Реферат: Основные понятия баз данных

Основные понятия
баз данных.

Борисов В.А.

Красноармейский филиал

ГОУ ВПО «Академия народного хозяйства

при Правительстве РФ»

Красноармейск 2009 г.

Базы данных и системы управления базами данных

— База данных (БД) — это организованная структура, предназначенная для хранения информации.

— Системы управления базами данных (СУБД) позволяют размещать в своих структурах данные и методы, с помощью которых происходит взаимодействие с потребителем или с другими программно-аппаратными комплексами.

— В современных базах данных хранятся отнюдь не только данные, но и информация.

Системы управления базами данных (СУБД)

— Комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнения ее содержимым, редактирования содержимого и визуализации информации.

Визуализация информации базы

— Отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройство вывода или передача по каналам связи.

— Большинство СУБД опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий.

Структура простейшей БД

— Хотя данных в базе и нет, но информация в ней все-таки есть — это структура базы.

— Она определяет методы занесения данных и хранения их в базе.

— Основными объектами любой базы данных являются ее таблицы.

— Простейшая база данных имеет хотя бы одну таблицу.

— Структура простейшей базы данных тождественно равна структуре ее таблицы.

— Структуру простейшей базы данных образуют поля и записи.

— Если записей в таблице пока нет, значит, ее структура образована только набором полей.

Свойства полей БД

— Поля базы данных определяют структуру базы и групповые свойства данных, записываемых в ячейки, принадлежащие каждому из полей.

Имя поля

— Определяет, как следует обращаться к данным этого поля при автоматических операциях с базой.

Тип поля

— Определяет тип данных, которые могут содержаться в данном поле.

Размер поля

— Определяет предельную длину данных, которые могут размещаться в данном поле.

Формат поля

— Определяет способ форматирования данных в ячейках, принадлежащих полю.

Маска ввода

— Определяет форму, в которой вводятся данные в поле.

Подпись

— Определяет заголовок столбца таблицы для данного поля.

Значение по умолчанию

— Значение, которое вводится в ячейки поля автоматически.

Условие на значение

— Ограничение, используемое для проверки правильности
ввода данных.

Сообщение об ошибке

— Текстовое сообщение, которое выдается автоматически
при попытке ввода в поле ошибочных данных.

Обязательное поле

— Свойство, определяющее обязательность заполнения данного поля при наполнении базы.

Пустые строки

— Свойство, разрешающее ввод пустых строковых данных.

Индексированное поле

— Если поле обладает этим свойством, все операции, связанные с поиском или сортировкой записей по значению, хранящемуся в данном поле, существенно ускоряются.

— Свойства полей могут различаться в зависимости от типа данных.

Типы данных

— Таблицы баз данных, как правило, допускают работу с гораздо большим количеством разных типов данных.

Текстовый

— Тип данных, используемый для хранения обычного неформатированного текста ограниченного размера (до 255 символов).

Поле Мемо

— Специальный тип данных для хранения больших объемов текста (до 65 535 символов).

Числовой

— Тип данных для хранения действительных чисел.

Дата/время

— Тип данных для хранения календарных дат и текущего времени.

Денежный

— Тип данных для хранения денежных сумм.

Счетчик

— Специальный тип данных для уникальных натуральных чисел с автоматическим наращиванием.

Логический

— Тип для хранения логических данных (могут принимать только два значения, например Да или Нет).

Поле объекта OLE

— Специальный тип данных, предназначенный для хранения
объектов OLE, например мультимедийных.

Гиперссылка

— Специальное поле для хранения адресов URL для Web-объектов Интернета.

Мастер подстановок

— Объект, настройкой которого можно автоматизировать ввод данных в поле так, чтобы не вводить их вручную, а выбирать из раскрывающегося списка.

Безопасность баз данных

— Базы данных — это тоже файлы, но работа с ними отличается от работы с файлов других типов, создаваемых прочими приложениями.

— Для баз данных предъявляются особые требования с точки зрения безопасности, поэтому в них реализован другой подход к сохранению данных.

— Целостность содержимого базы не может и не должна зависеть ни от конкретных действий некоего пользователя, забывшего сохранить файл перед выключением компьютера, ни от перебоев в электросети.

— В части операций участвует операционная система компьютера, но некоторые операции сохранения происходят в обход операционной системы.

— Операции изменения структуры базы данных, создания новых таблиц или вообще объектов происходят при сохранении файла базы данных.

— Операции по изменению содержания данных, не затрагивающие структуру базы, максимально автоматизированы и выполняются без предупреждения.

Формирование баз данных

Режимы работы с базами данных

— СУБД имеет два режима работы: проектировочный и пользовательский.

— Первый режим предназначен для создания или изменения структуры базы и создания ее объектов.

— Во втором режиме происходит использование ранее подготовленных объектов для наполнения базы или получения данных из нее.

Проектировщики

— Их задача состоит в разработке структуры таблиц базы данных и согласовании ее с заказчиком.

Пользователи

— Получают исходную базу данных от проектировщиков и занимаются ее наполнением и обслуживанием.

Объекты базы данных

— Основные типы объектов мы рассмотрим на примере СУБД Microsoft Access.

— В версии Microsoft Access эта СУБД позволяет создавать и использовать объекты семи различных типов.

Таблицы

— Это основные объекты любой базы данных.

— В таблицах хранятся все данные, имеющиеся в базе.

— Таблицы хранят структуру базы (поля, их типы и свойства).

Запросы

— Служат для извлечения данных из таблиц и предоставления их пользователю в удобном виде.

— С помощью запросов выполняют: отбор данных, их сортировку и фильтрацию, преобразование данных по заданному алгоритму, создают новые таблицы выполняют автоматическое наполнение таблиц данными, импортированными из других источников, выполняют простейшие вычисления в таблицах и многое другое.

— Из соображений безопасности, чем меньше доступа к базовым таблицам имеют конечные пользователи, тем лучше.

— Во-первых, снижается риск того, что неумелыми действиями они повредят данные в таблицах.

— Во-вторых, предоставив разным пользователям разные запросы, можно эффективно разграничить их доступ к данным в строгом соответствии с кругом персональных обязанностей.

— Особенность запросов состоит в том, что они черпают данные из базовых таблиц и создают на их основе временную результирующую таблицу.

— Основной принцип состоит в том, что от базовых таблиц никакой упорядоченности не требуется.

— Все записи в основные таблицы вносятся только в естественном порядке по мере их поступления, то есть в неупорядоченном виде.

Формы

— Формы — это средства для ввода данных.

— Смысл их — предоставить пользователю средства для заполнения только тех полей, которые ему заполнять положено.

— Преимущества форм раскрываются особенно наглядно, когда происходит ввод данных с заполненных бланков.

Отчеты

— Предназначены только для вывода данных на печатающее устройство.

Страницы

— Физически это особый объект, выполненный в коде HTML, размещаемый на web-странице и передаваемый клиенту вместе с ней.

— Сам по себе этот объект не является базой данных, но содержит компоненты, через которые осуществляется связь переданной web-страницы с базой данных, остающейся на сервере.

Макросы и модули

— Эти категории объектов предназначены как для автоматизации повторяющихся операций при работе с системой управления базами данных, так и для создания новых функций путем программирования.

— В СУБД Microsoft Access макросы состоят из последовательности внутренних команд СУБД и являются одним из средств автоматизации работы с базой.

— Модули создаются средствами внешнего языка программирования, в данном случае языка Visual Basic for Applications.

Проектирование базы данных

— Неоптимальные решения и прямые ошибки, заложенные на этапе проектирования, впоследствии очень трудно устраняются, поэтому этот этап является основополагающим.

Разработка технического задания

Обычно используют следующие подходы:

— демонстрируют заказчику работу аналогичной базы данных, после чего согласовывают спецификацию отличий;

— если аналога нет, выясняют круг задач и потребностей заказчика, после чего
помогают ему подготовить техническое задание.

