09 - 10.11.2020Написать подробный конспект в рабочей тетради. Тема: «Системы управления базами данных»Информационная система (ИС) – это система, построенная на базе компьютерной

техники, предназначенная для хранения, поиска, обработки и передачи значительных объемов информации, имеющая определенную практическую сферу применения.

База данных – это ИС, которая хранится в электронном виде.База данных (БД) – организованная совокупность данных, предназначенная для

длительного хранения во внешней памяти ЭВМ, постоянного обновления и использования.БД служат для хранения и поиска большого объёма информации. Примеры баз данных:

записная книжка, словари, справочники, энциклопедии и т.д.Классификация баз данных:1. По характеру хранимой информации:— Фактографические – содержат краткие сведения об описываемых объектах,

представленных в строго определённом формате (картотеки, н-р: БД книжного фонда библиотеки, БД кадрового состава учреждения),

— Документальные – содержат документы (информацию) самого разного типа: текстового, графического, звукового, мультимедийного (архивы, н-р: справочники, словари, БД законодательных актов в области уголовного права и др.)

2. По способу хранения данных:— Централизованные (хранятся на одном компьютере),— Распределенные (используются в локальных и глобальных компьютерных сетях).3. По структуре организации данных:— Реляционные (табличные),— Нереляционные.

 Термин «реляционный» (от лат. relatio – отношение) указывает на то, что такая модель

хранения данных построена на взаимоотношении составляющих её частей. Реляционная база данных, по сути, представляет собой двумерную таблицу. Каждая строка такой таблицы называется записью. Столбцы таблицы называются полями: каждое поле характеризуется своим именем и типом данных. Поле БД – это столбец таблицы, содержащий значения определенного свойства.

Свойства реляционной модели данных:- каждый элемент таблицы – один элемент данных;- все поля таблицы являются однородными, т.е. имеют один тип;- одинаковые записи в таблице отсутствуют;- порядок записей в таблице может быть произвольным и может характеризоваться

количеством полей, типом данных.Иерархической называется БД, в которой информация упорядочена следующим образом:

один элемент считается главным, остальные – подчинёнными. В иерархической базе данных записи упорядочиваются в определенную последовательность, как ступеньки лестницы, и поиск данных может осуществляться последовательным «спуском» со ступени на ступень. Данная модель характеризуется такими параметрами, как уровни, узлы, связи. Принцип работы модели таков, что несколько узлов более низкого уровня соединяются при помощи связи с одним узлом более высокого уровня.

Узел – информационная модель элемента, находящегося на данном уровне иерархии.Свойства иерархической модели данных:- несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня;- иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень), не подчинено никакой

другой вершине;

- каждый узел имеет своё имя (идентификатор);- существует только один путь от корневой записи к более частной записи данных.

Иерархической базой данных является Каталог папок Windows, с которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол. На втором уровне находятся папки Мой компьютер, Мои документы, Сетевое окружение и Корзина, которые представляют собой потомков папки Рабочий стол, будучи между собой близнецами. В свою очередь, папка Мой компьютер – предок по отношению к папкам третьего уровня, папкам дисков (Диск 3,5(А:), С:, D:, E:, F:) и системным папкам (Принтеры, Панель управления и др.).

Сетевой называется БД, в которой к вертикальным иерархическим связям добавляются горизонтальные связи. Любой объект может быть главным и подчинённым.

Сетевой базой данных фактически является Всемирная паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую базу данных.

Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, называется система управления базами данных (СУБД). СУБД используются для упорядоченного хранения и обработки больших объемов информации.

Система управления базами данных (СУБД) – это система, обеспечивающая поиск, хранение, корректировку данных, формирование ответов на запросы. Система обеспечивает сохранность данных, их конфиденциальность, перемещение и связь с другими программными средствами.

Основные действия, которые пользователь может выполнять с помощью СУБД:- создание структуры БД;- заполнение БД информацией;- изменение (редактирование) структуры и содержания БД;- поиск информации в БД;- сортировка данных;- защита БД;- проверка целостности БД.

