Базы данных. Структура и элементы реляционной базы данных. Режимы работы с СУБД.

Системы управления базами данных (СУБД). Базой данных называют большие массивы данных, организованные в табличные структуры. Основные функции СУБД:

· создание пустой структуры базы данных;

· наличие средств ее заполнения или импорта данных из таблиц другой базы;

· возможность доступа к данных, наличие средств поиска и фильтраци.

В связи с распространением сетевых технологий, от современных СУБД требуется возможность работы с отдаленными и распределенными ресурсами, которые находятся на серверах Интернета.

Понятие банка данных, базы данных и СУБД

Файловые системы используются для хранения слабо структурированных данных или в тех случаях, когда детализацию их логической структуры целесообразно оставить исполнительной программе. Для информационных систем такой подход в организации хранения данных не является оптимальным по следующим причина:

· информационные системы ориентированы, главным образом, на хранение и модификацию постоянно существующих данных, а не единожды или временно используемых;

· структура данных информационных систем, как правило, сложна по своей природе и задача обеспечения к ним оперативного доступа требует более развитых средств их структуризации при хранении;

· хотя структуры данных в разных информационных системах различны, между ними часто бывает много общего;

· в информационных системах характерно использование одних и тех же данных различными прикладными программами;

· для информационных систем характерным также является достаточно частое изменение состава и модернизация отдельных прикладных программ при практически не изменяющейся структуре данных.

Таким образом, для информационных систем целесообразна организация хранения хорошо структурированных данных, доступных различным прикладным программам. Этим средством хранения являются базы данных.

База данных (БД) - это поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.

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

Банк данных – место хранение данных, с помощью которого осуществляется пользование единой базой данной и организация управления базами данных.

В современной технологии баз данных предполагается, что их создание, поддержка и обеспечение доступа пользователей осуществляются централизованно с помощью специального программного инструментария — систем управления базами данных.

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

Реляционная структура базы данных

Все данные представлены в виде простых таблиц, разбитых на строки и столбцы, на пересечении которых расположены данные. Подробно об этом мы будем говорить в следующих уроках, здесь же хочется отметить, что эта структура стала настоящим прорывом в развитии баз данных.

1.2. Функции СУБД

К основным функциям СУБД принято относить следующие:

· управление данными во внешней памяти;

· управление буферами оперативной памяти;

· управление транзакциями;

· журнализация и восстановление БД после сбоев;

· поддержка языков БД.

Управление данными во внешней памяти включает обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения данных, непосредственно входящих в базу данных, так и для служебных целей, например, для ускорения доступа к данным.

Первая версия СУБД Access появилась в начале 90-х годов. Это была первая настольная реляционная СУБД для 16-разрядной версии Windows. Популярность Access значительно возросла после включения этой СУБД в состав Microsoft Office. Состав программного продукта

Основные компоненты MS Access:

· просмотр таблиц;

· построитель экранных форм;

· построитель SQL-запросов (язык SQL в MS Access не соответствует стандарту ANSI);

· построитель отчётов, выводимых на печать.

Все они могут вызывать скрипты на языке VBA. Таким образом, MS Access позволяет разработать СУБД практически «с нуля» или написать оболочку для любой внешней СУБД.

Версии:

· 1993 Access 2.0 для Windows (Office 4.3)

· 1995 Access 7 для Windows 95 (Office 95)

· 1997 Access 97 (Office 97)

· 1999 Access 2000 (Office 2000)

· 2001 Access 2002 (Office XP)

· 2003 Access 2003 (из комплекта программ Microsoft Office 2003)

· 2007 Microsoft Office Access 2007 (из комплекта программ Microsoft Office 2007)

Что такое база данных

Можно с большой степенью достоверности утверждать, что большинство приложений, которые предназначены для выполнения хотя бы какой-нибудь полезной работы, тем или иным образом используют структурированную информацию или, другими словами, упорядоченные данные. Такими данными могут быть, например, списки заказов на тот или иной товар, списки предъявленных и оплаченных счетов или список телефонных номеров ваших знакомых. Обычное расписание движения автобусов в вашем городе - это тоже пример упорядоченных данных.

При компьютерной обработке информации упорядоченные каким либо образом данные принято хранить в базах данных - особых файлах, использование которых вместе со специальными программными средствами позволяет пользователю как просматривать необходимую информацию, так и, по мере необходимости, манипулировать ею, например, добавлять, изменять, копировать, удалять, сортировать и т.д.

Таким образом, дать простое определение базы данных можно следующим образом. База данных - это набор информации, организованной тем, или иным способом. Пожалуй, одним из самых банальных примеров баз данных может быть записная книжка с телефонами ваших знакомых. Наверное, у вас есть сейчас или когда-либо была эта полезная вещь. Этот список фамилий владельцев телефонов и их телефонных номеров, представленный в вашей записной книжке в алфавитном порядке, представляет собой, вообще говоря, проиндексированную базу данных. Использование индекса - в данном случае фамилии (или имени) позволяет вам достаточно быстро отыскать требуемый номер телефона.

