Лекция 5 - Базы данных
Лекция 5 Базы данных
и системы управления базами данных
Содержание
Понятие БД, СУБД как информационной системы
Понятие БД, СУБД как информационной системы
Базой данных является представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов (статей, расчетов, нормативных актов, судебных решений и иных подобных материалов), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины (Гражданский кодекс РФ, ст. 1260).
Существует множество других определений понятия «база данных», так или иначе сводящихся к понятию «совокупность хранимых данных». Однако большинство из этих определений не позволяет отличить базу данных от объектов, которые базой данных заведомо не являются, например, от архивов документов, картотек, библиотек и т.п. Таким образом, база данных есть не просто совокупность хранимых данных (записей, документов, фактов и т.п.), но такая совокупность, которая обладает, по меньшей мере, тремя важными свойствами (признаками):
1. База данных хранится и обрабатывается в вычислительной системе. Таким образом, любые внекомпьютерные хранилища информации (архивы, библиотеки и т. п.) базами данных не являются.
2. Данные в базе данных хорошо структурированы (систематизированы). Под структурированностью в данном случае понимается явное выделение составных частей (элементов), связей между ними, а также типизация элементов и связей, при которой с каждым типом элемента или связи соотносится определённая семантика и допустимые операции.
3. Структура базы данных обеспечивает эффективный поиск и обработку данных. Эффективность здесь главным образом определяется тем, как соотносятся гибкость и мощность возможностей (поиска и обработки) с затратами усилий и ресурсов.
Система управления базами данных (СУБД) — специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная для организации и ведения базы данных. Для создания и управления информационной системой СУБД необходима в той же степени, как для разработки программы на алгоритмическом языке необходим транслятор.
Структурные элементы, виды БД
Понятие базы данных тесно связано с такими понятиями структурных элементов, как поле, запись, файл (таблица).
Поле - элементарная единица логической организации данных, которая соответствует неделимой единице информации - реквизиту. Для описания поля используются следующие характеристики:
- имя, например. Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения;
- тип, например, символьный, числовой, календарный;
- длина, например, 15 байт, причем будет определяться максимально
возможным количеством символов;
- точность для числовых данных, например два десятичных знака для
отображения дробной части числа.
Запись - совокупность логически связанных полей. Экземпляр записи
— отдельная реализация записи, содержащая конкретные значения ее полей.
Файл (таблица) - совокупность экземпляров записей одной структуры.
В структуре записи файла указываются поля, значения которых являются ключами: первичными (ПК), которые идентифицируют экземпляр записи, и вторичными (ВК), которые выполняют роль поисковых или группировочных признаков (по значению вторичного ключа можно найти несколько записей).
Существует огромное количество разновидностей баз данных, отличающихся по различным критериям (например, в «Энциклопедии технологий баз данных» М. Р. Когаловского определяются свыше 50 видов БД).
Укажем только основные классификации:
По модели данных:
Иерархические
Сетевые
Реляционные
Многомерные
Объектные
Объектно-ориентированные
Объектно-реляционные
По технологии хранения:
БД во вторичной памяти (традиционные)
БД в оперативной памяти (in-memory databases)
БД в третичной памяти (tertiary databases)
По содержимому:
Географические
Исторические
Научные
Мультимедийные и т. д.
По степени распределённости:
Централизованные (сосредоточенные)
Распределённые
Основные возможности СУБД
OpenOffice.org Base является компонентом OpenOffice для работы с базами данных и может использоваться для изучения основ работы с реляционными СУБД.
В отличие от компонент Calc и Write OpenOffice, которые функционально не уступают аналогам пакета MS Office, Base не поддерживает множество возможностей MS Access.
Base является компонентом OpenOffice. Имеет пользовательский интерфейс с такими же стандартными элементами (аналогично Calc и Write), что все компоненты OpenOffice воспринимаются как единое целое.
Набор мастеров автоматизирует выполнение одних и тех же стандартных процедур и помогает облегчить работу начинающим пользователям (мастер таблиц, мастер создания запросов, форм, отчетов).
Base поддерживает язык SQL— наиболее распространенный язык запросов к базам данных архитектуры клиент /сервер.
OpenOffice.org Base ключает механизм небольшой реляционной СУБД HSQLDB и может работать с базами собственного формата (odb).
Кроме того, можно использовать OpenOffice.org Base для подключения к внешним реляционным базам данных, например к базам данных MySQL или Oracle. Реляционные базы данных характеризуются тем, что информация в них хранится в одной или нескольких таблицах. Между таблицами могут существовать связи по ключевым значениям. При дальнейшем изложении под базой данных мы будем понимать реляционную компьютерную базу данных.
В этом случае он играет роль оболочки (front-end) для сервера баз данных.
В состав базы данных OpenOffice.Base обычно входят четыре вида объектов:
- таблицы служат для хранения данных в определённой структуре;
- запросы служат для выборки данных из одной или нескольких связанных таблиц и отображают их в виде некоторой виртуальной таблицы.