Современные СУБД дают возможность включать в них не только текстовую и графическую информацию, но и звуковые фрагменты и даже видеоклипы.

Простота использования СУБД позволяет создавать новые базы данных, не прибегая к программированию, а пользуясь только встроенными функциями. СУБД обеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также удобный доступ к ним.

Популярные СУБД - FoxPro, Access for Windows, Paradox.Таким образом, необходимо различать собственно базы данных (БД) – упорядоченные

наборы данных, и системы управления базами данных (СУБД) – программы, управляющие хранением и обработкой данных. Например, приложение Access, входящее в офисный пакет программ Microsoft Office, является СУБД, позволяющей пользователю создавать и обрабатывать табличные базы данных.

Принципы построения систем управления баз данных следуют из требований, которым должна удовлетворять организация баз данных:

- Производительность и готовность. Запросы от пользователя базой данных удовлетворяются с такой скоростью, которая требуется для использования данных. Пользователь быстро получает данные всякий раз, когда они ему необходимы.

- Минимальные затраты. Низкая стоимость хранения и использования данных, минимизация затрат на внесение изменений.

- Простота и легкость использования. Пользователи могут легко узнать и понять, какие данные имеются в их распоряжении. Доступ к данным должен быть простым, исключающим возможные ошибки со стороны пользователя.

- Простота внесения изменений. База данных может увеличиваться и изменяться без нарушения имеющихся способов использования данных.

- Возможностьпоиска. Пользователь базы данных может обращаться с самыми различными запросами по поводу хранимых в ней данных. Для реализации этого служит так называемый язык запросов.

- Целостность. Современные базы данных могут содержать данные, используемые многими пользователями. Очень важно, чтобы в процессе работы элементы данных и связи между ними не нарушались. Кроме того, аппаратные ошибки и различного рода случайные сбои не должны приводить к необратимым потерям данных. Значит, система управления данными должна содержать механизм восстановления данных.

- Безопасность и секретность. Под безопасностью данных понимают защиту данных от случайного или преднамеренного доступа к ним лиц, не имеющих на это права, от неавторизированной модификации (изменения) данных или их разрушения. Секретность определяется как право отдельных лиц или организаций решать, когда, как какое количество информации может быть передано другим лицам или организациям.

Далее на примере одной из самых распространенных систем управления базами данных – Microsoft Access, которая входит в состав популярного пакета Microsoft Office – мы познакомимся с основными типами данных, способами создания баз данных и с приемами работы с базами данных.

База данных, созданная в приложении Microsoft Access, представляет собой

реляционную БД, состоящую из набора таблиц, форм, запросов и отчетов, используемых для хранения, обработки и представления данных.

Данные (в информатике) – это сведения, представленные в формализованном виде (имеющие определенную структуру), что обеспечивает возможность их хранения, обработки и передачи.

Таблицы в Access – это специальные объекты, в которых хранятся данные. Как правило, одна БД содержит несколько таблиц. Комбинация всех таблиц и взаимных связей составляет фундамент БД. В таблице БД столбец – это поле, а строка – это запись. Поле представляет данные одного типа, например, текстовый. Все записи таблицы описываются одним набором полей, но могут иметь различные данные. Например в таблице Комплект некой БД– четыре поля: Комплектующие (текстовый тип данных), Цена (денежный), Количество(число), Примечание (текстовый); таблица содержит четыре записи (таблица 3.1).

Таблица 3.1 – Пример таблицы «Комплект»

Комплектующие Цена Количество ПримечаниеА1 900,55р. 3 Поставлять в комплекте с В1А2 50,00р. 5В1 365,00р. 3 Поставлять в комплекте с А1С3 12,50р. 20

Форма представляет собой окно для ввода данных и похожа на обычный бланк с полями. Форму удобно использовать для ввода большого количества данных, относящихся к одной записи.

