Питання та завдання для самоконтролю

1. Для чого і як використовується речення UNION?

2. Назвіть основні правила та рекомендації при використанні операції об’єднання в операції SELECT.

3. Для чого використовується предикат ALL після речення UNION?

4. Для чого створюється послідовність запитів?

4. Методичні рекомендації до самостійної роботи

У третьому семестрі студенти вивчають п’ять тем, які об’єднані у три змістових модуля.

III семестр

Змістовий модуль 6. Програмні засоби роботи з базами та сховищами даних
Тема №13.	Microsoft Office. СУБД Access
Тема №14.	Організація комп’ютерної безпеки та захисту інформації

Змістовий модуль 7. Основи ВЕБ-дизайну
Тема №15.	Створення та розміщення ВЕБ-сторінок

Змістовий модуль 8. Основи офісного програмування
Тема №16.	Програмування на мові SQL
Тема №17.	Експертні системи

Змістовий модуль №6. Програмні засоби роботи з базами та сховищами даних

Вивчення теми №13. “Microsoft Office. СУБД Access”

Передбачає такі форми навчання, як лекція, практичні заняття та самостійна робота студентів: вивчення конспекту лекції, робота з підручниками та іншими джерелами інформаії, а також відповіді на контрольні запитання. У програмі дисципліни відображені основні питання лекції, які студенти повинні вивчити під час аудиторних занять, працюючи над підручниками, виконуючи практичні завдання в поза аудиторний час, знаходячи матеріали у мережі Інтернет.

Література: [ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 11 ], [ 12 ].

При вивченні цієї теми слід окреслити основні поняття теорії баз даних, основи проєктування баз даних та системи управління базами даних на прикладі Microsoft Access.

Сучасні інформаційні системи основані на концепціі інтеграції даних та харектеризуються здатністю зберігати величезні об’єми даних, складною організацією, необхідністю задовольняти різноманітні вимоги численних користувачей.

Інформаційна система (ІС) – система, яка реалізує автоматизований сбір, обробку і манипулювання даними. ІС об’єднує технічні засоби обробки даних, програмне забезпечення та відповідний персонал.

Ціль будь-якої інформаційної системи – обрабка даних про об’єкти реального світу. Основою інформаціонної системи є база даних (БД). Тобто, база даних – це сукупність відомістей про конкретні об’єкти реального світу, в якій-небудь предметній області.

Під предметною областю прийнято розуміти частину реального світу, що підлягає вивченню для організації керування й в остаточному підсумку автоматизації, наприклад, підприємство, внз і т. і.

Створюючи базу даних, користувач прагне впорядкувати інформацію з різних ознак і швидко робити вибірку з довільним сполученням ознак. Велике значення при цьому набуває структурування даних.

Неструктурованими називають дані, записані, наприклад, у текстовому файлі.

Структурування даних - це введення угод про способи подання даних.

База даних (БД) - це пойменована сукупність даних, що відбиває стан об’єктів і їхніх відносин у розглянутій предметній області.

Об’єктом називається елемент предметної області, інформацію про який ми зберігаємо.

Об’єкт може бути реальним (наприклад, людина, виріб або населений пункт) і абстрактним (наприклад, подія, рахунок покупця або курс, який вивчаэться студентами).

Система керування базами даних (СУБД) - це комплекс програмних і мовних засобів, призначених для створення, ведення й спільного застосування баз данних багатьма користувачами.

Централізований характер керування даними в базі даних припускає необхідність існування деякої особи (групи осіб), на яку покладають функції адміністрування даними, збереженими в базі.

Класифікація баз даних

За технологією обробки даних бази даних підрозділяються на централізовані й розподілені.

Централізована база даних зберігається в пам'яті однієї обчислювальної системи. Якщо ця обчислювальна система є компонентом мережі ЕОМ, можливий розподілений доступ до такої бази. Такий спосіб використання баз даних часто застосовують у локальних мережах ПК.

Розподілена база даних складається з декількох, можливо пересічних або навіть дублюючих один одного частин, збережених у різних ЕОМ обчислювальній мережі. Робота з такою базою здійснюється за допомогою системи керування розподіленою базою даних (СУРБД).

За способом доступу до даних бази даних розділяються на бази даних з локальним доступом і бази даних з выддаленим (мережним) доступом.

Системи централізованих баз даних з мережним доступом припускають різні архітектури подібних систем:

- файл-сервер;

- клієнт-сервер.

