ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ И ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ СУБД

СУБД представляет собой совокуп­ность программных и языковых средств, предназначенных для созда­ния, ведения и использования баз данных. Являясь специализиро­ванным пакетом прикладных программ, СУБД позволяет расширить возможности операционной системы в области управления базами данных. СУБД берет на себя все указанные выше операции по обслуживанию и обработке баз дан­ных на каждом из трех этапов жизненного цикла БД- в процессе создания, введения и использования.

Все функции СУБД можно разделить на три группы:

-управление базами данных (система выполняет роль менедже­ра);

-разработка, отладка и выполнение прикладных программ (сис­тема осуществляет функции транслятора);

-выполнение вспомогательных операций ( сервис).

В зависимости от того, что является объектом управления, в СУБД предусмотрены три уровня управления (манипулирования):

-управление файлами, осуществляемое в процессе их генерации и эксплуатации. Основными операциями являются открытие и закры­тие, копирование, переименование, реструктурирование, реоргани­зации, восстановление баз данных;

-управление записями, которое включает чтение, добавление, удаление и упорядочение записей;

-управление полями записей (атрибутами).

Для разработки прикладных программ в СУБД предусматривается специальный язык программирования.

В соответствии с указанным набором функций в состав СУБД входят программы трех типов: управляющие, обрабатывающие и сер­висные. Программы функционально взаимосвязаны и взаимодействуют друг с другом и с операционной системой.

Таким образом, СУБД осуществляет взаимодействие между БД и пользователями системы, а также между БД и прикладными программами, реализующими определенные функции обработки данных.

СУБД обеспечивают надежное хранение больших объемов данных сложной структуры во внешней памяти компьютера и эффективный доступ к ним. К основным функциям СУБД относятся:

• непосредственное управление данными во внешней и оперативной памяти и обеспечение эффективного доступа к ним в процессе решения задачи;

• поддержание целостности данных и управление транзакциями;

• ведение системного журнала изменений в БД для обеспечения восстановления БД после технического или программного сбоя;

• реализация поддержки языка описания данных и языка запросов;

• обеспечение безопасности данных;

• обеспечение параллельного доступа к данным нескольких пользователей.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗ ДАННЫХ

Проектирование БД заключается в ее многоступенчатом описании с различной степенью детализации и формализации, в ходе которого производится уточнение и оптимизация структуры БД. Проектирование начинается с описания предметной области и задач БнД, идет к более абстрактному уровню логического описания данных и далее – к схеме физической (внутренней) модели БД. Трем основным уровням моделирования системы – концептуальному, логическому и физическому соответствуют три последовательных этапа детализации описания объектов БД и их взаимосвязей.

На концептуальном уровне проектирования производится смысловое описание информации предметной области, определяются ее границы, производится абстрагирование от несущественных деталей. В результате определяются моделируемые объекты, их свойства и связи между объектами. Выполняется структуризация знаний о предметной области, стандартизируется терминология. Затем строится концептуальная модель, описываемая на естественном языке. Для описания свойств и связей объектов применяют различные диаграммы.

На следующем шаге принимают решение о том, какой тип СУБД будет выбран для реализации БД.

Выбор СУБД является сложной задачей и должен основываться не потребностях с точки зрения БнД и пользователей. Определяющими здесь являются вид программного продукта и категория пользователей (или профессиональные программисты, или конечные пользователи, или и то и другое). Другими показателями, влияющими на выбор СУБД, являются:

• удобство и простота использования;

• качество средств разработки, зашиты и контроля БД;

• уровень коммуникационных средств (в случае применения ее в сетях);

• фирма-разработчик;

• стоимость.

Каждый тип СУБД работает с определенной моделью данных. Под моделью данных понимается способ их взаимосвязи: в виде иерархического дерева (иерархические СУБД), сложной сетевой структуры (сетевые СУБД) или связанных таблиц. В настоящее время большинство СУБД использует табличную модель данных, называемую реляционной.

Таким образом, на следующем после концептуального уровня проектирования, на логическом уровне выбирается тип СУБД для реализации БД. На логическом уровне производится отображение данных концептуальной модели в логическую модель в рамках той структуры данных, которая поддерживается выбранным типом СУБД. Логическая модель не зависит от конкретной СУБД и может быть реализована на любой СУБД выбранного (например реляционного) типа.