Запрос – это способ выделения группы записей из БД для просмотра по определенному алгоритму. С помощью запросов можно выбрать из базы данных часть информации и упорядочить ее для использования в отчете или для просмотра на экране в форме или таблице.

Отчет, как правило, предназначен для вывода данных на печать. Конструирование отчета позволяет не только выводить информацию в удобном и привлекательном виде, но и комбинировать данные из нескольких таблиц.

Простейшая база данных может включать одну или несколько таблиц. Данные в таблицах могут быть отсортированы или отфильтрованы определенным образом по желанию пользователя или представлены различными формами и отчетами. Сведения, хранящиеся в БД, можно выбирать по условиям запросов, и на основе запросов создавать отчеты.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХПроцесс создания БД основан на определенных принципах: Исключение повторяющихся данных (устранение избыточности), что позволит

сократить объем хранящейся информации на диске, повысить скорость обработки данных, снизить вероятность возникновения ошибок.

Ввод и хранение в БД корректных и актуальных сведений, что позволит выводить из БД точную информацию, адекватную требованиям ситуации и времени.

Пред тем как приступить к созданию БД, необходимо решить следующие вопросы: Установить, какую выходную информацию необходимо получить, в каком виде

(формы, отчеты, запросы), какие данные будет содержать выходная информация. Это определит набор входных данных и информацию, которая будет храниться в БД.

Определить, какие действия будут выполняться с входными данными в процессе функционирования БД. Это выявит, какие формы или отчеты потребуются для ввода информации.

Распределить всю информацию, которая будет храниться в БД, по таблицам. Для каждой таблицы определить первичный ключ, роль которого играет поле

(столбец), позволяющий однозначным образом распознать каждую запись.

ЗаписьПоле

Определить связи между таблицами. Для сокращения объема информации, содержащейся в БД, стараться избегать повторения данных, использовать коды, выбирать оптимальный вариант структуры каждой таблицы.

Основы работы в Microsoft Office Access 2010После запуска Microsoft Office Access 2010 открывается окно диалога Microsoft Access.

Для создания новой базы данных используйте активную кнопку Новая база данных (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – Диалоговое окно «Microsoft Office Access 2010»

В открывшуюся справа область создания новой базы данных (рисунок 3.2) вводится имя БД, а при помощи кнопки виде папки определяется «расположение» файла. База данных студента должна быть создана в его личной папке.

Рабочий экран Access представлен на рисунок 3.3. В верхней части экрана находится лента, содержащая вкладки: Файл, Главная, Создание, Внешние данные, Работа с базами данных, Надстройки. При создании новой БД на ленте открывается дополнительные вкладки Поля и Таблица, вкладка Поля является активной (текущей).

Вкладка Главная содержит основные команды, обеспечивающие работу с записями (поиск, фильтрацию, сортировку), а также выбор представления данных, операции с буфером обмена и настройку параметров шрифта.

Вкладка Создание предназначена для создания основных структурных компонентов базы данных – таблиц, форм, запросов, отчетов, макросов.

Вкладка Внешние данные обеспечивает

Рисунок 3.2 – Область создания БД

организацию импорта-экспорта данных, также позволяет организовать сбор данных по сети.

Вкладка Работа с базами данных предназначена для поддержки работы открытой БД: создание макросов, схемы базы данных, определение зависимости между объектами, анализ базы данных, ее компиляция.

Рисунок 3.3 – Рабочий экран Access

Данные в БД хранятся в виде таблиц, поэтому ее создание начинается с формирования таблицы. В Access с таблицами можно работать в двух режимах: Конструктор и Режим таблицы. В режиме Конструктор осуществляется описание таблицы, создается ее структура. В Режиме таблицы, как правило, либо вводят данные, либо просматривают их.

Переход из одного режима в другой можно выполнить либо при помощи кнопки Режим на ленте, либо при помощи соответствующей пиктограммы в строке состояния в правом нижнем углу рабочего экрана Access (рисунок 3.3). Во вновь создаваемой БД первичный переход в режим конструктора требует сохранения имени таблицы (рисунок 3.3).