При подготовке технического задания составляют

— список исходных данных, с которыми работает заказчик;

— список выходных данных, которые необходимы заказчику для управления
структурой своего предприятия;

— список выходных данных, которые не являются необходимыми для заказчика, но которые он должен предоставлять в другие организации.

Разработка схемы данных

— Работа начинается с составления генерального списка полей — он может насчитывать десятки и даже сотни позиций.

— В соответствии с типом данных, размещаемых в каждом поле, определяют лишь более подходящий тип для каждого поля.

— Далее распределяют поля генерального списка по базовым таблицам.

— На первом этапе распределение производят по функциональному признаку.

— Цель — обеспечить, чтобы ввод данных в одну таблицу производился, по возможности, в рамках одного подразделения, а еще лучше — на одном рабочем месте.

— Наметив столько таблиц, сколько подразделений охватывает база данных, приступают к дальнейшему делению таблиц.

— Критерием необходимости деления является факт множественного повтора данных в соседних записях.

— В каждой из таблиц намечают ключевое поле.

— В качестве такового выбирают
поле, данные в котором повторяться не могут.

— С помощью карандаша и бумаги расчерчивают связи между таблицами.

— Такой чертеж называется схемой данных.

Типы возможных связей между таблицами

— Наиболее распространенными являются связи «один ко многим» и «один к одному».

— Связь между таблицами организуется на основе общего поля, причем в одной из таблиц оно обязательно должно быть ключевым, то есть на стороне «один» должно выступать ключевое поле, содержащее уникальные, неповторяющиеся значения.

— Системы управления, способные работать со связанными таблицами, называют системами управления реляционными базами данных, а схемы данных в технической литературе могут называть схемой реляционных отношений.

— Разработкой схемы данных заканчивается «бумажный» этап работы над техническим предложением.

— На этом этапе завершается предварительное проектирование базы данных, и на следующем этапе начинается ее непосредственная разработка.

Работа с СУБД Microsoft Access

Общие замечания

— СУБД Microsoft Access предоставляет несколько средств создания каждого из основных объектов базы:

— ручные (разработка объектов в режиме Конструктора);

— автоматизированные (разработка с помощью программ-мастеров);

— автоматические — средства ускоренной разработки простейших объектов.

— При разработке учебных таблиц и запросов рекомендуется использовать ручные средства — работать в режиме Конструктора.

— Использование мастеров ускоряет работу, но не способствует освоению понятий и методов.

— При разработке учебных форм, отчетов и страниц доступа лучше пользоваться автоматизированными средствами, предоставляемыми мастерами.

— Это связано с тем, что для данных объектов большую роль играет внешний вид.

Работа

с таблицами

Создание таблиц

— Создание таблиц начинается с выбора элемента управления Таблицы.

Окно Конструктора таблиц

Графический бланк для создания и редактирования структуры таблиц.

— При создании таблицы целесообразно (хотя и не обязательно) задать ключевое поле.

— Для задания ключевого поля достаточно щелкнуть на его имени правой кнопкой мыши и в открывшемся контекстном меню выбрать пункт Ключевое поле.

— Если первичный ключ необходим для связи с другими таблицами, но ни одно из полей не является уникальным, то его можно создать на базе двух (или более полей).

— Групповое выделение выполняют при нажатой клавише SHIFT щелчками на квадратных маркерах слева от имен полей.

— Закончив создание структуры таблицы, бланк закрывают (при этом система выдает запрос на сохранение таблицы), после чего дают таблице имя, и с этого момента она доступна в числе прочих таблиц в основном окне База данных.

— Созданную таблицу открывают в окне База данных двойным щелчком на ее значке.

— Новая таблица не имеет записей — только названия столбцов, характеризующие структуру таблицы.

Заполнение таблицы данными

— Производится обычным порядком. Курсор ввода устанавливается в нужную ячейку указателем мыши.

— Переход к следующей ячейке можно выполнить клавишей TAB. Переход к очередной записи выполняется после заполнения последней ячейки.

— Шириной столбцов можно управлять методом перетаскивания их границ.

— Удобно использовать автоматическое форматирование столбцов «по содержимому».

