Инструменты системы управления базой данных
Базы данных. Основные понятия и определения.
Человеку свойственно систематизировать информацию обо всем, что его окружает — о растениях, животных, химических элементах, механизмах. Созданы многотомные справочники по самым разным областям человеческого знания. Современные компьютерные технологии позволяют организовать хранение разнообразной информации на компьютере в электронном виде. Для хранения и обработки большого количества информации используются специальные программы, называемые системами управления базами данных (СУБД).
В истории вычислительной техники можно проследить развитие двух основных областей ее использования. Первая область - применение вычислительной техники для выполнения численных расчетов, которые слишком долго или вообще невозможно производить вручную. Развитие этой области способствовало интенсификации методов численного решения сложных математических задач, появлению языков программирования, ориентированных на удобную запись численных алгоритмов, становлению обратной связи с разработчиками новых архитектур ЭВМ. Характерной особенностью данной области применения вычислительной техники является наличие сложных алгоритмов обработки, которые применяются к простым по структуре данным, объем которых сравнительно невелик.
Вторая область, которая непосредственно относится к нашей теме, — это использование средств вычислительной техники в автоматических или автоматизированных информационных системах. Информационная система представляет собой программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий выполнение следующих функций:
§ надежное хранение информации в памяти компьютера;
§ выполнение специфических для данного приложения преобразованйй информации и вычислений;
§ предоставление пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса.
Обычно такие системы имеют дело с большими объемами информации, имеющей достаточно сложную структуру. Классическими примерами информационных систем являются банковские системы, автоматизированные системы управления предприятиями, системы резервирования авиационных или железнодорожных билетов, мест в гостиницах и т. д. Вторая область использования вычислительной техники возникла несколько позже первой. Это связано с тем, что на заре вычислительной техники возможности компьютеров по хранению информации были очень ограниченными. Говорить о надежном и долговременном хранении информации можно только при наличии запоминающих устройств, сохраняющих информацию после выключения электрического питания. Оперативная (основная) память компьютеров этим свойством обычно не обладает. В первых компьютерах использовались два вида устройств внешней памяти — магнитные ленты и барабаны. Емкость магнитных лент была достаточно велика, но по своей физической природе они обеспечивали последовательный доступ к данным. Магнитные же барабаны (они ближе всего к современным магнитным дискам с фиксированными головками) давали возможность произвольного доступа к данным, но имели ограниченный объем хранимой информации.
Эти ограничения не являлись слишком существенными для чисто численных расчетов. Даже если программа должна обработать (или произвести) большой объем информации, при программировании можно продумать расположение этой информации во внешней памяти (например, на последовательной магнитной ленте), обеспечивающее эффективное выполнение этой программы. Однако в информационных системах совокупность взаимосвязанных информационных объектов фактически отражает модель объектов реального мира. А потребность пользователей в информации, адекватно отражающей состояние реальных объектов, требует сравнительно быстрой реакции системы на их запросы. И в этом случае наличие сравнительно медленных устройств хранения данных, к которым относятся магнитные ленты и барабаны, было недостаточным.
Можно предположить, что именно требования нечисловых приложений вызвали появление съемных магнитных дисков с подвижными головками, что яви· лось революцией в истории вычислительной техники. Эти устройства внешней памяти обладали существенно большей емкостью, чем магнитные барабаны, обеспечивали удовлетворительную скорость доступа к данным в режиме произвольной выборки, а возможность смены дискового пакета на устройстве позволяла иметь практически неограниченный архив данных.
С появлением магнитных дисков началась история систем управления данными во внешней памяти. Важным шагом в развитии именно информационных систем явился переход к использованию централизованных систем управления файлами. С точки зрения прикладной программы, файл — это именованная область внешней памяти, в которую можно записывать и из которой можно считывать данные. Правила именования файлов, способ доступа к данным, хранящимся в файле, и структура этих данных зависят от конкретной системы управления файлами и, возможно от типа файла. Система управления файлами берет на себя распределение внешней памяти, отображение имен файлов в соответствующие адреса во внешней памяти и обеспечение доступа к данным.
Под базой данных следует понимать некую совокупность специальным образом организованных данных, которые хранятся на каком-либо материальном носителе. Обратите внимание на то, что это не набор разрозненных данных. Данные обязательно должны быть связаны между собой так, чтобы человек мог составить представление о каком-либо объекте, явлении или процессе.
СУБД — совокупность языковых и программных средств, предназначенных для ведения и совместного использования БД многими пользователями.Т.е. СУБД – это программные средства, с помощью которых можно создавать базы данных, наполнять их и работать с ними. Существует немало различных систем управления базами данных. К ним относятся Clipper, Paradox, FoxPro, dBase и другие.
Данные, находящиеся в одной базе данных, должны быть связаны между собой по смыслу, логически. Это достигается путем группировки (объединения) их по определенным признакам. Такой процесс получил название структурирования данных. Следует заметить, что в результате структурирования данных должна появиться база данных в компьютерном или некомпьютерном варианте. Это определяется тем, был ли при этом использован компьютер. У любой базы данных должно быть имя. База данных — именованная совокупность структурированных данных предметной области, хранящаяся на материальном носителе.
