Технологии работы в базах данных

Базы данных (БД) представляют собой информационные модели, содержащие данные об объектах и их свойствах. Базы данных хранят информацию о группах объектов с одинаковым набором свойств. Информация в БД хранится в упорядоченном виде. Например, в записной книжке все записи упорядочены по алфавиту, в библиотечном каталоге – либо по алфавиту (алфавитный каталог), либо по области знания (предметный каталог).

База данных – это информационная модель, позволяющая в упорядоченном виде хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств.

Существует несколько различных структур информационных моделей и соответственно различных типов баз данных: табличные, иерархические и сетевые.

Табличная БД содержит перечень объектов одного типа. Такую БД 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.

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. Ключевой поле позволяет однозначно идентифицировать каждую запись в таблице.

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

· счетчик – целые числа, которые задаются автоматически 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);

· гиперссылка – ссылки на информационный ресурс в Интернете (например, Web-сайт).

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

· размер поля – определяет максимальную длину текстового или числового поля;

· формат поля – устанавливает формат данных;

· обязательное поле – указывает на то, что данное поле обязательно надо заполнить.

Иерархические БД графически могут быть представлены как перевернутое дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень (корень дерева) занимает один объект, второй – объекты второго уровня и т. д.

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.

Сетевая БД 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 паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую БД.

Пользователями базы данных могут быть прикладные программы, программные комплексы, специалисты предметной области, выступающие в роли потребителей или источников данных, называемые конечными потребителями.

В современной технологии баз данных предполагается, что ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляется централизованно с помощью специального программного инструментария системы управления базами данных.

Система управления базами данных (СУБД) – комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

Технологию работы с базами данных следует изучить на примере рассмотрения программного средства Access. Здесь можно выделить такие этапы как:

· создание структуры таблиц базы данных;

· ввод и редактирование данных в таблицах;

· обработка данных, содержащихся в таблицах;

· ввод информации из базы данных.

В Access используется стандартный многооконный интерфейс, но в отличие от других приложений, не многодокументальный. Единовременно может быть открыта только одна база данных, содержащая обязательное окно базы данных и окна для работы с объектами базы данных. В каждый момент времени одно из окон является активным и в нем курсивом отмечается активный объект.

Окно базы данных – один из главных элементов интерфейса Access. Здесь систематизированы все объекты БД: таблицы, запросы, формы, отчеты, макросы и модули.

Таблица. В базах данных вся информация хранится в двумерных таблицах. Это базовый объект БД, все остальные объекты создаются на основе существующих таблиц (производные объекты). Каждая строка в таблице – запись БД, а столбец – поле. Запись содержит набор данных об одном объекте, а поле – однородные данные обо всех объектах.

Запросы. В СУБД запросы являются важнейшим инструментом. Главное предназначение запросов – отбор данных на основании заданных условий. С помощью запроса из базы данных можно выбирать информацию, удовлетворяющую определенным условиям.

Формы. Формы позволяют отображать данные, содержащиеся в таблицах и 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 VBА.

Технологии работы в сетях

Использование компьютеров становится значительно эффективнее, если пользователи имеют возможность обмениваться информацией (данными, программами, алгоритмами, профессионально важными сведениями и пр.). Передача информации с помощью внешних носителей лишь отчасти решает эту проблему, а подлинным решением является объединением компьютеров в сети.

К аппаратным средствам работы в сетях относятся:

- линии связи (кабели, радиосвязь, спутниковая связь);

- сетевые карты;

- модемы;

- серверы (компьютеры, выделенные для управления сетевыми ресурсами).

Программные средства:

- операционная система, поддерживающая режимы работы в сети;

- коммуникационные программы, поддерживающие сетевые протоколы.

К сетевым услугам относятся электронные доски объявлений (Bulletin Board System – BBS), электронная почта (e-mail), телеконференции или группы новостей (News Group), обмен файлами между компьютерами (FTR), параллельные беседы в Интернете (Internet Relay Chat – IRC), поисковые системы «Всемирной паутины».

Электронная почта является исторически первой информационной услугой компьютерных сетей и не требует обязательного наличия высокоскоростных и качественных линий связи

Принципы ее функционирования аналогичны работе обычной почты. Однако электронная почта имеет несколько преимуществ:

· высокую скорость пересылки сообщений;

· возможность пересылки не только текстовых сообщений, но и «прикрепленных» файлов, содержащих графику, звук и прочее;

· одновременно рассылку писем нескольким абонентам.

Любой пользователь Интернета может получить свой почтовый ящик на одном из почтовых серверов Интернета, в котором будут накапливаться передаваемые и получаемые электронные письма.

Текст электронного письма можно набирать в редакторе, входящем в состав программного обеспечения компьютера, или непосредственно в редакторе почтовой программы (например, Outlook Express). В первом случае текст послания может быть отправлен как «прикрепленный файл». Для отправки электронного письма отправитель должен подключиться к сети и передать на свой почтовый сервер сообщение. Почтовый сервер сразу отправляет письмо через систему свободных в данное время почтовых серверов сети на почтовый сервер получателя, с которого письмо попадет в его почтовый ящик. Адресат получит письмо лишь после того, как соединится с сервером и «заберет» почту из своего почтового ящика.

Электронная доска объявлений (BBS). Электронная доска объявлений – прикладная программа, установленная на главной машине, оборудованной модемами. Иногда BBS называют сам компьютер, на котором установлена указанная программа.

Пользователи подключаются к этой машине и регистрируются на ней. Каждый пользователь сети имеет уникальное имя-адрес. На диске BBS-ЭВМ выделена область, доступная всем пользователям, - каждый может обратиться к этой области и записать туда свою информацию либо скопировать информацию оттуда на свой компьютер.

