Введение в базы данных Основные понятия баз данных
 Скачать 267.5 Kb.
|
Основные понятия баз данныхБаза данных (БД) – это упорядоченная информационная система, в которой информация хранится в виде таблиц и 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 особым образом - как правило, в виде таблиц. По сути, БД - 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. Компьютеризированная информационная система представляет собой программный комплекс, задачи которого состоят в поддержке надежного хранения БД в компьютере, выполнении преобразований информации и соответствующих вычислений, предоставлении пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса. Традиционно объемы информации, с которыми приходится иметь дело таким системам, довольно велики, а сами БД имеют достаточно сложную структуру. 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 и эффективно, а сама БД, состоящая из тысяч записей, может легко уместиться на дискете. Обработка информации с помощью СУБДСуществует 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 используютсяреляционные 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: В каждом поле таблицы должен находиться уникальный вид информации, т.е. в одной и той же таблице не должны находиться повторяющиеся поля. В каждой таблице должен быть первичный ключ или уникальный идентификатор, который однозначно определяет данную запись среди множества записей таблицы. Каждому значению первичного ключа должна соответствовать исчерпывающая информация об объекте таблицы. 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 данныхРабота с БД делится на три этапа: Проектирование Программная реализация 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. 2. Основные сведения об Access 2000Microsoft Access – идеальное средство для создания баз данных неопытными пользователями. Опытным же работа с Access дает возможность «вытворять» все, что душе заблагорассудится. Именно благодаря таким качествам этот офисный компонент прочно занял свое место на миллионах компьютеров во всем мире. Новая версия Access вместе с другими составляющими Microsoft Office тяготеет к Web, что не замедлило сказаться на арсенале инструментов среды. В Acces 2000 есть HTML- странички, позволяющие обращаться к данным с помощью браузера, причем простое подключение Web-страницы к источнику данных обеспечивает специальный мастер. Множество небольших расширений и дополнений также делают свою незаметную, но полезную работу. Основным остался один недостаток – это высокие требования к системным ресурсам. Будьте готовы добавить оперативной памяти и поставить процессор помощнее. Но, несмотря на кажущуюся простоту, все-таки Access достаточно сложный и не совсем интуитивно понятный продукт и, я надеюсь, что вы уже имели дело с электронными таблицами Excel. В Access основным объектом является таблица, но вместе с тем таблицы баз данных резко отличаются от любой электронной таблицы, прежде всего тем, что в таблице баз данных существует требование ТИПИЗАЦИИ ПОЛЕЙ. Access является многофункциональной системой и овладеть её возможностями можно только при решении практических задач. Поэтому лучше всего иметь под рукой компьютер при чтении данного пособия. Основные достоинства электронных баз данных: в большом объеме информации легко найти необходимые вам данные, удобно изменять и редактировать данные и возможен обмен информацией с другими базами данных. Знания и навыки, приобретенные вами при освоении СУБД Access, найдут применение в вашей деятельности. 2.1. Базы данных (БД) БД – это инструмент для хранения и организации информации (примерами могут служить записная книжка, справочники и словари и т.д). БД включает в себя набор файлов данных, доступ к которым организован через Систему Управления Базой Данных. На IBM – совместимых компьютерах используются СУБД MS ACCESS, Paradox, dBASE, Clarion, Clipper и Oracle. 2.2. Структура БД В Access данные хранятся в виде таблиц. Таблицы состоят из рядов и колонок. Каждый ряд содержит информацию о конкретном предмете и называется запись, кроме этого ряд содержит один блок данных. В таблице вы видите две записи. Каждая запись должна иметь свой УНИКАЛЬНЫЙ НОМЕР. Access позволяет автоматически присваивать индивидуальный номер очередному блоку данных. Каждая колонка в таблицах содержит одну категорию данных, которые называются ПОЛЯМИ. Сейчас в таблице три поля. 2.3. Файл данных Количество полей и их имена задаются при формировании структуры файла данных. При создании очередной записи вы можете заполнять поля в произвольном порядке. Некоторые поля можно оставить незаполненными. Поле характеризуется своим именем, типом и значением ключа. С каждым типом поля связан дополнительный набор характеристик, таких как: размер поля, формат данных, признак индекса и т.д. Главное, о чем нужно помнить, это: при изменении номера записи имена полей сохраняются; информация хранящаяся в этих полях-изменяется. 1.4. Типы полей. Кроме имени любое поле характеризуется своим ТИПОМ. Тип поля определяет характер данных, которые могут заноситься в данное поле. В Access 2000 используются поля девяти различных типов. Поле типа Текстовый представляет собой строку, состоящую из букв, цифр, спецсимволов ( %&#=) и любых других печатных символов. Ширина текстового поля ограничена 255 позициями. (Примеры: имя и фамилия; название населенного пункта; название фирмы; номер телефона; номерной знак автомобиля) Поле типа МЕМО содержит текст переменной длины и обычно слишком длинный, чтобы храниться в текстовом поле. Длина поля МЕМО ограничена 3200 символами. Поля МЕМО могут хранить буквы, числа, спецсимволы (такие как %,&,#,$,=) или любые печатные символы. В этих полях храняться тексты различных документов: аннотации, автобиография, различные справочные материалы и т.д. Поля типа Числовой содержат произвольные числовые значения (целые или десятичные). Числовое поле лучше всего использовать, если вы хотите выполнять вычисления над значениями полей. Используйте текстовое поле, а не числовое, если вы хотите вводить скобки или тире (как в случае телефонных номеров). Поля типа Дата/время содержат значения даты и времени в диапазоне от 100 до 9999 года. В полях типа Денежный можно хранить числа с точность до 15 разрядов слева от десятичной точки и четырех разрядов справа от точки.  