Базы данных

Хранение и накопление являются одними из основных действий, осуществляемых над информацией и главным средством обеспечения её доступности в течение какого-то времени.

Для хранения и поиска информации существуют базы данных и склады (хранилища) данных, лежащие в основе информационно-поисковых систем (ИПС).

База данных (БД) определяется как совокупность взаимосвязанных структурированных данных относящихся к определенной предметной области. Хранимые данные не зависят от программ пользователей. Для модификации и внесения изменений применяется общий управляющий метод. Обычно база данных создается для определённой предметной области и является основой возникновения информационных услуг. Предметная область – это часть реального мира, подлежащая изучению с целью создания базы данных для автоматизации процесса управления.

Данные, хранимые в базе имеют определённую структуру (модель):

иерархическая (в виде дерева);

сетевая (данные хранятся в виде произвольного списка);

реляционная (совокупность таблиц, связанных между собой)

Склад данных – в отличие от БД, данные из хранилища никогда не удаляются, пополнение происходит на периодической основе, формирование новых блоков данных, зависящих от старых – автоматическое, доступ к хранилищу данных осуществляется на основе многомерного куба. Предназначение склада данных – информационная поддержка принятия решений.

Альтернативой хранилищу данных являются витрины данных. Витрины данных – множество тематических БД, содержащих информацию по отдельным предметным областям.

Информационно-поисковая система – это прикладная компьютерная среда для обработки, хранения, сортировки, фильтрации и поиска больших массивов структурированной информации.

Каждая ИПС предназначена для решения определенного класса задач, для которых характерен свой набор объектов и их признаков. ИПС бывают двух типов:

1. Документографические. В документографических ИПС все хранимые документы индексируются специальным образом, т. е. каждому документу присваивается индивидуальный код, составляющий поисковый образ. Поиск идет не по самим документам, а по их поисковым образам. Именно так ищут книги в больших библиотеках. Сначала отыскивают карточку в каталоге, а затем по номеру, указанному на ней, отыскивается и сама книга.

2. Фактографические. В фактографичеких ИПС хранятся не документы, а факты, относящиеся к какой-либо предметной области. Поиск осуществляется по образцу факта.

Каждая ИПС состоит из двух частей: базы данных (БД) и системы управления базами данных (СУБД).

Система управления базами данных - это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания структуры баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации. Последовательность операций над данными, которая отслеживается СУБД от начала и до завершения называется транзакцией.

На настоящий момент существует множество различных СУБД. Наиболее широкую известность получили такие как Dbase, Clipper, FoxPro, Paradox, Microsoft Access.

Основные возможности БД

• хранение данных

• быстрый доступ к данным

• вставка в базу объектов разных типов

• сортировка данных по разным признакам

• фильтрация

• составление запросов

• дополнение и обновление данных

• создание элементов управления для улучшения интерфейса

• вывод данных на печать

По технологии обработки данных базы данных подразделяются на централизованные и распределенные.

Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе. Такой способ использования баз данных часто применяют в локальных сетях ПК.

Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).

По способу доступа к данным базы данных разделяются на базы данных с локальным доступом и базы данных с удаленным доступом.

Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагают различные архитектуры подобных систем: файл-сервер и клиент-сервер.

Файл-сервер. Архитектура систем БД с сетевым доступом предполагает выделение одной из машин сети в качестве центрального сервера файлов. На такой машине хранится совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети выполняют функции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользовательской системы к централизованной базе данных. Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где в основном и производится обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность информационной системы падает. Пользователи могут создавать также на рабочих станциях локальные БД, которые используются ими монопольно.

Клиент-сервер. В этой концепции подразумевается, что помимо хранения централизованной базы данных центральная машина (сервер базы данных) должна обеспечивать выполнение основного объема обработки данных. Запрос на данные, выдаваемый клиентом (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные, но не файлы транспортируются по сети от сервера к клиенту. Спецификой архитектуры клиент-сервер является использование языка запросов SQL.

По степени универсальности различают два класса СУБД:

СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо предметную область или на информационные потребности какой-либо группы пользователей. Каждая система такого рода реализуется как программный продукт, способный функционировать на некоторой модели ЭВМ в определенной операционной системе и поставляется многим пользователям как коммерческое изделие. Такие СУБД обладают средствами настройки на работу с конкретной базой данных. СУБД общего назначения - это сложные программные комплексы, предназначенные для выполнения всей совокупности функций, связанных с созданием и эксплуатацией базы данных информационной системы.

Использование СУБД общего назначения в качестве инструментального средства для создания автоматизированных информационных систем, основанных на технологии баз данных, позволяет существенно сокращать сроки разработки и экономить трудовые ресурсы. Этим СУБД присущи развитые функциональные возможности и определенная функциональная избыточность.

Специализированные СУБД создаются в редких случаях при невозможности или нецелесообразности использования СУБД общего назначения.

Для пользователей СУБД, основными средствами поддержания целостности данных, являются ограничения и правила.

СУБД MS Access работает с реляционной базой данных, которая состоит из взаимосвязанных таблиц. Единицей хранения информации в реляционной БД является таблица. Каждая таблица содержит информацию об объектах одного типа, а совокупность всех таблиц образует единую БД. Для наглядного отображения связей между таблицами служит схема данных.

Таблицы БД доступны в многопользовательском режиме, т. е. одновременно могут использоваться несколькими приложениями.

К основным возможностям СУБД Microsoft Access можно отнести следующие:

 Проектирование базовых объектов – двумерные таблицы с полями разных типов данных.

 Создание связей между таблицами, с поддержкой целостности данных, каскадного обновления полей и каскадного удаления записей.

 Ввод, хранение, просмотр, сортировка, изменение и выборка данных из таблиц с использованием различных средств контроля информации, индексирования таблиц и аппарата алгебры логики.

 Создание, модификация и использование производных объектов (запросов, форм и отчетов).

Файл БД содержит следующие структурные элементы (объекты):

Таблица – основная единица хранения информации в базе. Состоит из полей (столбцов) и записей (строк).

Поля (столбцы) – содержат данные (информацию) одного типа. Поле имеет имя, длину и тип данных.

Записи (строки) – все поля, содержащие информацию об одном объекте. Каждая запись таблицы содержит одинаковые поля, но в них содержатся различные данные.

Таблицу можно создать, изменить, переименовать, удалить.

Создать – задать структуру и имя таблицы.

Изменить – изменить названия и характеристики полей и т. д.

Между таблицами можно устанавливать связи. Таблицу можно просматривать, обновлять, сортировать, выводить на печать. Таблица может быть создана в одном из 3х режимов:

 Создание таблицы в режиме конструктора;

 Создание таблицы с помощью мастера;

 Создание таблицы путем ввода данных

Запрос – требование на отбор нужных данных из одной или нескольких таблиц по заданным условиям или выполнение определённых действий с данными.

Запрос (query) – это средство выбора необходимой информации из базы данных. Вопрос, сформированный по отношению к базе данных, и есть запрос. Применяются два типа запросов: по образцу (QBE – Query by example) и структурированный язык запросов (SQL – Structured Query Language). QBE-запрос по образцу – средство для отыскания необходимой информации в базе данных. Он формируется не на специальном языке, а путем заполнения бланка запроса в окне Конструктора запросов. SQL–запросы – это запросы, которые составляются (программистами) из последовательности SQL – инструкций. Эти инструкции задают, что надо сделать с входным набором данных для генерации выходного набора. Все запросы Access строит на основе SQL – запросов, чтобы посмотреть их, необходимо в активном окне проектирования запроса выполнить команду Вид/SQL. Существует несколько типов запросов:

• запрос на выборку – позволяет извлечь информацию, рассчитать показатели, но не изменяет данные в таблицах;

• запрос на изменение (обновление, добавление, удаление) – выполняется в режиме конструктора, даёт возможность корректировать информацию, которая содержится в таблицах;

• перекрёстный запрос

Наиболее распространенным является запрос на выборку. Запросы на выборку используются для отбора нужной пользователю информации, содержащейся в таблицах. Они создаются только для связанных таблиц.

Для подсчёта количества записей в поле – используется групповая операция Count, для объединения одинаковых записей в поле - групповая операция Группировка, для вычисления среднего значения - групповая операция Avg.

Форма – средство отображения данных на экране, где размещаются элементы управления, отображения и изменения данных в полях, может создаваться пользователем для ввода и корректировки данных в таблицы БД; даёт возможность просматривать данные, добавлять новые записи, изменять и удалять записи из таблиц (бланк для заполнения при вводе данных в базу). В окне формы табличные данные выводятся строго по одной записи на экране.

Access предоставляет возможность вводить данные как непосредственно в таблицу, так и с помощью форм. Форма в БД - это структурированное окно, которое можно представить так, чтобы оно повторяло форму бланка. Формы создаются из набора отдельных элементов управления. Внешний вид формы выбирается в зависимости от того, с какой целью она создается. Формы Access  позволяют выполнять задания, которые нельзя выполнить в режиме таблицы. Формы позволяют вычислять значения и выводить на экран результат. Источником данных для формы являются записи таблицы или запроса. Форма предоставляет возможности для:

 ввода и просмотра информации базы данных

 изменения данных

 печати

 создания сообщений Способы создания форм:

 Конструктор форм (предназначен для создания формы любой сложности)

 Мастер форм (позволяет создавать формы различные как по стилю, так и по содержанию)

 Автоформа: в столбец (многостраничная – поля для записи выводятся в один столбец, в форме одновременно отображаются данные для одной записи)

 Автоформа: ленточная (все поля записи выводятся в одну строку, в форме отображаются все записи)

 Автоформа: табличная (отображение записей осуществляется в режиме таблица)

 Автоформа: сводная таблица

 Автоформа: сводная диаграмма

 Диаграмма (создается форма с диаграммой, построенной Microsoft Graph)

 Сводная таблица (создается форма Access, отображаемая в режиме сводной таблицы Excel)

Отчёт – средство отображения данных при выводе на печать. В отчёте можно группировать и сортировать данные в любом порядке, получать итоговые значения, средние значения и другие статистические величины, а также помещать в него графические диаграммы.

