Основные понятия о базах данных и субд. Цп автоматизированные системы управления и промышленная безопасность

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.

Как отмечалось, БД в простейшем случае представляется в виде системы двумерных таблиц. Таблицы могут быть представлены в ПК либо в виде отдельных файлов, либо размещаться в одном файле.

Файл – информация, хранимая на электронном носителе после завершения отдельных заданий и рассматриваемая в процессе обработки как единое целое. Файл имеет имя и требует некоторого объема памяти носителя, в качестве которого может выступать дискета, винчестер, компакт-диск (CD).

Поле – столбец файлового документа (таблицы). Имя поля часто называют атрибутом.

Домен – совокупность значений одного поля.

Универсум – совокупность значений всех полей.

Запись – строка документа. Следует отметить, что это понятие неоднозначно. В реляционной модели данных запись – строка таблицы, в сетевой модели данных – элемент структуры, аналогичный примерно таблице в реляционной модели данных.

Запись логическая – поименованная совокупность данных, рассматриваемая пользователем как одно целое.

Запись физическая (совокупность данных записываемых/считываемых одним блоком) характеризует расположение данных в физической памяти ПК.

Ключ – поле с уникальными (неповторяющимися) записями, используемое для определения места расположения записи. Ключ может состоять из совокупности полей (составной ключ), называемых суперключом.

Выделенный ключ – ключ, явно перечисленный вместе с реляционной схемой. В противном случае говорят о неявном ключе. Вводят и такие понятия как возможный ключ (ключ-кандидат), если любой из нескольких наборов полей может быть принят за составной ключ. Один из выделенных ключей называют первичным. При работе с несколькими связанными таблицами говорят о родительском ключе главной таблицы и внешнем ключе подчиненной таблицы. Иногда ключ называют идентификатором – атрибутом, значения которого однозначно определяют экземпляры объекта предметной области.

Предметная область – отражение в БД совокупности и объектов реального мира с их связями, относящимися к некоторой области знаний и имеющих практическую ценность для пользователя. Понятие "идентификатор" используется и в физической базе данных.

Указатель – идентификатор, который ведет к заданной записи из какой-то другой записи в физической базе данных. Здесь запись – некоторый блок данных в памяти компьютера.

Приведем перечень используемых в дальнейшем терминов, детальное пояснение которых проводится в последующих разделах данной работы.

Администратор базы данных (АБД) – лицо, отвечающее за выработку требований к БД, ее проектирование, реализацию, эффективное использование и сопровождение.

Архитектура – разновидность (обобщение) структуры, в которой какой-либо элемент может быть заменен на другой элемент, характеристики входов и выходов которого идентичны первому элементу. Понятие "принцип открытой архитектуры" используется при построении компьютера. Этот принцип означает, что вместо принтера одной марки (например, Epson) к компьютеру может быть подключен принтер другого типа (например, Hewlett Packard).

Безопасность – защита от преднамеренного или непреднамеренного нарушения секретности, искажения или разрушения.

Блокировка – неделимая операция, которая позволяет только одному процессу иметь доступ к совместно используемому ресурсу.

Вид (View) – таблица, вычисленная с помощью навигационной операции на основе исходной таблицы (таблиц). Вид может использоваться почти по тем же правилам, что и исходная таблица.

Внешняя схема – описание данных на концептуальном уровне. Как отмечалось, в реляционной БД порядок расположения полей (столбцов) таблицы безразличен. Однако для реализации следует выбрать вполне определенный порядок (схему). Чаще всего ключевые поля располагают в начале схемы.

Внутренняя схема – описание данных на физическом уровне.

Время доступа – промежуток времени между выдачей команды записи (считывания) и фактическим получением данных.

Время отклика – промежуток времени от момента запроса к БД до фактического получения данных.

Даталогическая модель – модель логического уровня, представляющая собой отображение логических связей безотносительно к их содержанию и среде хранения.

Доступ – операция поиска, чтения данных или записи их.

Задание (работа) – программа или совокупность программ и преобразуемые этими программами данные.

Защита данных – противостояние базы данных несанкционированному доступу, преднамеренному искажению или разрушению информации.

