23. База данных, банк данных. Уровни представления данных. Организация связей между данными.Системы управления базами данных.

Архивы ранее разработанных программ и накопленных данных называют библиотеками программ или банками данных.

База данных — информационная модель упорядоченного хранения данных о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств. