Список экзаменационных вопросов по дисциплине «Базы данных» для студентов 2 курса факультета МИФиТ, специальность «Прикладная информатика (в менеджменте)»

1. Проектирование БД. Правила проектирования.

2. Реализация SQL-запросов при работе с БД в среде Делфи.

3. Нормализация. 1НФ, 2НФ, 3НФ.

4. Сравнение технологий BDE и ADO.

5. Индексирование БД. Правила индексирования.

6. Работа с SQL-запросами в MS Access.

7. Использование фразы HAVING.

8. Введение в теорию БД (данные, база данных, предметная область, запись, атрибут, объект, СУБД, поле).

9. Выборка вычисляемых значений. Исключение дубликатов.

10. Запросы с использованием нескольких таблиц.

11. SQL-функции. Фраза GROUP-BY.

12. Связанные таблицы. Ключи. Виды ключей.

13. Типы данных в SQL.

14. Сетевая модель данных. Файл-сервер и клиент-сервер.

15. Обзор визуальных компонентов среды Делфи, необходимых для работы с БД.

16. Предложение SELECT. Область применения. Формат записи.

17. Создание структуры БД средствами СУБД MS Access.

18. Фраза WHERE. Операторы сравнения.

19. Агрегатные функции в SQL.

20. Реляционная модель данных.

21. Предложение DELETE. Удаление единственной записи. Удаление множества записей.

22. Работа с формами и отчётами в MS Access.

23. Предложение INSERT. Вставка единственной записи. Вставка множества записей.

24. Иерархическая модель данных.

25. Обзор не визуальных компонентов Делфи, необходимых для работы с БД.

26. Модель данных. Виды связей в модели данных (1:1, 1:M, M:M).

27. Фразы BETWEEN, IN, LIKE.

28. Организация поиска в БД на примере MS Access.

1. Проектирование баз данных. Правила проектирования.

Проектирование баз данных — процесс создания схемы базы данных и определения необходимых ограничений целостности.

Проектирование базы данных

Перед созданием базы данных необходимо располагать описанием выбранной предметной области, которое должно охватывать реальные объекты и процессы, определить все необходимые источники информации для удовлетворения предполагаемых запросов пользователя и определить потребности в обработке данных.

На основе такого описания на этапе проектирования базы данных определяется состав и структура данных предметной области, которые должны находиться в БД и обеспечивать выполнение необходимых запросов и задач пользователя. Структура данных предметной области может отображаться информационно-логической моделью. На основе этой модели легко создается реляционная база данных.

3.1 Этапы проектирования баз данных

При разработке БД можно выделить следующие этапы работы.

I этап. Постановка задачи.

На этом этапе формируется задание по созданию БД. В нем подробно описывается состав базы, назначение и цели ее создания, а также перечисляется, какие виды работ предполагается осуществлять в этой базе данных (отбор, дополнение, изменение данных, печать или вывод отчета и т. д).

II этап. Анализ объекта.

На этом этапе рассматривается, из каких объектов может состоять БД, каковы свойства этих объектов. После разбиения БД на отдельные объекты необходимо рассмотреть свойства каждого из этих объектов, или, другими словами, установить, какими параметрами описывается каждый объект. Все эти сведения можно располагать в виде отдельных записей и таблиц. Далее необходимо рассмотреть тип данных каждой отдельной единицы записи. Сведения о типах данных также следует занести в составляемую таблицу.

III этап. Синтез модели.

На этом этапе по проведенному выше анализу необходимо выбрать определенную модель БД. Далее рассматриваются достоинства и недостатки каждой модели и сопоставляются с требованиями и задачами создаваемой БД. После такого анализа выбирают ту модель, которая сможет максимально обеспечить реализацию поставленной задачи. После выбора модели необходимо нарисовать ее схему с указанием связей между таблицами или узлами.

IV этап. Выбор способов представления информации и программного инструментария.

После создания модели необходимо, в зависимости от выбранного программного продукта, определить форму представления информации.