Кроме того, дисковое пространство машины BBS разбито на отдельные зоны, называемые почтовыми ящиками. Каждый почтовый ящик закреплен за отдельным пользователем – другие пользователи доступа к нему не имеют. Тем самым, реализуется и такая услуга, как электронная почта.

Связь между узлами сети осуществляется с помощью специальной программы-почтальона, которая отвечает на внешний вызов и выясняет, кто обращается – человек или другая BBS-ЭВМ. В первом случае запускается программа- BBS, которая принимает сообщение и помещает его либо в общую часть дисковой памяти, либо в чей-то почтовый ящик. Во втором случае принимается передаваемая почта или файлы и выявляется, нет ли почты в обратном направлении; если есть, то она передается.

Пользователь, обратившись в любой момент времени к общей части дисковой памяти, либо к своему почтовому ящику, может ознакомиться с объявлениями, либо с адресованной ему корреспонденцией.

Большинство станций BBS объединены в сеть FidoNet – международную некоммерческую сеть пользователей компьютеров разных стран.

Телеконференции или группы новостей (Newsgroupe). В Интернете существует много различных конференций, каждая из которых посвящена обсуждению какой-либо проблемы. Каждой конференции выделяется свой почтовый ящик на серверах Интернета, поддерживающих работу телеконференций. Участники конференции могут посылать свои сообщения на любой из этих серверов, а так как серверы периодически обмениваются содержимым почтовых ящиков, материалы конференций в полном объеме доступны на любом таком сервере.

Принцип работы в телеконференциях похож на принцип работы с электронными досками объявлений. Абонент сети может «подписаться» на интересующие его группы новостей. После этого он получает возможность отправлять свои сообщения по тематике данной телеконференции и автоматически получать все новые сообщения по этой теме, отправленные другими пользователями сети.

Чтобы стать участником конференции, необходимо зарегистрироваться. При регистрации каждый участник конференции получает уникальное имя (NIC) и пароль для «входа» на конференцию.

Большинство конференций регулируется специальной редакционной коллегией, которая называется модератором. В обязанности модератора входит просмотр посланий и вынесение решения – публиковать данные послания (рассылать их участникам группы) или нет.

Протокол обмена файлами (FTR). С помощью FTP-технологий осуществляется обмен файлами между компьютерами. На множестве FTP-серверов можно найти полезные утилиты, демонстрационные версии программ, мультимедийные ролики, картинки и т. п. Доступ к большинству FTP-серверов свободный, в качестве входного пароля пользователю достаточно набрать адрес своей электронной почты.

Параллельные беседы в Интернете, или Internet Relay Chat (IRC) или просто Chat – целый мир виртуального общения.

Технически эти беседы организованы как система связанных между собой IRC-серверов, разбросанных по всему миру. В сети Интернет, по оценкам специалистов, одновременно ведут беседы несколько тысяч человек, присоединившиеся к нескольким сотням «разговорных каналов».

IRC можно представить себе как огромное здание со множеством комнат (они называются каналами), в каждой из которых собираются люди и ведут беседы. Пользователь запускает у себя программу IRC-клиент, подключается к одному из серверов и может общаться с другими людьми,также подключившимися к этому каналу. Он получает на экран своего компьютера тексты реплик от всех участников «кибер-беседы» и может тут же ввести свой текст, который займет свое место в последовательности реплик данной беседы. Кроме текстов таким же образом в «разговор» могут встраиваться картинки, аудио- и видео-клипы и т. п. Каналы, как и комнаты, могут быть открыты для всех желающих, но бывают и закрытые каналы, на которые можно попасть, имея ключ или по специальному приглашению.

Каждый общающийся в Chat имеет псевдоним, по которому к нему могут обратиться или ответить на его вопрос. Chat предоставляет возможность параллельного общения сразу на нескольких каналах.

Всемирная паутина (World Wide Web – WWW). На сегодняшний день это наиболее интересный информационный ресурс – гипертекстовая система навигации в Интернете.

Система навигации – это совокупность программ, позволяющих пользователю ориентироваться во всем многообразии информации, размещенной в сети, и находить необходимые ему фактические данные, полезные программы.

Гипертекст – система взаимосвязанных текстов.

Иными словами, гипертекст – это текст со вставленными в него словами (командами) разметки, ссылающимися на другие места этого текста, другие документы, картинки и прочее. Во время чтения такого текста (в соответствующей программе, обрабатывающей его и выполняющей соответствующие ссылки или действия) вы видите выделенные в тексте слова. Если щелкнуть мышью на таком слове, то будет выполнено некое действие, связанное с данным выделенным словом, например, на экране появится текст, на который ссылалось это слово, возможно, это другой участок текста этого же документа, но может быть, совсем другой документ.

От обычного гипертекста WWW отличается главным образом тем, что позволяет устанавливать ссылки не только на соседний файл, но и на файл, находящийся на компьютере в другом полушарии Земли. По вашему запросу связь будет установлена автоматически. В WWW по ссылкам гипертекста можно не только попасть в совершенно другой текстовый документ, но и войти в какую-нибудь программу, вообще произвести какое-либо действие.

Благодаря своим широким возможностям, красоте и простоте использования программ, обеспечивающих навигацию в сети и работу с информационными ресурсами, «Всемирная паутина» завоевала огромную популярность во всем мире.

Для поиска информации в сети разработаны самые разнообразные поисковые системы: AU, AltaVista, Rambler, Yahoo!, Aport и многие другие.

Литература

1. Бешенков, С.А. Информатика. Систематический курс. Учебник для 10 класса / С.А. Бешенков, Е.А. Ракитина – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. – 432 с.

2. Информатика. Базовый курс / Под ред С.В. Симоновича. – СПб.: Питер, 2005. – 640 с.

3. Информатика: Учебник/ Под ред. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 768 с.