На физическом уровне производится выбор конкретной СУБД, которая обеспечивает рациональную структуры хранения данных и методы доступа к ним. На этом уровне решаются вопросы эффективного выполнения запросов к БД, для чего стоятся дополнительные структуры, например индексы. В физической модели содержится информация обо всех объектах БД (таблицах, индексах, процедурах и др.) и используемых типах данных. Физическая модель зависит от конкретной СУБД. Одной и той же логической модели может соответствовать несколько различных физических моделей. Физическое проектирование является начальным этапом реализации БД. Физическая модель содержит полную информацию, необходимую для реализации конкретной БД.

Подробнее о реляционной модели данных

Реляционная модель данных (РМД) строится на использовании табличных методов и средств представления данных и манипулирова­ния ими. В РМД информация о предметной области отображается таб­лицей. Часто используют следующие определения: таблица - отношение, строка таблицы - кортеж, столбец - атрибут.

Объекты предметной области представляются таблицами с записями определенной структуры; свойства объектов - данными в виде полей записей; отношения между объектами - связями между таблицами по определенному полю или нескольким полям.

Запись является наименьшей единицей обмена данными между оперативной и внешней памятью.(-это совокупность полей,которые характерезуют один объект данной таблицы)

Поле - наименьшей единицей обработки данных.

Каждое поле х-ется именем и типом данных(свойствами).

К таблицам РМД предъявляется ряд требований, основными из которых считаются следующие:

- значения полей, т.е. данные, расположенные на пересечении строки и столбца, являются неделимыми;

- в таблице не может быть двух одинаковых записей;

- порядок следования полей в таблице фиксирован, но пос­кольку поля имеют имя, они могут обрабатываться в любой последовательности;

- порядок следования записей безразличен.

В состав РМД может входить несколько таблиц, каждая из которых имеет свою структуру. Поэтому под реляционной мо­делью данных будем понимать набор таблиц, удовлетворяющих указанным выше требованиям.

ДОСТОИНСТВА РЕЛЯЦИОННОЙ МОДЕЛИ

• Простота и доступность для понимания конечным пользователем. Единственной конструкцией является таблица.

• При проектировании реляционных БД применяются строгие правила, базирующиеся на математическом аппарате (реляционной алгебре).

• Полная независимость данных. При изменении структуры реляционной БД изменения, которые требуется произвести в прикладных программах, минимальны.

• Для построения запросов и прикладных программ нет необходимости знания конкретной организации БД во внешней памяти.

НЕДОСТАТКИ РЕЛЯЦИОННОЙ МОДЕЛИ

• По сравнению с другими моделями реляционная модель имеет более низкую скорость доступа и требует большого объема внешней памяти.

• Появление большого количества таблиц в результате логического проектирования затрудняет понимание структуры данных.

• Не всегда предметную область можно представить в виде совокупности таблиц.

Основы работы в Access

Начало работы: Пуск, Программы, Microsoft Office, Microsoft Access 2007.

Файл базы данных (БД), созданный программой Access 2007 имеет расширение .accdb.

В состав БД входят такие объекты как Таблицы (основной объект БД хранящий всю информацию), Формы (трафарет для ввода, просмотра, редактирования данных, управления ходом работы и вывода вспомогательной информации), Запросы (обращение к СУБД для выполнения любых операций с данными), Отчёты (документы, содержащие информацию из БД и предназначенные для вывода на печать), Макросы (набор макрокоманд, выполняемые в определённой ситуации), Модули (процедуры на языке Visual Basic).

Основное окно программы

После запуска Access 2007 на экране появляются окно приложения, в котором следует выбрать вариант дальнейшей работы:

• При создании Новой базы данных следует указать место на диске, где она будет храниться, после чего следует нажать кн. Создать.

• Для открытия уже созданной базы данных следует выбрать её из списка файлов, который приводится здесь же в окне или воспользоваться вариантом Другие…, открывающим возможность найти нужный файл в файловой структуре компьютера.

• П ри открытии БД из личной папки пользователя открывается основное окно БД с перечнем всех объектов, сохраненных в этой базе данных.

Структура программного меню Access зависит от режима работы.

Все другие объекты бд (формулы.отчеты т д)строются на основе таблиц

Режимы работы Access

Программа Access имеет следующие режимы работы:

• Режим конструктора – в котором создаются и изменяются объекты базы данных;

• Режим выполнения – в котором отображаются окна объектов базы данных. Данный режим зависит от того, с каким объектом работает пользователь. Так, при работе с таблицей этот режим называется режимом таблицы, при работе с запросом – режимом запроса и т.д.