С помощью запросов, можно указать какие именно поля выбранных таблиц нужно отобрать и критерии отбора строк
- формы отображают на экране в удобном виде данные, содержащиеся в таблицах и запросах, и позволяют просматривать, добавлять, удалять или редактировать информацию.
- отчёты являются выходными документами, предназначенными для вывода на принтер.
Таблицы составляют основу базы данных, именно в них хранятся все данные. Таблицы должны быть тщательно спроектированы. Для этого существует методы проектирования баз данных. Прежде всего, должна быть определена структура каждой таблицы. При планировании таблиц необходимо избегать повторения столбцов в разных таблицах, только если они не служат для определения связей между ними.
Таблица состоит из записей (строк), каждая из которых описывает один экземляр сущности. Например, каждая строка таблицы Дисциплина описывает одну конкретную дисциплину, например Каждый столбец таблицы - это поле. Поле содержит однотипную информацию, определяющую тип данных. Тип данных определяет вид и диапазон допустимых значений, которые могут быть введены в поле, а также объём памяти, выделяемый для этого поля, что важно при проектировании больших БД. Указание типа поля требуется, во - первых, для его правильной обработки(над текстом нельзя производить такие же операции, как над числами, а с датами нельзя работать как с логическими величинами), а во - вторых, для эффективного распределения памяти.
Microsoft Access - в переводе с английского означает “доступ”. MS Access - это функционально полная реляционная СУБД. Кроме того, MS Access одна из самых мощных, гибких и простых в использовании СУБД. В ней можно создавать большинство приложений, не написав ни единой строки программы, но если нужно создать нечто очень сложное, то на этот случай MS Access предоставляет мощный язык программирования - Visual Basic Application.
Популярность СУБД Microsoft Access обусловлена следующими причинами:
• Access является одной из самых легкодоступных и понятных систем как для профессионалов, так и для начинающих пользователей, позволяющая быстро освоить основные принципы работы с базами данных;
• система имеет полностью русифицированную версию;
• полная интегрированность с пакетами Microsoft Office: Word, Excel, Power Point, Mail;
• идеология Windows позволяет представлять информацию красочно и наглядно;
• возможность использования OLE технологии, что позволяет установить связь с объектами другого приложения или внедрить какие-либо объекты в базу данных Access;
• технология WYSIWIG позволяет пользователю постоянно видеть все результаты своих действий;
• широко и наглядно представлена справочная система;
• существует набор “мастеров” по разработке объектов, облегчающий создание таблиц, форм и отчетов.
К основным объектам СУБД относятся таблицы, запросы, формы, отчеты, макросы и модули.
Таблица - это объект, который определяется и используется для хранения данных. Каждая таблица включает информацию об объекте определенного типа. Как уже известно, таблица содержит поля (столбцы) и записи (строки). Работать с таблицей можно в двух основных режимах: в режиме конструктора и в режиме таблицы. Поля таблицы должны иметь несовпадающие имена. Каждое поле таблицы имеет определенный тип. Тип — это множество значений, которые поле может принимать, и множество операций, которые можно выполнять над этими значениями. Основные типы данных:
|
Тип данных |
Описание |
|
Текстовый |
Обычная текстовая строка |
|
Поле MEMO |
Многострочный текст |
|
Числовой |
Числа, как целые, так и вещественные |
|
Дата/время |
Дата и/или время |
|
Денежный |
Денежные суммы |
|
Счетчик |
Уникальное целое число, указывающее порядковый номер записи в таблице |
|
Логический |
Логические значение (True/False) |
|
Поле объекта OLE |
Объекты других приложений Windows (1 объект) |
|
Гиперссылка |
Ссылка на файл (на данном ПК, в интернете или лок. Сети) |
|
Вложение |
Объекты других приложений Windows (несколько объектов) |
Запрос - это объект, который позволяет пользователю получить нужные данные из одной или нескольких таблиц. Можно создать запросы на выбор, обновление, удаление или на добавление данных. С помощью запросов можно создавать новые таблицы, используя данные уже существующих одной или нескольких таблиц.
По сути дела, запрос - это вопрос, который пользователь задает Access о хранящейся в базе данных информации. Работать с запросами можно в двух основных режимах: в режиме конструктора и в режиме таблицы.
Здесь надо вспомнить о том, что ответы на запросы получаются путем “разрезания” и “склеивания” таблиц по строкам и столбцам, и что ответы будут также иметь форму таблиц. В режиме конструктора формируется вопрос к базе данных.
Форма - это объект, в основном, предназначенный для удобного ввода отображения данных. Надо отметить, что в отличие от таблиц, з формах не содержится информации баз данных (как это может показаться на первый взгляд). Форма - это всего лишь формат (бланк) показа данных на экране компьютера. Формы могут строиться только на основе таблиц или запросов. Построение форм на основе запросов позволяет представлять в них информацию из нескольких таблиц.
В форму могут быть внедрены рисунки, диаграммы, аудио (звук) и видео (изображение).
Отчет - это объект, предназначенный для создания документа, который впоследствии может быть распечатан или включен в документ другого приложения. Отчеты, как и формы, могут создаваться на основе запросов и таблиц, но не позволяют вводить данные.