Файл-Сервер. Архітектура систем БД із мережним доступом припускає виділення однієї з машин мережі в якості центральної (сервер файлів). На такій машині зберігається спільно використовувана централізована БД. Всі інші машини мережі виконують функції робочих станцій, за допомогою яких підтримується доступ користувальницької системи до централізованої бази даних. Файли бази даних відповідно до користувальницьких запитів передаються на робочі станції, де в основному й виробляється обробка. При великій інтенсивності доступу до одних і тих даних продуктивність інформаційної системи падає. Користувачі можуть створювати також на робочих станціях локальні БД, які використовуються ними монопольно.

Клієнт-Сервер. У цій концепції мається на увазі, що крім зберігання централізованої бази даних центральна машина (сервер бази даних) повинна забезпечувати виконання основного обсягу обробки даних. Запит на дані, видаваний клієнтом (робочою станцією), породжує пошук і добування даних на сервері. Витягнуті дані (але не файли) транспортуються по мережі від сервера до клієнта. Специфікою архітектури клієнт-сервер є використання мови запитів SQL.

Структурні елементи бази даних

Поле - елементарна одиниця логічної організації даних, що відповідає неподільній одиниці інформації – реквізиту. Для опису поля використовуються наступні характеристики:

ім’я, наприклад. Прізвище, Ім’я, По батькові, Дата народження;

тип, наприклад, символьний, числовий, календарний;

довжина, наприклад, 15 байт, причому буде визначатися максимально можливою кількістю символів;

точність для числових даних, наприклад два десяткових знаки для відображення дробової частини числа.

Запис - сукупність логічно зв’язаних полів.

Екземпляр запису - окрема реалізація запису, що містить конкретні значення її полів.

Таблиця - сукупність екземплярів записів однієї структури Опис логічної структури записів таблиці містить послідовність розташування полів і їхніх основних характеристик.

У структурі записів таблиці вказуються поля, значення яких є ключами: первинними (ПК) і вторинними (ВК).

Первинний ключ (ПК) - це одне або кілька полів, що однозначно ідентифікують запис. Якщо первинний ключ складається з одного поля, він називається простим, якщо з декількох полів - складеним ключем.

Вторинний ключ (ВУ.) - це одне або кілька полів, які виконують роль пошукових або групованих ознак. На відміну від первинного, значення вторинного ключа може повторюватися в декількох записах таблиці, тобто він не є унікальним. Якщо за значенням первинного ключа може бути знайдений один єдиний екземпляр запису, то по вторинному –декілька.

Моделі даних

Ядром будь-якої бази даних є модель даних. Модель даних являє собою безліч структур даних, обмежень цілісності й операцій маніпулювання даними. За допомогою моделі даних можуть бути представлені об’єкти предметної області й взаємозв’язки між ними.

Модель даних - сукупність структур даних і операцій їхньої обробки.

СУБД - ґрунтується на використанні ієрархічної, мережної або реляційної моделі або на комбінації цих моделей.

Розглянемо три основних типи моделей даних:

Ієрархічна модель організує дані у вигляді деревоподібної структури.

До основних понять ієрархічної структури відносять: рівень, елемент (вузол), зв’язок Дерево являє собою ієрархію елементів, названих вузлами. Вузол - це сукупність атрибутів даних, що описують деякий об’єкт На самому верхньому рівні ієрархії є один і тільки один вузол - корінь Кожний вузол, крім кореня, пов’язаний з одним вузлом на більше високому рівні, названим вихідним для даного вузла. Жоден елемент не має більше одного вихідного. Кожний елемент може бути пов'язаний з одним або декількома елементами на більш низькому рівні Вони називаються породженими.

До кожного запису бази даних існує тільки один (ієрархічний) шлях від кореневого запису.

Мережна модель організує дані у вигляді мережної структури.

Структура називається мережною, якщо у відносинах між даними породжений елемент має більше одного вихідного.

У мережній структурі при тих же основних поняттях (рівень, вузол, зв’язок) кожний елемент може бути пов’язаний з будь-яким іншим елементом

Реляційна модель даних

Поняття “реляційний” (англ. relation - відношення) пов’язане з розробками відомого американського фахівця в області систем баз даних Е. Кодда.

Ці моделі характеризуються простотою структури даних, зручним для користувача табличним поданням і можливістю використання формального апарата алгебри відносин і реляційного обчислювання для обробки даних.