Таблицы

Конструирование таблиц

К созданию новой таблицы можно приступить сразу после открытия БД. Таблицы целесообразно разрабатывать в режиме Конструктор таблиц.

Построение таблицы начинается с создания (конструирования) её полей. При создании полей необходимо обязательно задавать: имя поля и тип данных. Имя поля может состоять их букв, цифр, пробелов (но не в начале имени). В имени не может быть точек, специальных символов (?, *, \, /, - и др.). Окно конструктора таблицы состоит из двух панелей: верхней (характеристики поля) и нижней (свойства поля).

Тип данных выбирается из списка типов данных, который открывается при нажатии мыши на элемент списка. При этом в панели «Свойства полей» автоматически устанавливаются некоторые свойства поля, а остальные устанавливаются пользователем самостоятельно.

Типы данных

Каждое поле имеет имя и тип, описывающий, какая информация находится в поле. Представляем типы данных, используемые в Access:

Тип данных	Описание, допустимые значения в поле	Размер
Текстовый	Текст, числа, не требующие вычислений, и их комбинации.	До 255 симв, по умолч. 50
MEMO	Длинный текст или числа Описания, характеристики, аннотации.	64 Кбайт 65535 симв.
Числовой	Числа, используемые для математических вычислений	1,2,4,8,12 байт 16 байт (код репликации)
Дата/время	Значения дат и времени (от 100 до 9999 года). Хранятся как десятичные числа (дата– целая часть числа, время – дробная, доля суток от полуночи). Вычисления выполняются в единицах измерения времени	8 байт
Денежный	Значения валют, используемые для денежных операций. Предотвращает округление при вычислениях. Допускает 15 знаков целой части числа и 4 знака в дробной части. Вид валюты зависит от выбранной национальной настройки	8 байт
Счетчик	Уникальные последовательные или случайные числа в полях первичного ключа, которые вводятся в поле автоматически при создании новой записи. Не могут быть изменены пользователем. В таблице может быть только одно поле данного типа.	4 байта 16 байт (код репликации)
Логический	Одно из двух значений: Истина/Ложь, Да/Нет, Включено/Выключено (On/Off) Обычно имеет вид флажков, применяется для полей Оплачено, Заказано	1 бит
Поле объекта OLE	Объекты, созданные в других приложениях, поддерживающих технологию OLE. Объекты могут быть связанными или внедренными.	До 1 Гбайта (ограничен объемом диска)
Гиперссылка	Адрес гиперссылки - путь к объекту, документу или Web-странице. Адреса образуются из текстовых значений, либо из комбинации текстовых и числовых значений (сохраняемых в текстовом формате). Адрес гиперссылки может состоять максимум из 4-х частей (каждая часть - до 2048 символов) и записывается в следующем формате: [экранныйТекст]#адрес#[допАдрес]#[всплывающаяПодсказка] Адрес гиперссылки может представлять адрес URL ( в Интернет, например http://www.someone.homepage/def.html) или сетевой маршрут UNC (к файлу в локальной сети, например, \\MyWorkstation\Samples\Борей.mdb.). Адрес гиперссылки может содержать некоторую специальную адресную информацию (например, объект базы данных, закладку Microsoft Word или диапазон ячеек Microsoft Excel, на которые указывает адрес)	До 2048 симв.
*Мастер подстановок	Не является самостоятельным типом данных. Позволяет создать поле со списком (столбец подстановки) для выбора значений из таблицы БД или фиксированного пользовательского набора значений. После применения Мастера подстановок для поля устанавливается тип данных источника подстановки. При этом на вкладке Подстановка отображаются все свойства сформированного поля со списком. В режиме таблицы в поле Мастера подстановок находится раскрывающийся список, позволяющий выбирать требуемые значения.	Такой же, как и у поля источника подстановки Обычно 4 байт

Все типы полей имеют разный набор свойств.