Индекс – совокупность указателей, содержащих информацию о местоположении записи. Для ускорения поиска полям сопоставляют уникальный набор (числовой или символьный). Индекс может быть представлен и несколькими полями. Если при построении БД заданы индексы, то для поиска сначала их и используют. Если индексов нет, то может проводиться длительный поиск путем перебора данных.

Концептуальный – определение, относящееся к обобщенному представлению данных, независимому от СУБД. При проектировании БД выделяют концептуальную, логическую и физическую базы данных (модели), определение которых приведено позднее.

Кортеж – совокупность полей или запись (строка).

КОДАСИЛ (CODASIL) – набор стандартов для сетевых баз данных.

Логический – определение, относящееся к представлению или описанию данных, не зависящему от запоминающей среды или вычислительной системы, однако "привязанное" к выбранной СУБД.

Машина баз данных (МБД) – вспомогательный периферийный процессор, выполняющий функции СУБД.

Метаданные – данные о данных, описание информационных ресурсов, их характеристик, местонахождения, способов использования и т. д. Например, перечень таблиц с характеристиками каждой из них (имя, объем памяти и другие параметры).

Многозначная зависимость (MV-зависимость, зависимость 1:М) – для подсхем X, Y, Z, принадлежащих схеме R, Z = R – (XY) и кортежей t2(X) = t1(Х) и t3(Y) = t1(Y) справедливо t3(Z) = t1(Z) и t3(Z) = t2(Z).

Модель данных – средство абстракции, позволяющее видеть информационное содержание (обобщенную структуру), а не их конкретные значения. Выделяют, как отмечалось, иерархическую, сетевую, реляционную, объектно-ориентированную, объектно-реляционную и многомерную модели данных.

Навигация – операция, результат которой представлен единым объектом, полученным при прохождении пути по логической структуре БД. Иными словами, операция получения новой таблицы из полей связанных таблиц.

Независимость данных – возможность изменения логической и физической структуры БД без изменения представлений пользователя.

Объект – термин, обозначающий факт, лицо, событие, предмет, о котором могут быть собраны данные. В реляционных СУБД выделяют такие основные объекты, как таблицы, формы, запросы, отчеты, макросы, модули.

Объектно-ориентированное программирование – методология программирования, основанная на представлении программ в виде связанной совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного класса, а классы образуют иерархию по наследованию.

Объектно-ориентированное проектирование – методология проектирования, соединяющая в себе процесс объектной декомпозиции и приемы представления логических и физических, а также статических и динамических моделей проектируемой системы.

Отношение r на множествах (доменах) S1, ..., Sn – подмножество декартова произведения S,& ... &Sn. Понятие "отношение" является основным в реляционных БД. Пусть имеется таблица с двумя полями S1 и S2 по два значения в каждом (S1 = {al, а2} и S2 = {bl, b2}, т. е. в каждом домене по два значения). "Полная" таблица имеет четыре возможных записи (al, bl; al, b2; а2, М; а2, b2), которые и образуют декартово произведение. Отношением является и часть этой таблицы (например, al, bl; а2, b1). Отношение может быть и составным: r – (r1, ..., rn), составленным, например, из нескольких связанных таблиц.

Подсхема – описание логического представления пользователя данной группы. Иными словами, это схема отдельного пользователя БД, если их несколько. Из подсхем может быть составлена схема БД (для всех пользователей). Нетрудно видеть, что при наличии одного пользователя подсхема является схемой.

Программа – полное и точное описание алгоритма на некотором формальном языке программирования.

Процедура – некоторая подпрограмма.

Распределенная база данных (РЕД) – единая БД, представленная в виде отдельных (возможно, избыточных и перекрывающихся) разделов на разных вычислительных средствах.

Связь – ассоциация между экземплярами примитивных или агрегированных объектов (записей) данных.

Семантика – часть языка, касающаяся указания смысла и действия текста, составленного в соответствии с синтаксическими правилами. Действия текста относится к операторам на некотором языке программирования.

Синтаксис – правила, определяющие разрешенные языковые конструкции, а также последовательности расположения символов в программе.

