Бази даних і системи управління ними
Як відомо, для зберігання та опрацювання даних використовують різні засоби: бази даних, сховища даних, оперативні сховища даних. Дамо визначення цих понять та здійснимо їх характеристику.
Наведемо декілька найбільш поширених визначень бази даних (БД).
База даних – сукупність екземплярів різних типів записів і відношень між записами та елементами.
Базу даних можна визначити як сукупність взаємозв'язаних даних (прості чи складені типи), що зберігаються разом на одному носії та описують якусь предметну область за наявності такої мінімальної надмірності, яка допускає їх використання оптимальним чином для одного або декількох застосувань. Розрізняють ієрархічні, мережеві, реляційні, часові (темпоральні), постреляційні (об’єктно-орієнтовані, з гніздуванням), розподілені та багатовимірні бази даних.
Використання бази даних припускає роботу з нею декількох прикладних програм (застосувань), що вирішують завдання різних користувачів.
Сховище даних – це аґреґований інформаційний ресурс, що містить консолідовану інформацію з усієї проблемної області та використовується для підтримки прийняття рішень.
Важливий аспект у розробці сховища даних пов'язаний із створенням репозиторію метаданих – „дані про дані”. Застосовуючи дане визначення до сховищ даних, мають на увазі, що метадані – це „мапа” розташування даних в сховищі даних.
Виділяють три види метаданих сховища:
- метадані оперативних систем – використовуються в процесах управління завантаженням та доступом до джерел даних;
- метадані кінцевих користувачів – описують розміщення та структуру даних, об‘єми даних та алгоритми, тобто є навігатором по даним сховища для кінцевого користувача;
- метадані управління сховищем – включають всі правила отримання, очищення, перетворення, агрегування, передачі та завантаження даних до сховища даних та відносяться до як до даних, що розміщують у самому сховищі даних, так і до проміжного середовища, де дані готуються до завантаження чи вивантаження.
Консолідована інформація – це одержані з декількох джерел та системно інтеґровані різнотипні інформаційні ресурси, які в сукупності наділені ознаками повноти, цілісності, несуперечності та складають адекватну інформаційну модель проблемної області з метою її аналізу опрацювання та ефективного використання в процесах підтримки прийняття рішень.
Типове сховище даних зазвичай відрізняється від традиційної реляційної бази даних. По-перше, традиційні бази даних призначені для того, щоб допомогти користувачам виконувати повсякденну роботу, тоді як сховища даних призначені для прийняття рішень. Наприклад, продаж товару і виписування рахунку здійснюється з використанням бази даних, призначеної для опрацювання транзакцій, а аналіз динаміки продажів за декілька років, що дозволяє спланувати роботу з постачальниками, — за допомогою сховища даних.
По-друге, традиційні бази даних характеризуються постійними змінами у процесі роботи користувачів, а сховище даних відносно стабільне: дані у ньому зазвичай оновлюються за розкладом (наприклад, щотижня, щодня або щогодини — залежно від потреб). В ідеалі процес поповнення (або як далі ми будемо називати завантаження) є просто додаванням нових даних за певний період часу без зміни попередньої інформації, що вже міститься в сховищі.
І, по-третє, традиційні бази даних найчастіше є джерелом даних, що потрапляють у сховище. Крім того, сховище може поповнюватися за рахунок зовнішніх джерел, наприклад статистичних звітів. Дані, що надходять до бази даних з іншої бази, є невеликого обсягу (тисячі записів), мають ту ж схему даних, що і база даних-приймач. На відміну від них сховища даних у визначені терміни отримують значно більші обсяги даних, які можуть відріхнятися від приймача форматом, а інколи і типом, що вимагає застосування додаткових процедур трансформування та завантаження даних (так звані процедури Extract, Transform, Load).
Як бази даних, так і сховища даних, можуть будуватись на основі певної системи керування базами даних (СКБД) (реляційна, постреляційна тощо). СКБД забезпечує загальний репозиторій для зберігання і опрацювання структурованих даних. СКБД підтримує набір взаємозв'язаних послуг і дозволяє розробникам зосередитись на специфічних проблемах їх застосувань, а не на завданнях, які виникають при потребі в узгодженому й ефективному керуванні великими обсягами даних. Проте СКБД вимагають, щоб всі дані знаходилися під єдиним адміністративним керуванням і відповідали єдиній схемі. У відповідь на задоволення цих обмежень СКБД можуть забезпечити розвинені засоби маніпулювання даними та опрацювання запитів зі зрозумілою і строгою семантикою, а також строгі транзакційні ґарантії оновлень, паралельного доступу і довготривалого зберігання (так звані властивості ACID).