Свойство/ Тип данных	Значение, описание
Размер поля Тестовый Числовой	1..255 символов, по умолчанию – 50 Байт (1 байт, целые числа от 0 до 255) Целое (2 байта, целые числа от – 32768 до 32767) Длинное целое (4 байта, целые числа от – 2 147 483 648 до 2 147 483 647) Одинарное с плавающей точкой (4 байта, действительные числа с точностью до 7 значащих цифр, от –3,41038 до 3,41038) Двойное с плавающей точкой (8 байт, действительные числа с точностью до 15 значащих цифр, от –1,79710308 до 1,79710308) Действительное (12 байт, действительные числа с заданной точностью, от –1028 до 1028)
Формат поля Тестовый, MEMO Числовой, Денежный, Счетчик Дата/время Логический	Определяет способ отображения данных в поле, не влияет на хранение. Для задания способа отображения данных в поле используются специальные форматы, состоящие из двух секций: текст;пустые значения. Основной Денежный Евро Фиксированный С разделителями разрядов Процентный Экспоненциальный Специальный, состоит из 4-х секций: положительные числа;отрицательные;ноль;пустые значения Полный формат даты (дата + время) Длинный формат даты (из Панели Управления) Средний формат даты Краткий формат даты (из Панели Управления) Не рекомендуется Длинный формат времени Средний формат времени Краткий формат времени Да/Нет (по умолчанию) Истина/Ложь Вкл/Выкл
Число десятичных знаков Числовой, Денежный, Счетчик	0..15 (по умолчанию - Авто)
Маска ввода Текстовый, Числовой, Денежный, Дата/Время	Определяет формат ввода данных в поле (в отличие от формата поля) Мастер создания масок ввода позволяет использовать стандартные маски ввода или создать пользовательскую, используя специальные коды: 0 – обязательная цифра 9 – необязательная цифра или пробел # - необязательная цифра, пробел, знаки плюс, минус L – обязательная буква ? – необязательная буква А – обязательная буква или цифра а – необязательная буква или цифра & - обязательный произвольный символ или пробел С - необязательный произвольный символ или пробел > - преобразует все символы справа к верхнему регистру < - преобразует все символы справа к нижнему регистру ! – указывает, что маску заполняют справа налево (символы слева являются необязательными)
Подпись Все типы	Используется как заголовок поля в режиме Таблицы, в элементах управления форм и отчетов. Чаще всего совпадает с именем поля
Значение по умолчанию Текстовый, MEMO, Дата/время, Гиперссылка Числовой, Денежный Логический	Значение, которое отображается в поле при создании каждой новой записи. По умолчанию используется значение Null По умолчанию используется значение 0 По умолчанию используется значение Ложь
Условие на значение Все, кроме Счетчик, Поле объекта OLE, код репликации	Выражение, которое должно быть истинным при вводе или редактировании данных (в таблице, форме или запросе). Если вводимые данные не соответствуют заданному условию, то выводится Сообщение об ошибке. Для задания условия обычно используют Построитель выражений.
Сообщение об ошибке Все, кроме Счетчик, Поле объекта OLE, код репликации	Текст, который выводится в диалоговом окне, если вводимые данные не соответствуют заданному Условию на значение
Обязательное поле Все, кроме Счетчик	Если нельзя оставить поле незаполненным, устанавливают значение ДА Не допускает значения поля Null
Пустые строки Текстовый, MEMO	Позволяет ввести в поле пустую строку – ""(две пары кавычек без пробела), что будет означать, что для поля не существует значения.
Индексированное поле Текстовый, Числовой, Дата/время, Денежный, Счетчик, Логический	Индексирование поля ускоряет доступ к хранящимся в нем данным. Индекс – специальная таблица, содержащая в упорядоченном виде возможные значения поля и соответствующее местоположение записи с данным значением. Индексирование применяется к полям, для которых часто выполняются операции поиска, сортировки, группировки. Индексы могут быть созданы по одному или нескольким полям (Вид/Индекс).

После создания макета (структуры) таблицы в режиме конструктора перед сохранением его в БД следует указать поле первичного ключа. Для этого следует нажать кнопку в панели инструментов «Конструктор таблиц» с изображением «золотого» ключа, после чего текущее поле помечается специальным маркером. При этом для свойства Индексированное поле Access автоматически устанавливает значение - Да (совпадения не допускаются).

Ключевое поле – это поле, однозначно определяющее содержимое других полей. Данные в этом поле уникальны в каждой записи.

Переход в режим заполнения таблицы осуществляется после присвоения таблице уникального имени и дальнейшего нажатия кнопки Режим таблицы.