Реляційна модель орієнтована на організацію даних у вигляді двовимірних таблиць. Наприклад, реляційною таблицею можна представити інформацію про студентів, що навчаються у вузі.

№ залікової книжки	Прізвище	Ім’я	По батькові	Дата народження	Шифр групи

Реляційна модель даних є сукупністю взаємозалежних двовимірних таблиць – об’єктів моделі.

Зв’язки між двома лоґічно з’вязаними таблицями в реляційній моделі встановлюються по рівності значень однакових атрибутів цих таблиць.

Кожна реляційна таблиця являє собою двовимірний масив і має наступні властивості:

- кожний елемент таблиці - один елемент даних;

- всі стовпці в таблиці однорідні, тобто всі елементи в стовпці мають однаковий тип (числовий, текстовий т.ін.) і довжину;

- кожний стовпець має унікальне ім’я;

- однакові рядки в таблиці відсутні;

- порядок проходження рядків і стовпців може бути довільним.

При описі реляційної моделі часто використовують наступні терміни: відношення, кортеж, домен.

Відношення представлені у вигляді таблиць, рядки яких відповідають записам (кортежам), а стовпці - полям, атрибутам відносин (доменам).

Поле, кожне значення якого однозначно визначає відповідний запис, називається простим ключем (ключовим полем) Якщо записи однозначно визначаються значеннями декількох полів, то така таблиця бази даних має складений ключ.

Між двома реляційними таблицями можуть бути сформовані зв’язки. Різні таблиці, можуть бути зв’язані між собою через загальне поле даних.

Завдяки наявним зв’язкам досягаються наступні переваги:

1. Вдається уникнути дублювання інформації. Всі необхідні дані можна зберігати тільки в одній таблиці. Так, наприклад, немає необхідності в таблиці СЕСІЯ зберігати шифр групи кожного студента, що здає іспити, досить задати зв’язок з таблицею СТУДЕНТ.

2. У реляційних базах даних легко робити зміни. Якщо в таблиці СЕСІЯ змінити які-небудь значення, то правильна інформація автоматично буде пов’язана з іншими таблицями, що посилаються на першу (наприклад, таблиця СТИПЕНДІЯ).

3. У нереляційних базах даних складно передати всі наявні залежності, тобто зв’язати один з одним дані з різних таблиць Реляційна база даних виконує всі ці дії автоматично.

4. У реляційних базах даних вдається легко уникнути встановлення помилкових зв’язків між різними таблицями даних, а необхідний обсяг пам’яті скорочений до мінімуму.

Системи управління базами даних

Система управління базами даних представляє собою пакет програм, за допомогою якого реалізується централізоване управління базою даних і забезпечується доступ до даних. СУБД виступає як інтерфейс між користувачами й БД.

СУБД забезпечує програмні засоби для створення, завантаження, запиту й відновлення даних, контролює дії, пов’язані з уведенням-виводом даних, вирішує питання спільного їхнього використання й захисту.

СУБД служить для підтримки бази даних в актуальному стані й забезпечує ефективний доступ користувачів до даних, що втримуються в ній, у рамках наданих користувачам повноважень.

За ступеню універсальності розрізняють два класи СУБД:

1. - системи загального призначення;

2. - спеціалізовані системи.

СУБД загального призначення не орієнтовані на яку-небудь предметну область або на інформаційні потреби якої-небудь групи користувачів Кожна система такого роду реалізується як програмний продукт, здатний функціонувати на деякій моделі ЕОМ у певній операційній системі, і поставляється багатьом користувачам як комерційний виріб. Такі СУБД мають засоби настроювання на роботу з конкретною базою даних. Використання СУБД загального призначення як інструментального засобу для створення автоматизованих інформаційних систем, заснованих на технології баз даних, дозволяє істотно скорочувати строки розробки, заощаджувати трудові ресурси. Цим СУБД властиві розвинені функціональні можливості й навіть певна функціональна надмірність.

Спеціалізовані СУБД створюються в рідких випадках при неможливості або недоцільності використання СУБД загального призначення.

СУБД загального призначення - це складні програмні комплекси, призначені для виконання всієї сукупності функцій, пов’язаних зі створенням і експлуатацією бази даних інформаційної системи.

- Вони дозволяють визначати структуру створюваної бази, ініцювати її й робити початкове завантаження даних.

- Вони управляють повноваженнями користувачів на доступ до БД, організують паралельний доступ до неї декількох користувачів.

- Вони забезпечують захист логічної й фізичної цілісності даних – захист від руйнувань.