В левой части рабочего экрана находится Область переходов, ширину которой можно регулировать. Из этой области осуществляется запуск на выполнение объектов БД: таблиц, форм, запросов, отчетов, макросов. При открытии ранее созданной базы данных все объекты будут представлены в Области переходов.СОЗДАНИЕ СТРУКТУРЫ ТАБЛИЦЫ

Создание таблицы начинается с описания ее структуры в режиме конструктора: Создание – Таблицы – Конструктор таблиц (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 – Открытие режима конструктора для описания структуры таблицы

В области работы с объектом (таблица, форма, запрос, отчет) вводятся следующие характеристики: Имя поля, Тип данных, Описание (рисунок 3.5).

Рисунок 3.5 – Описание структуры таблицы в режиме «Конструктор»

Характеристика Имя поля может состоять не более чем из 64 символов, пробел в имени поля лучше не использовать, а имя поля начинать с буквы. В именах полей Access запрещены следующие символы: / – черта дроби; * – звездочка; точка с запятой; двоеточие; восклицательный знак; вопросительный знак; дефис (минус); двойные кавычки; ‘– апостроф; # – решетка; & – амперсанд; $ – доллар; % – процент.

Данные в Access могут быть представлены следующими типами: Текстовый – любые символы и цифры, количество хранимых символов от 0 до 255,

изменение значения вносится в характеристику Размер поля. Поле МЕМО – может содержать любые символы и цифры, до 64000 символов. Числовой – числовые выражения, которые используются в математических расчетах

(размер и тип числа определяются характеристикой Размер поля). Дата/время – содержит любые допустимые календарные даты, этот тип допускает

хронологическую сортировку и вычисления с данными. Денежный – число, имеющее денежный формат. Счетчик – автоматически добавляет к каждой записи номер по порядку. Логический – хранение значения «истина/ложь». Поле объекта OLE – содержит объект (лист Excel, документ Word, рисунок, звук,

анимацию, видеоклип). При просмотре изображения или документа из базы данных с помощью технологии OLE отображается растровое изображение, а не исходный файл.

Гиперссылка – содержит ссылку на местонахождение другого объекта БД. Вложение – хранение одного или нескольких файлов различного формата. При

использовании вложений документы и другие файлы, не являющиеся изображениями, открываются в соответствующих программах, так что эти файлы можно находить и редактировать непосредственно в приложении Access.

Вычисляемый – позволят создать поле, вычисляемое по формулам. Мастер подстановок – вставляет в поле раскрывающийся список, из которого

можно выбрать значение для каждой записи (справочник).Характеристика Описание в процессе создания структуры таблицы заполняется при

необходимости.Для указания ключевого поля выбранное поле выделяется и отжимается кнопка Ключевое

поле (пиктограмма в виде ключа).

СОЗДАНИЕ ФОРМЫВ Access 2010 формы могут создаваться при помощи разных команд: Форма,

Конструктор форм, Пустая форма, Мастер форм, Несколько элементов, Разделенная форма. Пиктограммы команд создания формы расположены на вкладке Создание в разделе Формы (рисунок 3.6).

Работать с формой можно в трех режимах: Режим формы – ввод, просмотр и корректировка данных; Режим макета – изменение макета формы; Режим конструктора – конструирование формы.Команда Форма позволяет создать форму на основе одной таблицы одним щелчком

мыши. Для этого необходимо:1. Перейти в Область переходов и выделить имя таблицы или запроса, на основе

которого будет создана форма.

Рисунок 3.6 – Создание формы командой «Форма»

2. Перейти во вкладку Создание, в группе Формы щелкнуть по пиктограмме Форма. Вновь созданная форма отобразится в режиме макета и будет содержать все поля, входящие в таблицу или запрос. Кроме того, в форму будет включена таблица, связанная с исходной таблицей по ключевому полю (рисунок 3.7).