— Для этого надо установить указатель мыши на границу между столбцами, дождаться, когда указатель сменит форму, и выполнить двойной щелчок.

— После наполнения таблицы данными сохранять их не надо — все сохраняется автоматически.

— Однако, если при работе с таблицей произошло редактирование её макета, СУБД попросит подтвердить сохранение этих изменений.

— Если возникнет необходимость изменить структуру таблицы, таблицу надо открыть в режиме Конструктора.

— Для этого ее следует выделить в окне База данных и щелкнуть на кнопке Конструктор.

Создание межтабличных связей

— Межтабличная связь отображается в окне Схема данных в линии, соединяющей два поля разных таблиц.

— Главная — это та таблица, которая участвует в связи своим ключевым полем (название этого поля на схеме данных отображается полужирным шрифтом).

Основные назначения связи

— обеспечение целостности данных,

— автоматизация задач обслуживания базы.

Связь между таблицами позволяет

— либо исключить возможность удаления или изменения данных в ключевом поле главной таблицы, если с этим полем связаны какие-либо поля других таблиц;

— либо сделать так, что при удалении (или изменении) данных в ключевом поле главной таблицы автоматически произойдет удаление или изменение соответствующих данных в полях связанных таблиц.

Настройка свойств связи

— В окне Схема данных выделить линию, соединяющую поля двух таблиц, щелкнуть на ней правой кнопкой мыши и открыть контекстное меню связи, после чего выбрать в нем пункт Изменить связь — откроется диалоговое окно Изменение связей.

— 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.

— Если исполнителю надо получить данные из базы, он должен использовать специальные объекты — запросы.

— Если запрос подготовлен, надо открыть панель Запросы в окне База данных, выбрать его и открыть двойным щелчком на значке — откроется результирующая таблица, в которой исполнитель найдет то, что его интересует.

— Лишь в тех случаях, когда исполнитель не находит нужных данных в результирующей таблице, возникает необходимость готовить новый запрос.

— В учебных целях запросы лучше готовить вручную, с помощью Конструктора.

Бланк запроса по образцу

Формирование запроса по образцу

— С помощью контекстного меню на верхней половине бланка открывают те таблицы, к которым обращен запрос.

— Затем в них щелкают двойными щелчками на названиях тех полей, которые должны войти в результирующую таблицу.

— Сформировав структуру запроса, его закрывают, дают ему имя и в дальнейшем запускают двойным щелчком на значке в окне База данных.

Упорядочение записей в результирующей таблице

— Если необходимо, чтобы данные, отобранные в результате работы запроса на выборку, были упорядочены по какому-либо полю, применяют сортировку по возрастанию или убыванию.

Многоуровневая сортировка

— Данные сначала сортируются по тому полю, которое в бланке запроса по образцу находится левее, затем по следующему полю, для которого включена сортировка, и так далее слева направо.

Изменение порядка следования столбцов

— выделяют столбец щелчком на его заголовке (кнопку мыши отпускают);

— еще раз щелкают на заголовке уже выделенного столбца (но кнопку не отпускают);

— перетаскивают столбец в другое место.

Управление отображением данных в результирующей таблице

— По умолчанию предполагается, что все поля, включенные в запрос, должны выводиться на экран.

Использование условия отбора

— Для каждого поля в этой строке можно задать индивидуальное условие.

Другие виды запросов

— запросы с параметром (критерий отбора может задать сам пользователь);

— итоговые запросы (назначение их отдаленно напоминает итоговые функции электронных таблиц);

Другие виды запросов

— запросы на изменение (позволяют автоматизировать заполнение полей таблиц);

— перекрестные запросы (позволяющие создавать результирующие таблицы на основе результатов расчетов, полученных при анализе группы таблиц);

— специфические запросы SQL (запросы к серверу базы данных, написанные на языке запросов SQL).

Работа с формами

— Существует два вида организации структуры форм: на основе таблицы и на основе запроса.

Автоформы

— Формы удобнее готовить с помощью средств автоматизации.

— Полностью автоматическими являются средства, называемые автоформами.

Виды автоформ

— «в столбец»,

— ленточные,

— табличные.