Структурирование данных — процесс объединения данных по определенным параметрам.
Структура базы данных
Любая база данных описывает один или несколько взаимосвязанных классов объектов. Класс– это группа объектов, объединенных по одному или нескольким общим признакам.
Создание структуры базы данных начинается с определения, какие классы объектов и по каким признакам будут описаны в базе данных. Естественно в базу данных включают взаимосвязанные между собой объекты. Например, база данных «Управление предприятием» может описывать классы объектов «Отдел и «Сотрудники». Эти классы связаны между собой, потому что каждый сотрудник работает в каком-нибудь отделе. Учитывая, что сотрудников в каждом отделе много, но каждый из них числится только в одном отделе, такую связь называют «один-ко-многим».
Существует также связь между объектами, называемая «один-к-одному», которая означает, что одному объекту из одного класса соответствует только один объект из другого класса. Например, классы «Сотрудники» и «Адреса» имеют связь «один-к-одному», так как каждому человеку соответствует один адрес прописки.
Связь один-ко-многим возникает между двумя таблицами в том случае кода:
одна запись из первой таблицы может быть связана более, чем с одной записью из второй таблицы и наоборот.
Таблица 18.1. Примеры классов объектов и их признаков
| Признаки класса | ||
| Сотрудники предприятия | Документы | Книги |
| Учетный (табельный) номер | Учетный номер | Автор |
| Фамилия Имя Отчество | Вид (письмо, приказ и пр.) | Название |
| Дата рождения | Регистрационный номер | Место издания (город) |
| Паспорт | Дата | Название издательства |
| Город | Краткое содержание | Год издания |
| Должность | Место хранения (дело) | Количество страниц |
| Отдел |
Таблица, поля, записи
Описание объекта по отобранным признакам традиционно удобнее всего располагать в виде таблицы, состоящей из столбцов и строк. Каждый столбец имеет заголовок — название соответствующего признака объекта. В каждой строке приведены сведения об одном объекте. Количество строк соответствует количеству описанных объектов.
В компьютерной базе данных для хранения информации об объектах также используется таблица. Столбец таблицы, в котором описывается один из признаков объекта, называется полем, строка — записью. Каждое поле определяется именем и типом данных, хранящихся в нем. Как правило, имя поля указывает на описываемый в нем признак объекта. Наименование поля может содержать до 64 символов, включая в себя буквы, цифры, пробелы и специальные символы, за исключением точки, !, апострофа и прямых скобок []. Имя поля не может начинаться с пробела. Тип данных указывает на то, в каком виде будет храниться информация в поле (текст, число, дата). Особый тип поля — счетчик (серия) — используется для автоматического вычисления порядкового номера записи. Это поле отличается от других тем, что значения в нем никогда не повторяются, поэтому очень часто именно это поле используется в качестве ключевого, ключевым полем называется поле, используемое для однозначного определения объекта в базе данных. Таблица характеризуется именем, структурой и количеством записей.
Имя таблицы является необходимым отличительным признаком и, как правило, указывает на класс описываемых в таблице объектов. В базе данных не может быть двух таблиц с одинаковыми именами.
Структура таблицы определяется количеством, названием и порядком расположения полей, которые соответствуют описываемым признакам объекта.
Количество записей указывает на то, сколько объектов одного класса содержит данная таблица.
Реальные объекты любой БД необходимы группировать по определенному признаку таким образом, чтобы в каждой такой группе находились бы объекты одного типа.
Сущностью─ называется группа объектов одного типа.
Экземпляр сущности─ один из объектов такой группы.
Например:сущность ─ овощи, экземпляр сущности ─ капуста.
Атрибут сущности ─описывает свойства сущности. Каждый атрибут имеет имя.
Например: сущность овощи имеет следующие имена атрибутов: название овоща, цена, вес.
Для каждого экземпляра сущности атрибут принимает конкретные значения: свекла, 3 кг., 5 руб. Значения атрибутов называются данными , для их хранения и проектируется база данных.
Атрибут, значения которого однозначно определяют экземпляры сущности называют ключевым атрибутом.Остальные атрибуты ─ описательные.
Названиеэкземпляра сущности это ключевой атрибут. Вес и цена ─ нет.
Т.о. задача состоит в определении таких имен сущностей, которые можно объединить в однотипные группы, затем для каждой группы указать имена атрибутов и указать ключевые.
Типы данных
Наименование поля используется для ссылки на данные таблицы. Для определения типа хранимых данных используется тип данных. Тип данных поля вводится в поле столбца Тип данных. В МS Ассеss допустимыми являются данные следующих типов:
Текстовый - При вводе имени поля по умолчанию МS Ассеss присваивает ему текстовый тип данных с шириной поля, равной 50. Текстовые поля могут содержать буквы, цифры и специальные символы. Максимальная ширина поля составляет 255 символов. Для изменения ширины поля нужно в строке Размер поля раздела «Свойства поля» задать число, определяющее ширину поля (от 1 до 255). Например, если вы зададите ширину поля равной 25, то это означает, что в такое поле не могут быть введены значения, длина которых превышает 25 символов.
