуляция над данными) успешно выполняется, то СУБД вносит соответствующие изменения в БД. В обратном случае ни одно из сделанных изменений никак не влияет на состояние БД;
- - поддержка языков БД - для работы с БД используются специальные языки, в целом называемые языками баз данных. В СУБД обычно поддерживается единый язык, содержащий все необходимые средства - от создания БД до обеспечения пользовательского интерфейса при работе с данными. Наиболее распространенным в настоящее время языком СУБД является язык SQL (Structured Query Language).
Реляционная модель базы данных.
В последние годы в большинстве БД используются реляционные модели данных, и практически все современные СУБД ориентированны именно на такое представление информации. Реляционную модель можно представить как особый метод рассмотрения данных, который включает как собственно данные (в виде таблиц), так и способы работы и манипуляции с ними (в виде связей). Другими словами, в реляционной БД используется несколько таблиц, между которыми устанавливаются связи. Таким образом, информация, введенная в одну таблицу, может быть связана с одной или несколькими записями из другой таблицы.
Между записями двух таблиц (например, таблиц А и В) могут существовать следующие основные виды связей:
- - "один к одному" (каждой записи из А соответствует одна определенная запись из В, например, работник получает зарплату, и только одну);
- - "один ко многим" (каждой записи из А соответствует несколько записей из В, например, в доме проживает много жильцов);
- - "многие к одному" (множеству записей из А соответствует одна определенная запись из В, например, несколько студентов учатся в одной группе);
- - "многие ко многим" (множеству записей из А соответствует множество записей из В, например, у нескольких студентов занятия ведут разные преподаватели).
Важным понятием в теории реляционных БД является нормализация, принципы которой можно сформулировать в виде следующих основных правил, используемых при разработке структуры БД:
- 1. В каждом поле таблицы должен находиться уникальный вид информации, т.е. в одной и той же таблице не должны находиться повторяющиеся поля.
- 2. В каждой таблице должен быть первичный ключ или уникальный идентификатор, который однозначно определяет данную запись среди множества записей таблицы.
- 3. Каждому значению первичного ключа должна соответствовать исчерпывающая информация об объекте таблицы.
- 4. Изменение значения любого поля таблицы, не входящего в состав первичного ключа, не должно влиять на информацию в других ее полях.
Microsoft Access является СУБД реляционного типа. Достоинством Access является то, что она имеет очень простой графический интерфейс, который позволяет грамотному пользователю (не программисту) не только создавать собственные базы данных, но и разрабатывать приложения различной степени сложности. СУБД Access применяется в тех случаях, когда прикладная задача требует хранения и обработки разнородной информации о большом количестве объектов и предполагает возможность многопользовательского режима. Примером может служить задача ведения складского учета.
Работа с базой данных
Работа с БД делится на три этапа:
- 1. Проектирование
- 2. Программная реализация
- 3. Эксплуатация
На этапе проектирования закладываются основы будущей БД. Проектирование проводится на бумаге и требует очень тщательного подхода, так как именно здесь разрабатывается БД. Необходимо проделать следующие действия:
- - собрать информацию о будущей работе, о ее структуре и движении документов, изучить задачи автоматизации, определить объекты системы и связи между ними;
- - для каждого объекта выявить свойства и характеристики, по которым создаются поля таблиц;
- - для каждого объекта назначить ключевые поля (первичные ключи), провести нормализацию исходных таблиц, установить связи.
Этап реализации выполняется на компьютере в следующем порядке:
- - составляются структуры таблиц и вводятся в компьютер;
- - разрабатываются запросы для отбора данных, отчеты для печати, создаются макросы и экранные формы для работы с данными;
- - планируется порядок ведения и поддержания БД в рабочем состоянии.
Этап эксплуатации начинается с внесения в БД реальной информации, после чего происходит ее использование.