В большинстве СУБД данные можно хранить в двух видах:

с использованием форм;

без использования форм.

Форма – это созданный пользователем графический интерфейс для ввода данных в базу.

V этап. Синтез компьютерной модели объекта.

В процессе создания компьютерной модели можно выделить некоторые стадии, типичные для любой СУБД.

Стадия 1. Запуск СУБД, создание нового файла базы данных или открытие созданной ранее базы.

Стадия 2. Создание исходной таблицы или таблиц.

Создавая исходную таблицу, необходимо указать имя и тип каждого поля. Имена полей не должны повторяться внутри одной таблицы. В процессе работы с БД можно дополнять таблицу новыми полями. Созданную таблицу необходимо сохранить, дав ей имя, уникальное в пределах создаваемой базы.

При проектировании таблиц, рекомендуется руководствоваться следующими основными принципами:

1. Информация в таблице не должна дублироваться. Не должно быть повторений и между таблицами. Когда определенная информация хранится только в одной таблице, то и изменять ее придется только в одном месте. Это делает работу более эффективной, а также исключает возможность несовпадения информации в разных таблицах. Например, в одной таблице должны содержаться адреса и телефоны клиентов.

2. Каждая таблица должна содержать информацию только на одну тему. Сведения на каждую тему обрабатываются намного легче, если они содержатся в независимых друг от друга таблицах. Например, адреса и заказы клиентов лучше хранить в разных таблицах, с тем, чтобы при удалении заказа информация о клиенте осталась в базе данных.

3. Каждая таблица должна содержать необходимые поля. Каждое поле в таблице должно содержать отдельные сведения по теме таблицы. Например, в таблице с данными о клиенте могут содержаться поля с названием компании, адресом, городом, страной и номером телефона. При разработке полей для каждой таблицы необходимо помнить, что каждое поле должно быть связано с темой таблицы. Не рекомендуется включать в таблицу данные, которые являются результатом выражения. В таблице должна присутствовать вся необходимая информация. Информацию следует разбивать на наименьшие логические единицы (Например, поля "Имя" и "Фамилия", а не общее поле "Имя").

4. База данных должна иметь первичный ключ. Это необходимо для того, чтобы СУБД могла связать данные из разных таблиц, например, данные о клиенте и его заказы.

Стадия 3. Создание экранных форм.

Первоначально необходимо указать таблицу, на базе которой будет создаваться форма. Ее можно создавать при помощи мастера форм, указав, какой вид она должна иметь, или самостоятельно. При создании формы можно указывать не все поля, которые содержит таблица, а только некоторые из них. Имя формы может совпадать с именем таблицы, на базе которой она создана. На основе одной таблицы можно создать несколько форм, которые могут отличаться видом или количеством используемых из данной таблицы полей. После создания форму необходимо сохранить. Созданную форму можно редактировать, изменяя местоположение, размеры и формат полей.

Стадия 4. Заполнение БД.

Процесс заполнения БД может проводиться в двух видах: в виде таблицы и в виде формы. Числовые и текстовые поля можно заполнять в виде таблицы, а поля типа МЕМО и OLE – в виде формы.

VI этап. Работа с созданной базой данных.

Работа с БД включает в себя следующие действия:

поиск необходимых сведений;

сортировка данных;

отбор данных;

вывод на печать;

изменение и дополнение данных.

3. Нормализация. 1нф, 2нф, 3нф.

Нормализация – это процесс исключения избыточной информации в результате, которого каждая единица информации должна храниться в базе только один раз (в одном экземпляре).

Необходимо для повышения эффективности базы данных, в целях которой вносятся изменения к существующей таблице, а также создаются новые промежуточные таблицы с установленными связями между ними. В общем случае нормализация представляет собой процесс приведения базы к одной из нормальных форм, которые последовательно вкладываются друг в друга.

Первая нормальная форма. (1НФ)

1НФ требует, чтобы каждое поле таблицы было неделимым и не содержало повторяющихся групп.

Неделимость подразумевает невозможность выделения в группе более мелких.