Числовой – этот тип поля задается в том случае, если в нем необходимо выполнить какие либо математические операции.
Денежный – это поле аналогично числовому. В отличие же от числового поля, для (денежного поля свойство Формат поля устанавливается автоматически в значение Денежный, а свойство Число десятичных знаков принимает значение, равное двум знакам после запятой, которое вы при желании можете изменить. С помощью денежного типа полей можно производить вычисления с точностью до 15 знаков в целой и до 4 знаков в дробной части. При этом размер поля составляет 8 байт.
Счетчик – эти поля предназначены для хранения данных, значения которых не редактируются, а устанавливаются автоматически при добавлении каждой новой записи в таблицу. Их значения являются уникальными, последовательно возрастающими на 1 при добавлении каждой новой записи, или могут быть любыми случайными числами.
Дата/время – используют для хранения дат и времени полей, в которых данные представлены в специальном формате.
Логический - используются для хранения данных, которые могут принимать одно из двух возможных значений. Свойство Формат поля логического поля позволяет использовать специальные форматы или один из трех встроенных: Истина/Ложь, Да/Нет или Вкл/Выкл. При этом значения Истина, Да и Вкл эквивалентны логическому значению True, а значения Ложь, Нет и Выкл — логическому значению False.
Поле МЕМО – текстовые поля произвольной длины (поля МЕМО) могут содержать те же типы данных, что и простые текстовые поля. Отличие между этими полями заключается в том, что размер поля МЕМО не ограничен 255 символами, а может содержать до 65 535 символов.
Поле объекта OLE – МS Ассеss позволяет хранить в таблицах изображения и другие двоичные данные (например, электронную таблицу МS Ехсе1, рисунок, звукозапись). Для этих целей служит тип данных Поле объекта OLE. Объем данных, которые вы можете ввести в это поле, составляет 1 Гбайт.
Гиперссылка – поля этого типа предназначены для хранения строк, состоящих из букв и цифр, и представляющих адрес гиперссылки. Адрес гиперссылки может состоять максимум из трех частей.
Мастер подстановок – выбор этого типа данных запускает мастер подстановок, предназначенный для создания поля, в котором предлагается выбор значений из раскрывающегося списка, содержащего набор постоянных значений или значений из другой таблицы.
Размер данного поля совпадает с размером ключевого поля, используемого в качестве подстановки (обычно 4 байта).
Каждый из типов данных наделен собственными свойствами, которые отображаются в разделе «Свойства поля» окна конструктора.
| Свойство | Назначение |
| Размер поля | Задает максимальное число символов для ввода в данное поле |
| Новые назначения | Определяет способ изменения значений счетчика при добавлении новых записей |
| Формат поля | Задает формат ввода значений данного поля |
| Число десятичных знаков | определяет число десятичных знаков, используемых при отображении чисел |
| Маска ввода | Задает маску ввода, облегчающую ввод данных в поле |
| Подпись | Определяет текст, который выводится в качестве подписи поля |
| Значение по умолчанию | Позволяет указать значение, автоматически вводящееся в поле при создании новой записи |
| Условие на значение | Определяет требование к данным, вводимым в поле |
| Сообщение об ошибке | Позволяет указать текст сообщения, выводящегося на экран, если введенные данные нарушают условия, определенные в свойстве |
| Обязательное поле | Указывает, требует ли поле обязательного ввода значения |
| Пустые строки | Определяет, допускается ли ввод в данное поле пустых строк |
| Индексированное поле | Определяет индекс, создаваемый по одному полю |
| Сжатие Юникод | Устанавливает сжатие полей, для хранения данных в которых используется кодировка Юникод (поля МЕМО, гиперссылки и текстовые поля) |
Инструменты системы управления базой данных
Для организации работы базы данных создан специальный комплекс программ, получивший название СУБД (система управления базами данных). Она предоставляет пользователю различные возможности поиска, сортировки, модификации и редактирования данных. Прикладные программы СУБД достаточно разнообразны. Рассмотрим работу с СУБД Access, входящей в состав комплекса прикладных программ Microsoft Office 2000.
К инструментам СУБД можно отнести:
· главное окно базы данных;
· инструменты для создания таблиц;
· инструменты управления видом представления данных;
· инструменты обработки данных;
· инструменты вывода данных.
Главное окно базы данных
В левой части основного окна базы данных расположена панель Объекты скнопками Таблицы, Запросы, Формы, Отчеты. Эти кнопки соответствуют тем основным объектам, которые вы будете создавать, и использовать в базе данных. В правой части окна указаны режимы создания объектов. Для всех объектов базы данных предусмотрены два способа создания таблиц: с помощью конструктора и с помощью мастера. В правой части окна находятся значки с именами созданных объектов (каждый вид объектов в своем окне).