Система баз данных – совокупность СУБД, прикладного программного обеспечения, базы данных, операционной системы и технических средств, обеспечивающих информационное обслуживание пользователей.

Система управления базой данных (СУБД) – совокупность программных средств, обеспечивающих управление БД на всех уровнях.

Системный журнал – журнал регистрации всех изменений БД.

Словарь данных – набор обобщенных описаний данных БД, обеспечивает логически централизованное хранение метаданных.

Спецификация – операция, результатом которой является новая структура, построенная на основе структур базы данных.

Структура – совокупность элементов и нх связей.

Сущность – примитивный объект данных, отображающий элемент предметной области (человек, место, вещь и т. д.).

Схема данных – описание логической структуры данных, специфицированное на языке описания данных и обрабатываемое СУБД. Дело в том, что в общем случае поля таблицы (отношения) могут располагаться в произвольном порядке (семейство отношений). Для конкретного пользователя и в конкретной БД должен быть выбран и зафиксирован только один вариант порядка. Этот вариант называют схемой (пользователя).

Транзакция – процесс изменения файла или БД, вызванный передачей одного входного сообщения. Это сообщение (команду) часто тоже называют транзакцией.

Функциональная зависимость (F-зависимость, зависимость 1:1): схема Y функционально зависит от X, если для кортежей t,(X) = t2(X), справедливо t1(Y) = t2(Y), причем схемы X и Y могут принадлежать схеме R.

Хранимая запись – совокупность связанных элементов данных, соответствующая одной или нескольким логическим записям и содержащая все необходимые служебные данные.

Хранилище данных – предметно-ориентированный, интегрированный, привязанный ко времени и неизменный набор данных, предназначенный для поддержки принятия решений.

Целостность данных – устойчивость хранимых данных к разрушению (уничтожению), связанному с неисправностями технических средств, системными ошибками и ошибочными действиями пользователей.

Элемент данных – наименьшая единица данных, имеющая смысл при описании информации; наименьшая единица поименованных данных.

Экземпляр – отдельный экземпляр объекта, записи, элемента данных.

Язык базы данных – общий термин, относящийся к классу языков, которые используются для определения и обращения к базам данных.

Язык манипулирования данными (ЯМД) – командный язык, обеспечивающий доступ к содержимому БД и его обработку. Обработка предполагает вставку, удаление и изменение данных (операции обновления).

Язык описания данных (ЯОД) – предназначен для описания данных на концептуальном, логическом и физическом уровнях на основе соответствующих схем. Речь идет о командах по формированию структуры (шапки) таблиц и связей между ними. Эти операции могут быть обеспечены визуальным языком программирования QBE или директивным языком программирования SQL.

Язык запросов – высокоуровневый язык манипулирования данными, обеспечивающий взаимодействие пользователей с БД. Язык запросов предполагает выборку данных.

Следует отметить, что три группы операций с БД (описание, манипулирование, запрос) совмещены в языке SQL, а в некоторых СУБД – и в языке QBE.

Исходным элементом базы данных является таблица, структурные составляющие которой – поле и запись. Можно выделить две разновидности структуры таблиц: линейную и нелинейную. В линейной структуре поля располагаются последовательно друг за другом в произвольном порядке (табл. 1.11). В силу произвольности порядка для данной, конкретной реализации следует закрепить определенный вариант, называемый схемой пользователя.

Таблица 1.11

Таблица данных о кафедре

В нелинейной структуре выделяется понятие "агрегат", являющийся как бы таблицей в таблице (табл. 1.12). Агрегат может быть двух видов: вектор и повторяющиеся поля. Возможности реализации структур таблиц зависят от выбранной модели данных (МД). Реляционная и иерархическая модели данных реализуют только линейную структуру, тогда как сетевая и объектно-ориентированная модели позволяют использовать и нелинейную структуру. Особенности конкретной реализации определяются классами БД и СУБД.

Таблица 1.12

Таблица данных о студентах

Урок " Основные понятия БД "

Любой из нас, начиная с раннего детства, многократно сталкивался с «базами данных». Это - всевозможные спра­вочники (например, телефонный), энциклопедии и т. п. За­писная книжка - это тоже «база данных», которая есть у каждого из нас.

Базы данных представляют собой информационные модели, содержащие данные об объектах и их свойствах. Базы данных хранят информацию о группах объектов с одинаковым набором свойств.

Например, база данных «Записная книжка» хранит информацию о людях, каждый из которых имеет фамилию, имя, телефон и так далее. Библиотечный каталог хранит информацию о книгах, каждая из которых имеет название, автора, год издания и так далее.

Информация в базах данных хранится в упорядоченном виде. Так, в записной книжке все записи упорядочены по - алфавиту, а в библиотечном каталоге - либо по алфавиту – алфавитный каталог), либо по области знания (предметный каталог).

Существует несколько различных структур информационных моделей и соответственно различных типов баз данных: табличная, сетевая, иерархическая (см. модели).

Иерархические базы данных

Иерархические базы данных графически могут быть представлены как перевернутое дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень (корень дерева ) занимает один объект, второй - объекты второго уровня и так далее.

Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объ­ект, более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом объект-предок может не иметь потомков или иметь их несколько, тогда как объект-потомок обязательно имеет только одного предка. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами .

Например: иерархической базой данных является Каталог папок Windows , с которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол. На втором уровне находятся папки Мой компьютер, Мои документы, Сетевое окружение и Корзина, которые являются потомками папки Рабочий стол, а между собой является близнецами. В свою очередь, папка Мой компьютер является предком по отношению к папкам третьего уровня - папкам дисков (Диск 3,5(А:), (С:), ( D :), (E :), (F :)) и системным папкам (Принтеры, Панель управления и др.)

Сетевые базы данных

Сетевая база данных является обобщением иерархической за счет допущения объектов, имеющих более одного предка. Вообще, на связи между объектами в сетевых моделях не накладывается никаких ограничений.

Сетевой базой данных фактически является Всемирная пау mu н a глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую базу данных.

Табличные базы данных

Табличная база данных содержит перечень объектов одного типа, то есть объектов, имеющих одинаковый набор свойств. Такую базу данных удобно представлять в виде двумерной таблицы: в каждой ее строке последовательно размещаются значения свойств одного из объектов; каждое значение свойства - в своем столбце, озаглавленном именем свойства.

Рассмотрим, например, базу данных: Телефонный справочник

Столбцы такой таблицы называют полями; каждое поле характеризуется своим именем (именем соответствующего свойства) и типом данных, представляющих значения данного свойства.

Строки таблицы являются записями об объекте; эти записи разбиты на поля столбцами таблицы, поэтому каждая запись представляет собой набор значений, содержащихся в полях .

Каждая таблица должна содержать, по крайней мере, одно ключевое поле, содержимое которого уникально для каждой записи в этой таблице. Ключевое поле позволяет однозначно идентифицировать каждую запись в таблице.

В качестве ключевого моля чаще всего используют поле, содержащее тип данных счетчик . Однако иногда удобнее в качестве ключевого поля таблицы использовать другие поля: код товара, инвентарный номер и т. п.

Телефонный справочник

Тип поля определяется типом данных, которые оно содер жит. Поля могут содержать данные следующих основных типов:

счетчик - целые числа, которые задаются автоматиче ски при вводе записей. Эти числа не могут быть изменены пользователем;

текстовый - тексты, содержащие до 255 символов;

числовой - числа;

дата/время - дата или время;

денежный - числа в денежном формате;

логический - значения Истина (Да) или Ложь (Нет);

поле объекта OLE - изображение или рисунок

Поле каждого типа имеет свой набор свойств. Наиболее в ажными свойствами полей являются:

размер поля - определяет максимальную длину тексто вого или числового поля;

формат поля - устанавливает формат данных;

обязательное поле - указывает на то, что данное поле обязательно надо заполнить

Система управления базами данных Access (СУБД)

Назначение и основные функции

Развитие информационных технологий привело к созданию компьютерных баз данных. Создание баз данных, а также операции поиска и сортировки данных выполняются специальными программами - системами управления базами данных (СУБД).

Таким образом, необходимо различать собственно базы данных (БД), которые являются упорядоченными наборами данных, и системы управления базами данных - программы, управляющие хранением и обработкой данных.

Системой управления базами данных является приложение Access , входящее в Microsoft Office .

Интерфейс программы Access

Объект ы в СУБД Access :

· Таблица. В базах данных вся информация хранится в двумерных таблицах. Это базовый объект БД, все остальные объекты создаются на основе существующих таблиц (производные объекты).

· Запросы. Запросы предназначены для отбора данных на основании заданных условий. С помощью запроса из базы данных можно выбрать информацию, удовлетворяющую определенным условиям.

· Формы. Формы позволяют отображать данные, содержащиеся в таблицах или запросах, в более удобном для восприятия виде. При помощи форм можно добавлять в таблицы новые данные, а также редактировать или удалять существующие. Форма может содержать рисунки, графики и другие внедренные объекты.

· Отчеты. Отчеты предназначены для печати данных, содержащихся в таблицах и запросах, в красиво оформленном виде.

· Макросы. Макросы служат для автоматизации повторяющихся операций. Запись макроса производится так же, как в других приложениях, например как в приложении Word .

· Модули. Модули также служат для автоматизации работы с БД. Модули еще называют процедурами обработки событий и пишутся на языке VBA .

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:

1. 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.

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

Основные понятия о базах данных и СУБД

Лекция 3. Тема 4.3 Представление об организации баз данных и системах управления базами данных.

1 Основные понятия о базах данных

2 СУБД Microsoft Access

Основные понятия о базах данных и СУБД

Информационная система (ИС) - ϶ᴛᴏ система, построенная на базе компьютерной техники, предназначенная для хранения, поиска, обработки и передачи значительных объёмов информации, имеющая определœенную практическую сферу применения.

База данных - ϶ᴛᴏ ИС, которая хранится в электронном виде.

База данных (БД) – организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти ЭВМ, постоянного обновления и использования.

БД служат для хранения и поиска большого объёма информации. Примеры баз данных: записная книжка, словари, справочники, энциклопедии и т.д.

Классификация баз данных:

1. По характеру хранимой информации:

- Фактографические – содержат краткие сведения об описываемых объектах, представленных в строго определённом формате (картотеки, н-р: БД книжного фонда библиотеки, БД кадрового состава учреждения),

- Документальные – содержат документы (информацию) самого разного типа: текстового, графического, звукового, мультимедийного (архивы, н-р: справочники, словари, БД законодательных актов в области уголовного права и др.)

2. По способу хранения данных:

- Централизованные (хранятся на одном компьютере),

- Распределœенные (используются в локальных и глобальных компьютерных сетях).

3. По структуре организации данных:

- Реляционные (табличные),

- Нереляционные.

Термин ʼʼреляционныйʼʼ (от лат. relatio – отношение) указывает на то, что такая модель хранения данных построена на взаимоотношении составляющих её частей. Реляционная база данных, по сути, представляет собой двумерную таблицу . Каждая строка такой таблицы принято называть записью. Столбцы таблицы называются полями: каждое поле характеризуется своим именем и типом данных. Поле БД - ϶ᴛᴏ столбец таблицы, содержащий значения определœенного свойства.

Свойства реляционной модели данных:

Каждый элемент таблицы – один элемент данных;

Всœе поля таблицы являются однородными, ᴛ.ᴇ. имеют один тип;

Одинаковые записи в таблице отсутствуют;

Порядок записей в таблице должна быть произвольным и может характеризоваться количеством полей, типом данных.

Иерархической принято называть БД, в которой информация упорядочена следующим образом: один элемент считается главным, остальные – подчинёнными. В иерархической базе данных записи упорядочиваются в определœенную последовательность, как ступеньки лестницы, и поиск данных может осуществляться последовательным ʼʼспускомʼʼ со ступени на ступень. Данная модель характеризуется такими параметрами, как уровни, узлы, связи. Принцип работы модели таков, что несколько узлов более низкого уровня соединяются при помощи связи с одним узлом более высокого уровня.

Узел – информационная модель элемента͵ находящегося на данном уровне иерархии.

Свойства иерархической модели данных:

Несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня;

Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень), не подчинœено никакой другой вершинœе;

Каждый узел имеет своё имя (идентификатор);

Существует только один путь от корневой записи к более частной записи данных.

Иерархической базой данных является Каталог папок Windows, с которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол. На втором уровне находятся папки Мой компьютер, Мои документы, Сетевое окружение и Корзина, которые представляют из себяпотомков папки Рабочий стол, будучи между собой близнецами. В свою очередь, папка Мой компьютер – предок по отношению к папкам третьего уровня, папкам дисков (Диск 3,5(А:), С:, D:, E:, F:) и системным папкам (Принтеры, Панель управления и др.).

Сетевой принято называть БД, в которой к вертикальным иерархическим связям добавляются горизонтальные связи. Любой объект должна быть главным и подчинённым.

Сетевой базой данных фактически является Всемирная паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределœенную сетевую базу данных.

Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, принято называть система управления базами данных (СУБД). СУБД используются для упорядоченного хранения и обработки больших объёмов информации.

Система управления базами данных (СУБД) - ϶ᴛᴏ система, обеспечивающая поиск, хранение, корректировку данных, формирование ответов на запросы. Система обеспечивает сохранность данных, их конфиденциальность, перемещение и связь с другими программными средствами.

Основные действия, которые пользователь может выполнять с помощью СУБД:

Создание структуры БД;

Заполнение БД информацией;

Изменение (редактирование) структуры и содержания БД;

Поиск информации в БД;

Сортировка данных;

Защита БД;

Проверка целостности БД.

Современные СУБД дают возможность включать в них не только текстовую и графическую информацию, но и звуковые фрагменты и даже видеоклипы.

Простота использования СУБД позволяет создавать новые базы данных, не прибегая к программированию, а пользуясь только встроенными функциями. СУБД обеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также удобный доступ к ним.

Популярные СУБД - FoxPro, Access for Windows, Paradox.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, крайне важно различать собственно базы данных (БД) – упорядоченные наборы данных, и системы управления базами данных (СУБД) – программы, управляющие хранением и обработкой данных. К примеру, приложение Access, входящее в офисный пакет программ Microsoft Office, является СУБД, позволяющей пользователю создавать и обрабатывать табличные базы данных.

Принципы построения систем управления баз данных следуют из требований, которым должна удовлетворять организация баз данных:

- Производительность и готовность. Запросы от пользователя базой данных удовлетворяются с такой скоростью, которая требуется для использования данных. Пользователь быстро получает данные всякий раз, когда они ему необходимы.

- Минимальные затраты. Низкая стоимость хранения и использования данных, минимизация затрат на внесение изменений.

- Простота и легкость использования. Пользователи могут легко узнать и понять, какие данные имеются в их распоряжении. Доступ к данным должен быть простым, исключающим возможные ошибки со стороны пользователя.

- Простота внесения изменений. База данных может увеличиваться и изменяться без нарушения имеющихся способов использования данных.

- Возможностьпоиска. Пользователь базы данных может обращаться с самыми различными запросами по поводу хранимых в ней данных. Для реализации этого служит так называемый язык запросов.

- Целостность . Современные базы данных могут содержать данные, используемые многими пользователями. Очень важно, чтобы в процессе работы элементы данных и связи между ними не нарушались. Вместе с тем, аппаратные ошибки и различного рода случайные сбои не должны приводить к необратимым потерям данных. Значит, система управления данными должна содержать механизм восстановления данных.

- Безопасность и секретность. Под безопасностью данных понимают защиту данных от случайного или преднамеренного доступа к ним лиц, не имеющих на это права, от неавторизированной модификации (изменения) данных или их разрушения. Секретность определяется как право отдельных лиц или организаций решать, когда, как какое количество информации должна быть передано другим лицам или организациям.

Далее на примере одной из самых распространенных систем управления базами данных – Microsoft Access входит в состав популярного пакета Microsoft Office – мы познакомимся с основными типами данных, способами создания баз данных и с приемами работы с базами данных.

Основные понятия о базах данных и СУБД - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Основные понятия о базах данных и СУБД" 2017, 2018.