Не повторяемость означает, что не существует одинаковых значений полей в одной записи.

Вторая нормальная форма. (2НФ)

2НФ требует соответствие 1НФ, а также каждая строка таблицы однозначна и неизбыточна определена первичным ключом.

3НФ: означает к приведению ко 2НФ, а также значение любого поля не входящего в первичный ключ не зависимо от других полей не входящих в первичный ключ.

Преимущество нормализации:

1. отсутствие дублирования информации (за исключением одинаковых полей связывающих таблицы).

2. В случае модификации данных изменения проводятся только в одном месте.

3. Обозначается целостное восприятие БД как системы взаимосвязанных таблиц.

4. Чем больше число сущностной охватывающей предметной областью, тем из большего числа связанных таблиц состоит нормализованная БД.

5. При составлении запросов необходимо считывать данные из нескольких таблиц.

3. Сравнение технологий bde и ado.

Borland Database Engine (BDE) - первая такая разработка фирмы Borland. Этот механизм доступа к данным позволяет обращаться к локальным и файл-серверным форматам баз данных dBase, FoxPro и Paradox, к различным серверам SQL и ко многим другим источникам данных, доступ которых поддерживался при помощи драйверов ODBC. Например, с помощью BDE можно напрямую работать с табличными файлами MS Excel. Увы, механизм доступа BDE признается устаревшим даже самой компанией Borland. В данный момент многие инструменты Delphi являются кросс - платформенными, то есть, программы с небольшими доработками можно переносить на другие операционные системы. Корпорация Borland выпустила новую среду быстрой разработки программ - Kylix, на которой создаются приложения для операционных систем семейства Linux. Часто говорят, что Kylix - это Delphi для Linux. Так и есть - если вы умеете программировать на Delphi, сумеете и на Kylix. Большинство инструментов Delphi были унаследованы Kylix, но, увы, не BDE. Дальнейшее развитие этого механизма доступа к данным корпорацией Borland прекращено.

Тем не менее, хоронить его рано. Многие программисты до сих пор используют данный инструмент в разработке приложений для небольших компаний. Да что там говорить, китайская компания Huawei, разрабатывающая современнейшие электронные АТС как для городских, так и для мобильных телефонов, до сих пор использует BDE для доступа к настройкам и статистическим данным этих АТС! Кроме того, BDE имеет множество простых и удобных возможностей для программиста, таких например, как создание таблиц программно.

Удобство работы с BDE трудно переоценить, однако нельзя не сказать и о минусах. Основной минус - распространение приложений. Если ваше приложение использует для доступа к данным компоненты BDE, то и у клиента, который будет пользоваться вашей программой, должен быть установлен BDE. Причем если вы использовали алиасы (псевдонимы базы данных), то настройка на эти же алиасы должна быть и у клиента. Впрочем, создание инсталляционного пакета при помощи стандартной утилиты Install Shield Express снимает эту проблему. Эта утилита позволяет включать настроенный механизм BDE в состав инсталляционного пакета вашей программы. Конечно, за это приходится расплачиваться большими размерами инсталляционного файла.

Другой минус касается не только BDE, но и любого другого универсального механизма доступа к данным. Универсальность такого механизма подразумевает сложность его реализации. Программисту предоставляется уже готовый инструмент, с которым удобно работать, однако этот инструмент достаточно "тяжелый" - используя его, вы довольно существенно увеличиваете размеры своего приложения.

На предыдущем курсе "Введение в программирование на Delphi" мы затрагивали работу с базами данных посредством BDE. Больше к этим темам мы возвращаться не будем, хотя изредка будем обращаться к BDE, чтобы продемонстрировать те или иные возможности, отсутствующие в других механизмах доступа к данным, или отличающиеся от них. Поэтому если вы пропустили этот курс, то хотя бы бегло просмотрите работу с BDE в лекциях 29-32.