Создание автоформы

— Открыть панель Формы в окне База данных и воспользоваться командной кнопкой Создать.

— В открывшемся диалоговом окне Новая форма выбирают тип автоформы и таблицу (или запрос), на которой она основывается.

— Если форма основывается только на одном объекте, она называется простой формой.

— Если форма основывается на полях из нескольких связанных таблиц, то она называется сложной и представляет собой композицию из нескольких форм.

Создание форм с помощью мастера

— выбирают таблицы и поля, которые
войдут в будущую форму;

— выбирается внешний вид формы;

— выбирается стиль оформления формы;

— сохраняют форму под заданным именем.

Структура формы

— Линии, разделяющие разделы, перетаскиваются по вертикали с помощью мыши — это позволяет изменять размеры разделов так, как требуется.

— Разделы заголовка и примечания имеют чисто оформительское назначение — их содержимое напрямую не связано с таблицей или запросом, на котором основана форма.

— Раздел данных имеет содержательное значение — в нем представлены элементы управления, с помощью которых выполняется отображение данных или их ввод.

Элементы управления формы

— Основными элементами оформления формы являются текстовые надписи и рисунки.

— Для создания в форме текстовых надписей служат два элемента управления — Надпись и Поле.

— Для создания графических элементов оформления служат элементы управления Рисунок, Свободная рамка объекта и Присоединенная рамка объекта.

Дизайн формы

— Формы базы данных — это средства, с помощью которых с ней общаются люди.

— В первую очередь, все элементы управления форм должны быть аккуратно выровнены.

— При работе вручную используют перетаскивание маркеров, которые видны вокруг элемента управления, когда он выделен.

Управление последовательностью перехода

— Физически последовательность перехода — это порядок перехода к следующему полю по окончании работы с предыдущим.

Изменение порядка перехода

— щелчком на кнопке маркера слева от названия выделяется элемент управления (кнопка мыши отпускается);

— после повторного щелчка с перетаскиванием элемент перемещается на новое место.

Работа со страницами доступа к данным

— Служит для обеспечения удаленного доступа к данным через Интернет или через корпоративную сеть Intranet.

Страницы доступа

— Имеют небольшой размер, содержат удобные элементы управления для навигации в базе данных, могут быть записаны в формате кода HTML, переданы по медленным каналам связи и воспроизведены в стандартном браузере.

Создание страницы доступа к данным

— На первом этапе работы Мастера форм выбирают таблицы (или запросы), в их составе — поля, к которым должна обеспечить доступ страница.

Создание страницы доступа к данным

— Второй этап работы мастера предназначен для управления группировкой данных.

— Эта возможность предусмотрена для доступа к базам, содержащим большие объемы данных.

— Для каждого уровня группировки в структуре объекта образуется отдельный раздел, то есть различные уровни группировки могут быть дополнены различными элементами управления экранной web-формы.

Создание страницы доступа к данным

— На третьем этапе выбирается метод упорядочения отображаемых данных.

— Возможно задание до четырех полей сортировки, причем сортировка возможна как по возрастанию, так и по убыванию.

Создание страницы доступа к данным

— На последнем этапе выполняется сохранение страницы под заданным именем.

Редактирование страницы доступа к данным

Основными отличиями от форм являются:

— наличие большего количества разделов ;

— расширенный состав элементов управления на Панели элементов;

— иной механизм перетаскивания элементов управления и присоединенных надписей.

Работа с отчетами

— Отчеты служат для форматированного вывода данных на печатающие устройства и, соответственно, при этом должны учитывать параметры принтера и параметры используемой бумаги.

Мастер отчетов

— Работает в шесть этапов.

— При его работе выполняется выбор базовых таблиц или запросов, на которых отчет базируется, выбор полей, отображаемых в отчете, выбор полей группировки, выбор полей и методов сортировки, выбор формы печатного макета и стиля оформления.

— Редактирование структуры отчета выполняют в режиме Конструктора .

— Важной особенностью отчетов является наличие средства для вставки в область верхнего или нижнего колонтитула текущего номера страницы и полного количества страниц.