Структура базы данных

Телефонный справочник представляет собой так называемую “плоскую” базу данных, в которой вся информация располагается в единственной таблице. Каждая запись в этой таблице содержит идентификатор конкретного человека - имя и фамилию и его номер телефона. Таким образом таблица состоит из записей, информация в которых разделена на несколько частей - полей. В данном случае полями являются “ФИО” и “Номер телефона”.

В отличие от плоских, реляционные базы данных состоят из нескольких таблиц, связь между которыми устанавливается с помощью совпадающих значений одноименных полей.

Здесь следует отметить, что использование реляционной модели баз данных не является единственно возможным способом представления информации. В настоящее время существует несколько различных моделей представления данных, которые, однако, пока не получили такого широкого распространения среди разработчиков и пользователей, как реляционная модель. То есть при разработке систем управления базами данных реляционная модель практически является стандартом.

Реляционные модели данных отличаются от рассмотренных выше сетевых и иерархических простотой структур данных, удобным для пользователя табличным представлением и доступом к данным. Реляционная модель данных является совокупностью простейших двумерных таблиц -- отношений (объектов модели). Связи между двумя логически связанными таблицами в реляционной модели устанавливаются по равенству значений одинаковых атрибутов таблиц - отношений.

Таблица-отношение является универсальным объектом реляционных моделей. Это обеспечивает возможность унификации обработки данных в различных СУБД, поддерживающих реляционную модель. Операции обработки реляционных моделей основаны на использовании универсального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления.

Таблица является основным типом структуры данных (объектом) реляционной модели. Структура таблицы определяется совокупностью столбцов. В каждой строке таблицы содержится по одному значению в соответствующем столбце. В таблице не может быть двух одинаковых строк. Общее число строк не ограничено.

Столбец соответствует некоторому элементу данных -- атрибуту, который является простейшей структурой данных. В таблице не могут быть определены множественные элементы, группа или повторяющаяся группа, как в рассмотренных выше сетевых и иерархических моделях. Каждый столбец таблицы должен иметь имя соответствующего элемента данных (атрибута). Один или несколько атрибутов, значения которых однозначно идентифицируют строку таблицы, являются ключом таблицы

В реляционном подходе к построению баз данных используется терминология теории отношений. Простейшая двумерная таблица определяется как отношение. Столбец таблицы со значениями соответствующего атрибута называется доменом, а строки со значениями разных атрибутов -- кортежем.

Режим работы с базами данных

СУБД Microsoft Access 7.0 является 32-разрядной системой управления реляционными базами данных нового поколения, работающей в среде Windows 95 и Windows NT. На его примере и рассмотрим режим работы с базами данных

В СУБД Access поддерживается реляционная модель данных.

В СУБД Access процесс создания реляционной базы данных включает создание схемы данных. Схема данных наглядно отображает таблицы и связи между ними, а также обеспечивает использование связей при обработке данных и целостность базы данных. Схема данных олицетворяет неразрывную связь внемашинного проектирования базы данных с этапом ее создания.

СУБД Access ориентирована на работу с объектами, к которым относятся таблицы базы данных, формы, запросы, отчеты, макросы и модули. Для типовых процессов обработки данных -- ввода, просмотра, обновления, поиска по заданным критериям, получения отчетов -- Access позволяет конструировать в диалоговом режиме такие объекты, как формы, запросы и отчеты. Эти объекты состоят из графических элементов, называемых элементами управления. Основные элементы управления служат для связи объектов с записями таблиц, являющихся источниками данных.

Множество мастеров Access 7.0 помогает пользователю выполнить работы, не прибегая к конструированию. Мастера позволяют создать новые формы, запросы, отчеты, анализировать таблицы базы данных и даже полностью создать одну из многочисленных типовых баз данных.

Для создания приложений пользователя могут использоваться макросы и модули на языке программирования Visual Basic.

Каждый объект и элемент управления имеет свои свойства, определяя которые можно настраивать объекты и элементы управления.

Таблицы создаются пользователем для хранения данных по одному объекту

модели данных предметной области.

Запросы создаются пользователем для выборки нужных данных из одной или нескольких связанных таблиц. Запрос может формироваться с помощью запросов по образцу (QBE) или с помощью языка структурированных запросов SQL. С помощью запроса можно также обновить, удалить или добавить данные в таблицы или создать новые таблицы на основе уже существующих.

Формы предназначены для ввода, просмотра и корректировки взаимосвязанных данных базы на экране в удобном виде, который может соответствовать привычному для пользователя документу. Формы также могут использоваться для создания панелей управления в приложении пользователя.

Отчеты предназначены для формирования выходного документа, предназначенного для вывода на печать.

Макросы содержат описание действий, которые должны быть выполнены в ответ на некоторое событие. Каждое действие реализуется макрокомандой. Выбор макрокоманд и задание параметров, используемых ими при выполнении, является простой автоматизированной операцией. Макрос позволяет объединить разрозненные операции обработки данных в приложении.

Модули содержат программы на языке Visual Basic, которые могут разрабатываться пользователем для реализации нестандартных процедур при создании приложения.

Access обладает достаточно удобными средствами создания приложений пользователя. Самым простым средством являются макросы. Макросы позволяют легко связывать отдельные действия, реализуемые с помощью форм, запросов, отчетов, и организовать их выполнение через меню.