ActiveX Data Object (ADO) - это механизм доступа к данным, разработанный корпорацией Microsoft. Если точнее, то ADO - это надстройка над технологией OLE DB, посредством которой можно связываться с различными данными приложений Microsoft. В середине 1990-х годов большое развитие получила технология COM, и корпорация Microsoft в связи с этим объявила о постепенном переходе от старой технологии ODBS к новой OLE DB. Однако технология OLE DB достаточно сложная, использование этой технологии происходит на системном уровне и требует от программиста немало знаний и труда. Кроме того, технология OLE DB очень чувствительна к ошибкам, и "вылетает" при первом удобном случае. Чтобы облегчить программистам жизнь, корпорация Microsoft разработала дополнительный прикладной уровень ADO, который мы будем изучать на этом курсе.

По своим возможностям ADO напоминает BDE, хотя конечно, является более мощным инструментом. Компания Borland разработала набор компонентов для доступа к ADO и первоначально назвала его ADOExpress. Однако корпорация Microsoft упорно противится использованию своих обозначений в продуктах сторонних разработчиков, поэтому, начиная с Delphi 6, этот набор компонентов стал именоваться dbGo. Эти компоненты вы можете увидеть на вкладке ADO палитры компонентов.

Технология ADO, как и BDE, независима от конкретного сервера БД, имеет поддержку как локальных баз данных различных типов, так и некоторых клиент-серверных БД. Плюсов у этой технологии много. Драйверы, разработанные корпорацией Microsoft для собственных нужд, более надежные, чем драйверы сторонних производителей. Поэтому если вам требуется работать с базами данных MS Access или для архитектуры клиент-сервер использовать MS SQL Server, то использование ADO будет наиболее предпочтительным. Кроме того, имеется плюс и в вопросе распространения программ - во всех современных Windows встроены драйверы ADO. Другими словами, ваша программа будет работать на любом ПК, где установлен Windows.

Как ни странно, но основной минус так же заключается в вопросе распространения программ. Корпорация Microsoft поступает довольно хитро. Каждые пару-тройку лет появляются новые версии Windows. Рядовому пользователю обычно нет нужды переходить на свежую ОС, тем более что каждая новая система становится все требовательней к ресурсам ПК. Для того чтобы заставить пользователя перейти на новую версию, корпорация Microsoft обязательно вводит несколько новых стандартов или технологий, несовместимых со старыми. А для старых версий доработок не предусматривается. Вот и приходится бедному пользователю скрепя зубы тратиться на новые версии операционной системы и пакета MS Office. Поэтому при использовании технологии ADO приходится думать о том, какая версия Windows стоит у конечного пользователя, будет ли ваша программа работать у него на ПК.

Технология ADO на самом деле является частью Microsoft Data Access Components (MDAC). Компания Microsoft распространяет MDAC как отдельный продукт, к счастью, бесплатный. При этом поддерживается только самая последняя версия MDAC. Например, в состав Delphi 7 входит MDAC 2.6. При распространении собственных программ следует учитывать, что у клиента с большей долей вероятности уже установлена эта самая MDAC, причем самой последней версии. Однако если он пользуется старыми версиями Windows (Win95, 98, ME, NT), то вам потребуется позаботиться об установке MDAC на его компьютер. Если же у него установлена ОС Win2000, WinXP или более новая, то MDAC у него уже есть, и вам беспокоиться не о чем.

Еще один серьезный минус ADO в том, что он для подключения к БД использует довольно медлительную технологию COM. Если ваша база данных будет содержать несколько тысяч записей, то скорость работы с таблицами может стать в сотни раз более медленной, чем если бы вы использовали BDE! На современных ПК, имеющих частоту процессора до 2 ГГц и выше, эти замедления могут быть и незаметны, но работа с огромной базой данных на более медленных ПК превратится в сплошное ожидание.

Основными компонентами, с которыми нам предстоит работать, являются TADOConnection (для подключения к БД), TADOTable (аналог TTable из BDE), TADOQuery (аналог TQuery из BDE, предназначенный для набора данных, полученных через SQL-запрос) и TADODataSet (для выполнения запросов и получения набора данных).