Реляційна модель даних подає дані у вигляді множини таблиць. Структура бази даних визначається встановленням зв'язків між таблицями замість моделювання схеми даних відповідно до способу їхнього фізичного розташування
Перевага її полягає в тім, що для кожного самостійного набору даних створюється власний файл.
Система управління базами даних Microsoft Access входить до складу пакета Microsoft Office. Вона дозволяє розв’язувати широке коло завдань користувачів без програмування і доступна для широкого кола непрофесійних користувачів персональних комп’ютерів.
Система управління базами даних (СУБД) Access розроблена для експлуатації у комп’ютерних мережах у середовищі Windows.
Одна з основних переваг СУБД Ассеss полягає у тому, що вона має прості та зручні засоби обробки кількох таблиць у одній базі даних. Таблиця є основним об’єктом бази даних. У одній базі даних зберігається кілька таблиць та засоби зв’язування таблиць.
У системі Acсess є різні способи управління даними, а саме:
система меню;
панелі інструментів;
контекстивне меню;
укажчик миші;
комбінації клавіш.
СУБД Access має значну кількість спеціальних програм – “майстрів”. Є майстер таблиць, майстер кнопок, майстер форм та ін. Майстри здійснюють діалог з користувачем, у процесі якого визначаються дані, необхідні для розв’язування відповідної задачі. Для зручності роботи кожен майстер має певні етапи (кроки). Будь-який етап можна пропустити або звернутись до попередніх.
Формою видачі даних на екран користувач може управляти. Важливо правильно конструювати форми, оскільки саме з ними працює користувач при введенні і редагуванні записів бази даних. Крім того, форми можна використовувати для збирання та виведення інформації.
Етапи створення бази даних у середовищі Microsoft Access:
визначення мети створення бази даних;
визначення таблиць, які повинна містити база даних;
визначення структури таблиць (полів та їх типів);
призначення ключів таблиць та створення потрібних індексів;
визначення зв'язків між таблицями;
завантаження даних;
створення інших об'єктів бази даних: запитів, форм, звітів, макросів та модулів;
аналіз ефективності бази даних за допомогою майстра таблиць (меню СЕРВИС > АНАЛИЗ > ТАБЛИЦА) та аналізатора швидкодії (меню СЕРВИС > АНАЛИЗ > БЬІСТРОДЕЙСТВИЕ).
Розглянемо призначення об'єктів Access.
Таблиця призначена для збереження даних у вигляді записів (рядків) і полів (стовпців). Таблиці складають основу бази даних. Саме в них зберігається інформація, організована певним чином.
Запит - дозволяє отримати потрібні дані з однієї чи декількох таблиць, розрахувати значення деяких даних за формулами.
Форма - об'єкт, призначений, як для введення, так і для ви-ведення даних у зручному для користувача вигляді. У формі можна розмістити елементи керування, які застосовуються для введення, зображення і зміни даних у полях таблиць.
Звіт - об'єкт, призначений для друку даних.
Макроси - засоби для автоматизації роботи з формами, звітами та ін.
Модулі - програмні модулі мовою Visual Basic.
Створення таблиць бази даних
Розглянемо послідовність необхідних дій при створенні файлу й таблиць бази даних. База даних «Навчальний процес» буде складатися із семи таблиць, властивості полів яких наведені наприкінці цієї глави в додатку A.
Для створення файли бази даних виконаємо команди меню Файл|Создать. У вікні Создание виберемо Новая база данных (рис 1.1).
Рис. 1.1. Створення файлу бази даних.
Даємо назву базі даних, визначаємо папку, у якій буде зберігатись цей файл і клацаємо кнопкою миші на значку Создать (рис 1.2).
Рис.1.2. Іменування бази даних.
Створення структури таблиці ГРУПА
Почнемо створення таблиці ГРУПА з визначення її структури в режимі конструктора таблиць. Основні параметри структури таблиці ГРУПА, представлені в табл. 1.1.
Таблиця 1.1. Основні параметри структури таблиці ГРУПА
Имя поля |
Ключевое слово |
Уникальное |
Обязательное поле |
Тип данных |
Размер |
Число десятичных знаков |
Подпись поля |
Условие на значение |
Сообщение об ошибке |
НГ |
Да |
Да |
Да |
Текстовый |
3 |
|
Номер гр. |
|
|
КІЛ |
|
|
Нет |
Числовой |
Байт |
|
Кілкість студентів у групі |
>=0 and <=35
|
Кіл. студентів більше допустимого |
ПБАЛ |
|
|
Нет |
Числовой |
Одинарное с плавающей точкой |
2 |
Прох. бал |
>2 and<=5 or 0 |
Помилка у оцінці |
У вікні бази даних виберемо вкладку Создание і натиснемо кнопку Конструктор таблиць (рис. 1.3).
Рис 1.3. Виклик конструктора таблиць.
Відповідно до наведеного в табл. 3.1 проектними параметрами структури для таблиці ГРУПА у вікні конструктора Таблиця1:таблиця (рис. 1.4) потрібно:
У стовпець Имя поля ввести в потрібній послідовності імена полів НГ, КІЛ, ПБАЛ
У стовпці Тип данных вибрати потрібний тип даних для кожного поля, використавши кнопку списку
На вкладці Описание задати властивості полів (рис. 1.5):
o Размер поля, натиснувши в ньому кнопку списку;
o для текстового поля НГ задамо розмір поля 3;
o для числового поля КІЛ виберемо значення Байт, що визначає довжину цілого числа, достатнього для розміщення максимального значення поля (40 студенів у групі) (рис. 1.6);
o для числового поля ПБАЛ виберемо Одинарное с плавающей точкой;
o Формат поля для поля ПБАЛ – Фиксированный;
o Число десятичных знаков для поля ПБАЛ – 2;
o Подпись, Условие на значение, Сообщение об ошибке– для кожного з полів виберемо, як зазначено в табл. 3.1
Рис 1.4. Вікно конструктора таблиць.
Рис. 1.5. Вкладка Общие
Рис. 1.6. Вибір розміру для поля КІЛ (кількість студентів у групі) у вікні конструктора таблиць
Рис. 1.7. Визначення властивостей поля ПБАЛ (середній прохідний бал у групі)
Увага
Для введення операторів <більше дорівнює> і <менше дорівнює> існують спеціальні знаки. Не допускайте пробілів при введенні виразів. Потрібні пробіли Построитель уведе сам.
Рис. 1.8. Вікно Построителя виразів із виведеним списком всіх операторів
Після введення виразу у вікні Построителя натискаємо клавішу <Enter> . Access виконує синтаксичний аналіз виразу і відобразить його у рядку Условие на значение.
Тепер визначимо первинний ключ таблиці. Виділимо поле НГ, клацнувши кнопкою миші на області маркування ліворуч від імені поля, і натиснемо кнопку Ключевое поле у вкладці Конструктор. Ознакою установки ключа є зображення ключа ліворуч від імені поля. Визначимо властивості ключового поля відповідно до табл. 3.1.
Збережемо створену структуру таблиці і привласнимо ім'я новій таблиці - “ГРУПА”.
Виконаємо команду Файл|Сохранить і уведемо це ім'я у вікні Сохранения (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Збереження таблиці.
Таблиця
ГРУПА з'явиться в списку об'єктів Таблицы
у
вікні Все
объекти Access
Рис. 1.0. Таблиця ГРУПА.
При збереженні таблиці відбувається відновлення файлу бази даних Навчальний процес. accdb.
Аналогічно створюються структури таблиць КАФЕДРА, ПРЕДМЕТ, ВИКЛАДАЧІ, СТУДЕНТ. При створенні таблиць використовуються проектні параметри їх структур, які представлені в додатку A.
Розглянемо деякі особливості в створенні структури таблиць КАФЕДРА, ПРЕДМЕТ, ВИКЛАДАЧІ СТУДЕНТ бази даних “Навчальний процес”.