Для создания отчёта данные можно использовать из таблиц, запросов и форм. Распечатав непрерывную форму, можно создать отчёт, в котором выведены значения всех или некоторых полей таблицы или запроса.

В Microsoft Access можно создавать отчеты различными способами:

 Конструктор

 Мастер отчетов

 Автоотчет: в столбец

 Автоотчет: ленточный

 Мастер диаграмм

 Почтовые наклейки

Microsoft Access отображает в отчете данные из запроса или таблицы, добавляя к ним текстовые элементы, которые упрощают его восприятие. К числу таких элементов относятся:

 Заголовок. Этот раздел печатается только в верхней части первой страницы отчета. Используется для вывода данных, таких как текст заголовка отчета, дата или констатирующая часть текста документа, которые следует напечатать один раз в начале отчета. Для добавления или удаления области заголовка отчета необходимо выбрать в меню Вид команду Заголовок/примечание отчета.

 Верхний колонтитул. Используется для вывода данных, таких как заголовки столбцов, даты или номера страниц, печатающихся сверху на каждой странице отчета. Для добавления или удаления верхнего колонтитула необходимо выбрать в меню Вид команду Колонтитулы. Microsoft Access добавляет верхний и нижний колонтитулы одновременно. Чтобы скрыть один из колонтитулов, нужно задать для его свойства Высота значение 0.

 Область данных, расположенная между верхним и нижним колонтитулами страницы. Содержит основной текст отчета. В этом разделе появляются данные, распечатываемые для каждой из тех записей в таблице или запросе, на которых основан отчет. Для размещения в области данных элементов управления используют список полей и панель элементов. Чтобы скрыть область данных, нужно задать для свойства раздела Высота значение 0.

 Нижний колонтитул. Этот раздел появляется в нижней части каждой страницы. Используется для вывода данных, таких как итоговые значения, даты или номера страницы, печатающихся снизу на каждой странице отчета.

 Примечание. Используется для вывода данных, таких как текст заключения, общие итоговые значения или подпись, которые следует напечатать один раз в конце отчета. Несмотря на то, что в режиме Конструктора раздел "Примечание" отчета находится внизу отчета, он печатается над нижним колонтитулом страницы на последней странице отчета. Для добавления или удаления области примечаний отчета необходимо выбрать в меню Вид команду Заголовок/примечание отчета. Microsoft Access одновременно добавляет и удаляет области заголовка и примечаний отчета

Страницы - страницы доступа к данным представляют собой специальную Web-страницу, предназначенную для просмотра и работы через Интернет или интрасеть с данными, которые хранятся  в базах данных Microsoft Access или  БД MS SQL Server.

Макрос - набор макрокоманд, создаваемый пользователем для автоматизации выполнения конкретных операций.

Модуль - объект, содержащий программы на языке Visual Basic, применяемые в некоторых случаях для обработки данных.

В Access используются следующие основные типы полей:

 текстовый: предназначен для текстовой информации и чисел, когда нет необходимости выполнения математических операций с ними;

 числовой: предназначен для чисел при использовании их в математических расчетах;

 MEMO: предназначен для хранения произвольного текста или комментариев (длиной до 64000 символов);

 денежный: предназначен для хранения чисел, отражающих денежные суммы;

 дата/время: предназначен для хранения информации о дате и времени;

 счетчик: специальное числовое поле, предназначенное для автоматического добавления уникального номера текущей записи в таблице данных.

 логический: предназначен для хранения всего двух значений “Истина” и “Ложь”;

 поле объекта OLE: предназначено для хранения объектов, созданных другими приложениями (рисунки, графики, диаграммы).

Для однозначного определения каждой строки в таблице существует первичный ключ. Ключ – это столбец (может быть несколько столбцов), добавляемый к таблице и позволяющий установить связь с  записями в другой таблице. Существуют ключи двух типов: первичные и вторичные или внешние. Первичный ключ – это одно или несколько полей (столбцов), комбинация значений которых однозначно определяет каждую запись в таблице. Первичный ключ не допускает значений Null и всегда должен иметь уникальный индекс. Первичный ключ используется для связывания таблицы с внешними ключами в других таблицах. Внешний (вторичный) ключ - это одно или несколько полей (столбцов) в таблице, содержащих ссылку на поле или поля первичного ключа в другой таблице. Внешний ключ определяет способ объединения таблиц. Существует три типа первичных ключей: ключевые поля счетчика (счетчик), простой ключ и составной ключ. Поле счетчика (Тип данных «Счетчик»). Тип данных поля в базе данных, в котором для каждой добавляемой в таблицу записи в поле автоматически заносится уникальное числовое значение. Простой ключ. Если поле содержит уникальные значения, такие как коды или инвентарные номера, то это поле можно определить как первичный ключ. В качестве ключа можно определить любое поле, содержащее данные, если это поле не содержит повторяющиеся значения или значения Null. Составной ключ. В случаях, когда невозможно гарантировать уникальность значений каждого поля, существует возможность создать ключ, состоящий из нескольких полей. Чаще всего такая ситуация возникает для таблицы, используемой для связывания двух таблиц многие - ко - многим.