Рисунок 3.7 – Переход в «Режим формы»

3. Внести изменения в таблицу в режиме макета или конструктора (при необходимости: переименовать поля, расширить область ввода значений данных, удалить поля, удалить связанную таблицу и т.д.).

4. Сохранить форму с определенным именем.Команда Разделенная форма позволяет создать форму представления данных в двух

видах одновременно: по одной записи и в виде таблицы (рисунок 3.8). Разделенная форма создается аналогично предыдущему виду формы.

Рисунок 3.8 – Создание разделенной формы

Команда Несколько элементов позволяет создать форму, в которой отображается несколько записей (рисунок 3.9). Создание формы выполняется в том же порядке, что и предыдущими командами.

Рисунок 3.9 – Пример формы, созданной командой «Несколько элементов»

Команда Пустая форма предназначена для создания «болванки» формы, которую в дальнейшем можно наполнить содержимым.

Способ разработки формы командой Конструктор обеспечивает наибольшую гибкость, но достаточно сложный. Эта команда может быть успешно использована в целях редактирования форм после их создания другими командами.Создание формы командой Мастер форм

Не имея большого опыта работы в MS Access, для создания форм лучше использовать Мастер форм. Команда Мастер форм позволяет создавать формы на основе полей из нескольких таблиц и запросов, назначать способы группировки и сортировки данных. Команда Мастер форм вызывается из спускающегося меню пиктограммы Другие фор- мы, в разделе Формы (рису-нок 3.10). Рисунок 3.10 – Вызов команды

«Мастер форм» для создания формы

Команда Мастер форм открывает окно диалога Создание форм (рисунок 3.11).

Рисунок 3.11 – Окно диалога «Создание форм»

Далее последовательно выполняются предлагаемые мастером шаги:1. Выбрать из спускающегося списка Таблицы и запросы таблицу (запрос), поля

которой будут вставлены в форму.2. Переместить требуемые поля из окна Доступные поля в окно Выбранные поля.3. Если форма создается на основе нескольких таблиц, п.п. 1-2 следует повторить, но

при этом следует помнить, каким образом связаны таблицы. Переход к следующему шагу осуществляется при помощи кнопки Далее.

4. Для продолжения создания формы необходимо последовательно: выбрать вид представления данных, внешний вид формы, требуемый стиль, дать форме имя.

5. Изменения в форму можно внести в режиме макета или конструктора.На рисунке 3.12 приведен пример формы, созданной на основе двух таблиц, одна из

которых в процессе формирования выступила в качестве основной (Авторы), другая – в качестве подчиненной (Книги).

СОЗДАНИЕ ЗАПРОСАОдним из способов представления данных в БД является запрос. Запрос – это способ

выделения группы записей из БД для просмотра по определенному алгоритму. С помощью запросов можно:

выбрать часть полей для просмотра записей; расположить поля в нужном порядке; указать критерии фильтрации для каждого поля; определить порядок сортировки данных по одному или нескольким полям.

Рисунок 3.12 – Пример формы, созданной на основе двух таблиц командой «Мастер форм»

В MS Access можно создавать несколько видов запросов (рисунок 3.13): простой запрос – выбор записей по указанному набору полей из нескольких таблиц

и запросов; перекрестный запрос – выводит из одного поля итоговые значения (суммы, средние

значения) и группирует их по одному набору факторов, перечисленных в виде заголовков строк, и по другому набору факторов, перечисленных в виде заголовков столбцов;

повторяющиеся записи – сравнивает две таблицы и находит все записи, имеющиеся в обеих таблицах;

записи без подчиненных – сравнивает две таблицы и находит все записи, которые присутствуют только в одной из этих таблиц.

Access предлагает два способа создания запросов:

в режиме конструктора; с помощью мастера.Для начинающих проще

создавать запрос с помощью мастера. Для этого используется пиктограмма Мастер запросов на вкладке Создание в разделе Другие (рису- нок 3.13).