СУБД підтримують один з можливих типів моделей даних - мережну, ієрархічну або реляційну, які є одним з найважливіших ознак класифікації СУБД.

СУБД забезпечують багатоцільовий характер використання бази даних, захист і відновлення даних. Наявність розвинених діалогових засобів і мови запитів високого рівня робить СУБД зручним засобом для кінцевого користувача

Основними засобами СУБД є:

- засоби задання (опису) структури бази даних;

- засоби конструювання екранних форм, призначених для уведення даних, перегляду і їхньої обробки в діалоговому режимі;

- засоби створення запитів для вибірки даних при заданих умовах, а також виконання операцій по їхній обробці;

- засоби створення звітів з бази даних для виводу на печатку результатів обробки в зручному для користувача виді;

- мовні засоби - макроси, вбудована алгоритмічна мова (Dbase, Visual Basic або інша), мова запитів (QBE - Query By Example, SQL) і т.і., які використовуються для реалізації нестандартних алгоритмів обробки даних, а також процедур обробки подій у завданнях користувача,

- засоби створення додатків користувача (генератори додатків, засоби створення меню й панелей управління додатками), що дозволяють об’єднати різні операції роботи з базою даних у єдиний технологічний процес.

Властивості СУБД і бази даних

До основних властивостей СУБД і бази даних можна віднести:

- відсутність дублювання даних у різних об’єктах моделі, що забезпечує однократне уведення даних і простоту їхнього кореґування;

- несуперечність даних;

- цілісність БД;

- можливість багатоаспектного доступу;

- усілякі вибірки даних і їхнє використання різними завданнями й додатками користувача;

- захист і відновлення даних при аварійних ситуаціях, апаратних і програмних збоях, помилках користувача;

- захист даних від несанкціонованого доступу засобами розмежування доступу для різних користувачів;

- можливість модифікації структури бази даних без повторного завантаження даних;

- забезпечення незалежності програм від даних, що дозволяє зберегти програми при модифікації структури бази даних,

- реорганізацію розміщення даних бази на машинному носії для поліпшення об’ємно-тимчасових характеристик БД;

- наявність мови запитів високого рівня, орієнтованого на кінцевого користувача, що забезпечує вивід інформації з бази даних за будь-яким із запитів й надання її у вигляді відповідних звітних форм, зручних для користувача.

Технологія використання СУБД

СУБД є основою створення практичних додатків користувача для різних предметних областей.

Критерії вибору СУБД користувачем. Вибір СУБД для практичних додатків користувачем визначається багатьма факторами, до яких відносяться:

- наявне технічне й базове програмне забезпечення, їхня конфігурація, оперативна й дискова пам’ять;

- потреби розроблювальних додатків користувача;

- тип підтримуваної моделі даних, специфіка предметної області, топологія інформаційно-логічної моделі;

- вимоги до продуктивності при обробці даних;

- наявність у СУБД необхідних функціональних засобів;

- рівень кваліфікації користувачів і наявність у СУБД діалогових засобів розробки й взаємодії із БД.

ПРОЕКТУВАННЯ БАЗ ДАНИХ

Поняття предметної області

Кожна інформаційна система залежно від її призначення має справу із частиною реального світу, що прийнято називати предметною областю (ПО) системи. ПО може відноситься до будь-якого типу організацій банк, університет, підприємство, магазин і т.і.

Предметна область інформаційної системи - це сукупність реальних об’єктів (сутностей), які становлять інтерес для користувачів.

Об’єкт (сутність) - предмет, процес або явище, про який збирається інформація, необхідна для рішення завдання. Об’єктом може бути людина, предмет, подія.

Кожний об’єкт характеризується рядом основних властивостей – атрибутів. Атрибутом називається пойменована характеристика об’єкта. Атрибут показує, яка інформація повинна бути зібрана про об’єкт.

Наприклад, об’єкт - клієнт банку.

Атрибути - номер рахунку, адреса, сума внеску.

Технологія аналізу предметної області

Першим етапом проектування БД будь-якого типу є аналіз предметної області, що закінчується побудовою інформаційної структури (концептуальної схеми). На даному етапі аналізуються запити користувачів, вибираються інформаційні об’єкти і їхні характеристики, які визначають зміст проектованої БД. На основі проведеного аналізу структурується предметна область. Аналіз предметної області не залежить від програмного й технічного середовищ, у яких буде реалізовуватися БД.

Аналіз предметної області доцільно розбити на три фази: