Основные понятия

СИСТЕМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ ACCESS

Основные понятия. Создание и работа с базой данных. Реляционные базы данных.

Основные понятия

База данных (банк данных) - это информация большого объема, отдельные ‘порции’ которой похожи друг на друга по структуре, различаясь по содержанию, иными словами, это набор сведений, относящихся к определенной теме или задаче, такой как отслеживание заказов клиентов, создание телефонного справочника, каталога товаров и т.д. В качестве данных могут использоваться даты, денежные суммы, рисунки, слова или целые файлы – иными словами, любой тип информации, хранимой на диске компьютере. Рост объемов данных выдвигает проблему их эффективной организации и быстрого доступа к ним.

Существуют три основных типа моделей данных – реляционная, иерархическая и сетевая. Базы данных Access – это реляционные базы данных. Термин «реляционный» (от латинского relatio – отношение) указывает прежде всего на то, что такая модель хранения данных построена на взаимоотношении составляющих ее частей. В простейшем случае она представляет собой двухмерный массив или двухмерную таблицу, а при создании сложных информационных моделей составит совокупность взаимосвязанных таблиц. Каждая строка такой таблицы называется записью, а столбец – полем.

Реляционная модель данных имеет следующие свойства:

· Каждый элемент таблицы – один элемент данных.

· Все поля в таблице являются однородными, т.е. имеют один тип.

· Каждое поле имеет уникальное имя.

· Одинаковые записи в таблице отсутствуют.

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

Практически любую структуру данных можно преобразовать в простую двухмерную таблицу. Такое представление является наиболее удобным и для пользователя, и для машины, - подавляющее большинство современных информационных систем работает именно с такими таблицами, т.е. с реляционными базами данных.

Основная идея реляционного подхода состоит в том, чтобы представить произвольную структуру данных в виде двухмерной таблицы, т.е. нормализовать структуру.

Каждая запись в таблице должна иметь первичный ключ, т.е. идентификатор (или адрес), значение которого однозначно определяет эту и только эту запись. Первичный ключ должен обладать двумя свойствами.

1. Однозначная идентификация записи: запись должна однозначно определяться значением ключа.

2. Отсутствие избыточности: никакое поле нельзя удалить из ключа, не нарушая при этом свойства однозначной идентификации.

Каждое значение первичного ключа в пределах таблицы должно быть уникальным. В противном случае невозможно отличить одну запись от другой. Указание ключа – это единственный способ отличить одну запись от другой. Обычно используют придуманные разработчиком уникальные цифровые значения – код, табельные номера и т.д.

Кроме первичного, могут использоваться так называемые простые (или вторичные) ключи таблицы. Простых ключей может быть множество. Они используются при упорядочивании (индексировании) таблиц.

Процесс превращения иерархической, сетевой или иной структуры данных в реляционную называется нормализацией. Внешне эта операция очень проста, но содержит некоторые нюансы, игнорирование которых может привести к неприятностям. Нюансы эти заключаются в том, что даже для простых двухмерных структур приходится подправлять состав полей.

Например, мы включим в таблицу поле, значение которого не зависит от первичного ключа. В таком случае появляется возможность утери информации. Однако важнее другое: повторяя многократно одни и те же данные, мы не только переделаем массу лишней работы, но и неминуемо ошибемся. Поэтому следует стремиться к исключению из таблицы полей, которые не связаны непосредственно с первичным ключом таблицы. Для этого, помимо оперативной, можно создать несколько справочных таблиц. Оперативная таблица меняется часто, а справочники – редко, их легко выправить раз и навсегда, внося в дальнейшем лишь небольшие изменения.

При проектировании таблиц рекомендуются следующие «золотые правила»:

1. Надо уяснить себе, что есть первичный ключ таблицы (т.е. убедиться, что двух записей с одинаковым значением ключа в таблице быть не может)

2. Если первичный ключ не просматривается, подумать, правильно ли подобран состав полей

3. Если первичный ключ безупречен, к нему можно дописывать любые атрибуты, зависящие только от ключа.

Если при просмотре подготовленной БД в паре таблиц обнаружится одноименное поле, которое не входит в первичный ключ ни одной из этих таблиц, - это ошибка нормализации. Система не сможет контролировать согласованность значений таких полей.

Прежде чем приступать к работе с базой данных, в первую очередь необходимо выбрать модель представления данных. Она должна отвечать следующим требованиям:

· Наглядность представления информации;

· Простота ввода информации;

· Удобство поиска и отбора информации;

· Возможность использования информации, введенной в другую базу;

· Возможность быстрой перенастройки базы данных (добавление новых полей, новых записей, их удаление).

При разработке БД можно выделить следующие этапы работы.

I этап. Постановка проблемы.На этом этапе формируется задание по созданию БД. В нем подробно описывается состав базы, назначение и цели ее создания, а также перечисляется, какие виды работ предполагается осуществлять в этой базе данных (отбор, дополнение, изменение данных, печать или вывод отчета и т.д.).

II этап. Анализ объекта.На этом этапе необходимо рассмотреть, из каких объектов может состоять ваша БД, каковы свойства этих объектов. После разбиения БД на отдельные объекты необходимо рассмотреть свойства каждого из этих объектов, другими словами, установить, какими параметрами описывается каждый объект. Все эти сведения можно располагать в виде отдельных записей и таблиц. Далее необходимо рассмотреть тип данных каждой отдельной единицы записи (текстовый, числовой и т.д.). Сведения о типах данных также следует занести в составляемую таблицу.

III этап. Синтез модели.На этом этапе по проведенному выше анализу необходимо выбрать определенную модель БД. Далее рассматриваются достоинства и недостатки каждой модели, сопоставить их с требованиями и задачами вашей БД и выбрать ту модель, которая сможет максимально обеспечить реализацию поставленной задачи. После выбора модели необходимо нарисовать ее схему с указанием связей между таблицами или узлами.

IV этап. Способы представления информации, программный инструментарий.После создания модели необходимо, в зависимости от выбранного программного продукта, определить форму представления информации. В большинстве СУБД данные можно хранить в двух видах:

· С использованием форм;

· Без использования форм.

Форма – созданный пользователем графический интерфейс для ввода данных в базу.

V этап. Синтез компьютерной модели объекта и технология его создания.После рассмотрения инструментальных возможностей выбранного программного продукта можно приступить к реализации БД на компьютере. В процессе создания компьютерной модели можно выделить некоторые стадии, типичные для любой СУБД.

Стадия 1. Запуск СУБД, создание нового файла базы данных или открытие созданной ранее базы

В процессе выполнения данной стадии необходимо запустить СУБД, создать новый файл (новую базу) или открыть существующую.

Стадия 2. Создание исходной таблицы или таблиц.

Создавая исходную таблицу, необходимо указать имя и тип каждого поля. Имена полей не должны повторяться внутри одной таблицы. В процессе работы с БД можно дополнять таблицу новыми полями. Созданную таблицу необходимо сохранить, дав ей имя, уникальное в пределах создаваемой базы.

Стадия 3. Создание экранных форм.

Первоначально необходимо указать таблицу, на базе которой будет создаваться форма. Ее можно создавать при помощи Мастера форм или самостоятельно, указав, какой вид она должна иметь (например, в виде столбца или таблицы). При создании формы можно указывать не все поля, которые содержит таблица, а только некоторые из них. Имя формы может совпадать с именем таблицы, на базе которой она создана. На основе одной таблицы можно создать несколько форм, которые могут отличаться видом или количеством используемых из данной таблицы полей. После создания форму необходимо сохранить. Созданную форму можно редактировать, изменяя местоположение, размеры и формат полей.

Стадия 4. Заполнение БД.

Процесс заполнения БД может проводиться в двух видах: в виде таблицы и в виде формы. Числовые и текстовые поля можно заполнять в виде таблицы, а поля типа МЕМО и OLE удобнее заполнять в виде формы.

VI этап. Работа с созданной базой данных.Работа с БД включает в себя такие действия, как:

· Поиск необходимых сведений;

· Сортировка данных;

· Отбор данных;

· Вывод на печать;

· Изменение и дополнение данных.

Рассмотрим все этапы создания и принципы работы с базами данных на примере СУБД Microsoft Access.

Баз данных может быть много, каждой из них соответствует свой файл. Microsoft Access позволяет управлять всеми сведениями из одного файла базы данных. База данных Access включает поименованные объекты: таблицы, запросы, формы, отчеты, макросы и модули. Данные в рамках файла можно разделить на отдельные контейнеры, называемые таблицами; электронные формы позволяют просматривать, добавлять и обновлять данные в таблицах; с помощью запросов можно найти и извлечь только нужные данные; анализ или печать данных по заданному макету производится с помощью отчетов.

Рассмотрим подробнее основные объекты базы данных Access

Для унификации механизмов поиска данных содержимое наборов данных Access представляется в виде таблиц. Таблица - это объект для хранения данных. Каждая таблица содержит информацию об объекте определенного типа, то есть, таблица — это набор данных по конкретной теме, такой как товары, поставщики, телефонные номера и др. Использование отдельной таблицы для каждой темы означает, что соответствующие данные сохранены только один раз, что делает базу данных более эффективной. В связи с отсутствием необходимости дублирования одних и тех же данных, снижается вероятность ошибок при вводе данных, а также повышается скорость обработки информации.

Таблица содержит поля (столбцы), в которых хранятся различного рода данные об объекте, например, фамилия, имя, телефон, адрес, почтовый индекс клиента, и записи (строки), где собрана вся информация о конкретном значении объекта. Термин поле применяется как для столбца, так и для ячейки таблицы. Для вывода информации, содержащейся в поле, в формах или на страницах доступа к данным используется элемент управления, например, текстовое поле. В некоторых база данных вместо термина «поле» используется термин «столбец».

Для каждой таблицы должен быть определен первичный ключ (одно поле, имеющее для каждой записи уникальное значение или несколько полей, совокупное значение которых для каждой записи уникально). Т.е. первичный ключ - это однозначный идентификатор каждой записи таблицы. В частном случае - это Код Сотрудника.

Для увеличения скорости доступа к данным отдельные поля таблицы (или их совокупность) могут быть объявлены индексами. Индекс – средство, ускоряющее поиск и сортировку в таблице за счет использования ключевых значений, которое позволяет обеспечить уникальность строк таблицы. Первичный ключ таблицы индексируется автоматически. Не допускается создание индексов для полей с некоторыми типами данных.

Индексу соответствует внутренняя индексная таблица Access из двух столбцов, в левом из которых перечислены все возможные значения индексированного поля, а в правом - значения первичного ключа записей, содержащих данное значение индексированного поля. На пример, чтобы отсортировать записи таблицы в алфавитном порядке следования значений поля Фамилия (когда это поле объявлено индексом), Access построит индексную таблицу, в левом столбце которой будут следовать конкретные фамилии в алфавитном порядке, а в правом - значения первичного ключа записей, содержащих эти фамилии. Таким образом, индексная таблица позволит увидеть исходную таблицу в отсортированном виде, не меняя порядка следования записей в самой таблице.

Запросы используются для просмотра, изменения и анализа данных различными способами. Запрос позволяет получить нужные данные из одной или нескольких таблиц и сформировать из этих данных соответствующую запросу таблицу. Например, можно запросить телефоны всех клиентов с фамилией Паниковский, проживающих в городе Тула. Запросы также можно использовать в качестве источников записей для форм, отчетов и страниц доступа к данным. Наиболее распространенный тип запросов — запрос на выборку. Запрос на выборку отбирает данные из одной или более таблиц по заданным условиям, а затем отображает их в нужном порядке.

Форма предназначена для ввода данных в таблицу и отображения их на экране, то есть, по сути, являются электронными аналогами бумажных бланков. Формы бывают различных типов, они позволяют запускать макросы и модули и др.

Большая часть сведений в форме поступает из базового источника записей (таблиц или запросов). Остальные сведения формы хранятся в ее структуре. Связь между формой и источником данных для нее создается при помощи графических объектов, называемых элементами управления. Наиболее часто используемым для вывода и ввода данных элементом управления является поле.

Отчет предназначен для создания документа, который впоследствии может быть распечатан или включен в документ другого приложения. Отчет представляет собой эффективный способ представления данных в печатном формате, так как, имея возможность управлять размером и внешним видом всех элементов отчета, пользователь может отобразить сведения желаемым образом. Подобно формам, большая часть сведений в отчет поступает из базовой таблицы или запроса, являющейся источником данных для отчета. Остальные же сведения хранятся (или рассчитываются) самим отчетом.

Макрос – представляет собой последовательность макрокоманд (замкнутая инструкция, самостоятельно или в комбинации с другими макрокомандами выполняющая в макросе действия), которая может быть выполнена в ответ на определенное событие, например осуществить проверку значения некоторого поля при изменении его содержания. Макросы могут быть полезны для автоматизации часто выполняемых задач. Например, при нажатии пользователем кнопки можно запустить макрос, который распечатает отчет.

Модуль — это набор описаний и процедур на языке Visual Basic для приложений, собранных в одну программную единицу, программа, которая может быть выполнена в ответ на те или иные изменения, происходящие в формах или отчетах.