В открывшемся окне Новый запрос необходимо выбрать вид запроса, далее по шагам, предлагаемым мастером, выбираются поля, вид отчета (подробный или итоговый), задается имя запроса.

Рисунок 3.13 – Вызов команды «Мастер запросов»

В режиме Конструктор изменяется макет запроса, например, вводится условие отбора (риснок3.14).

Рисунок 3.14 – Изменение макета запроса в режиме «Конструктор»

Результаты выполнения запроса можно посмотреть в режиме таблицы (рисунок 3.15). Переход в Режим таблицы выполняется при помощи контекстного меню, которое открывается правой кнопкой мыши при установке указателя на имя запроса (рисунок 3.14).

Рисунок 3.15 – Пример результатов выборки по запросу

СОЗДАНИЕ ОТЧЕТАКак результат работы с базой БД можно распечатать любую таблицу, форму,

запрос, но внешний вид этих документов будет выглядеть непрезентабельно. Для изменения и улучшения внешнего вида выходной информации в MS Access создаются отчеты.

Инструментальные средства Microsoft Office Access 2007 обеспечивают создание отчетов практически любой степени сложности. На вкладке Создание в разделе Отчеты представлены команды формирования отчетов:

Отчет – создание простого отчета на основе данных текущей таблицы или запроса, к которым можно добавить дополнительные компоненты (группы, итоги);

Конструктор отчетов – создание сложных отчетов и изменение уже созданных отчетов;

Пустой отчет – создание пустого отчета, в который можно вставить поля и элементы управления;

Мастер отчетов – позволяющий создавать отчеты на основе нескольких таблиц и запросов;

Наклейки – запуск мастера наклеек, который позволяет создавать простые или специальные наклейки.

Для тех, кто делает первые шаги в разработке баз данных, проще создавать отчеты при помощи команды Мастер отчетов, а корректировать внешний вид или вносить изменения– в режиме макета.

Порядок создания отчета с помощью команды Мастер отчетов следующий:1. Активизировать вкладку Создание.2. Выбрать команду Мастер отчетов в разделе Отчеты.3. В открывшемся окне мастера отчетов Создание отчетов в спускающемся

списке Таблицы и запросы выбрать таблицу (запрос), необходимые для отчета поля переместить из окна Допустимые поля в окно Выбранные поля. Для выбора полей допускается использование нескольких таблиц и запросов.

4. При необходимости задать уровни группировки.5. Выбрать порядок сортировки записей, макет отчета, стиль.6. Задать имя отчета.Изменение внешнего вида отчета можно выполнять либо в режиме макета, либо в

режиме конструктора (рисунок 3.16).Рисунок 3.16 – Внесение изменений в макет отчета в режиме конструктора

В режиме Конструктор можно: выделять и перемещать объекты, изменять размеры объектов, форматировать текстовые объекты, добавлять и удалять поля и т.д. Сходный по назначению с режимом конструктора режим макета предполагает корректировку внешнего представления отчета, но возможности этого режима ограничены.

Просмотр отчета можно выполнить с помощью двух команд: Представление отчета и Предварительный просмотр (рисунок 3.17).

Рисунок 3.17 – Выбор режима работы с отчетомНа рисунок 3.18. показан пример отчета в режиме Представление отчета.

Рисунок 3.18 – Просмотр отчета командой «Представление отчета»

Следует помнить, что при работе в Microsoft Access в базе данных сохраняется

каждый отдельный объект (таблица, форма, запрос, отчет, запись, макрос), а команда Сохранить в диалоговом окне, которое открывается кнопкой Office, выполняется для текущего объекта. Поэтому если в процессе работы с объектами Вы их сохраняли, то дополнительного сохранения базы данных не требуется.

Команда Сохранить как… позволяет сохранить текущий объект в БД с новым именем или в виде нового объекта БД, например, таблицу – в качестве формы. Кроме того команда Сохранить как… обеспечивает сохранение копии БД в форматах Access 2007-2010, Access 2002-2003, Access 2000.