Отличием денежных полей от числовых является то, что при отображении они форматируются специальным образом. В денежных полях выделяются десятичные позиции сотых долей, тысяч, миллионов и знак валюты. Поле Счётчик содержит число, которое автоматически увеличивается на 1, когда в таблицу добавляется новая запись. Включение в структуру таблицы поля типа Счётчик избавит вас от необходимости заботиться об идентификации каждой новой записи. Поля типа Логический позволяют сохранить логические значения Да или Нет (ИСТИНА или ЛОЖЬ). Поля объектов OLE содержат объекты, помещенные в вашу таблицу из других приложений Windows, которые поддерживают OLE (связывание и встраивание объектов). Размер поля может быть 128 Mb. Поля типа гиперссылка – используются для перечисления адресов электронной почты или Web-адресов. 2.4. Основные типы объектов СУБД Access Ассess предоставляет большой выбор способов хранения, отображения и предоставления данных. Компоненты, которые используются для хранения и представления данных, называются ОБЪЕКТАМИ. В системе Access существуют следующие объекты: Форма. Иногда бывает удобно вводить и отображать данные, хранящиеся в отдельных записях. Формы позволяют видеть столько данных из таблицы, сколько вы пожелаете. При этом формат представления вы также можете выбрать по своему усмотрению. При работе с Формой вы видите те же данные, что и в таблице, но представленные в другом виде. Если вы редактируете данные в таблице, то Access обновляет соответствующую информацию в Форме. Отчет. При работе с БД часто бывает нужно распечатать необходимую информацию. Access предоставляет мощные средства генерации отчетов. Вы можете сортировать и группировать записи, производить вычисления над полями, упорядочивать и представлять данные в любом формате. Запрос в Access – это специально подготовленный вопрос об информации в БД. При помощи запросов вы можете: вести поиск или выбор данных в таблице; производить вычисления; вставлять, удалять, изменять и комбинировать данные в таблицах. Составляя запрос вы можете указать в нем: интересующие вас таблицы, поля, записи и необходимые преобразования данных. Вы можете использовать запросы для выполнения следующих операций: вставка новых записей, удаление записей, изменение значений, создание новых полей. Также с помощью запросов вы можете решать некоторые задачи, связанные с проведением вычислений над данными, хранящимися в Access-таблицах. В Access используется два вида запросов: QBE-запрос (запрос по образцу) и SQL-запросы (структурированный язык запросов). При составлении QBE-запроса вы задаёте некоторый образец, в соответствии с которым Access должен представить вам результат. Вам достаточно указать интересующие таблицы и ввести образец данных, удовлетворяющих вашим условиям, Access выберет из таблиц те данные, которые соответствуют заданному образцу. С помощью структурированного языка запросов SQL вы можете создать сколь угодно сложных по структуре критериев и вычислений запросов. Этот же язык позволяет управлять обработкой запросов. SQL-запрос представляет собой последовательность инструкций. Замечание: для описания запросов нужен достаточный опыт работы в качестве программиста. Макрос. При обработке больших объёмов данных часто приходится выполнять длинные последовательности операций. Макрос – это последовательность операций, записанных в виде инструкций на специальном языке. С помощью Макросов вы можете повысить эффективность общения с БД и сократить время обработки данных (особенно при выполнении часто повторяющейся последовательности операций). Модуль – это совокупность процедур обработки информации, записанных на языке Access Basic. 2.5.Основные элементы и работа в среде Access 2.5.1. Окно Access Программа Microsoft Access запускается также как и другие приложения MS Office. Программа имеет три основных режима работы: режим конструктора, в котором создаются и модифицируются объекты БД; режим запуска, в котором можно выполнять некоторые операции, не открывая БД; режим выполнения, в котором отображаются некоторые операции. Панели инструментов Access состоят главным образом из кнопок с пиктограммами, позволяющими определить назначение кнопок. Окно базы данных. В окне БД систематизированы объекты БД, о которых говорилось ранее. Изначально окно новой БД является пустым. С окном БД можно выполнять те же операции, что и с любым окном Windows. 2.5.2. Создание базы данных Прежде чем приступить к разработке БД, составьте план, чтобы в дальнейшем не пришлось тратить много времени на изменение структуры БД. Продуманная структура и правильно выбранный формат записей способствует эффективной работе с БД и позволяют быстро получать доступ к необходимой информации. Возвратимся к начальному диалогу Access. Здесь предлагается либо создать новую базу, либо воспользоваться одной из готовой заготовки, либо открыть один из существующих файлов базы данных. Будем считать, что у нас нет готовой базы данных и поэтому создадим новую базу данных. Access может открыть только одну БД, в отличие от Excel и Word, когда одно приложение может открыть множество документов. 2.5.3. Работа с таблицами При разработке Access-таблиц придерживайтесь следующих правил: Старайтесь быть исчерпывающим Включайте в таблицу поля для всей информации, которая вам понадобится, но не «забивайте» её ненужными полями; Структурируйте информацию Разбивайте информацию на наименьшие (в пределах разумного) независимые элементы. Например, разделить почтовый адрес на почтовый индекс, населенный пункт и собственно адрес. Такой подход упростит процедуры поиска и сортировки. Используйте небольшие таблицы Если вам необходимо представить большой объём информации в виде БД, то лучше использовать несколько небольших взаимосвязанных таблиц, чем одну всеобъемлющую; Разрабатывайте таблицы с привычной для вас структурой Старайтесь, чтобы ваши таблицы были похожи на форматы документов, с которыми вы привыкли работать; Избегайте избыточности Не следует дублировать информацию в таблицах за исключением полей, служащих для организации связей между таблицами. 3, Контрольные задания3,1, Контрольное задание № 1. |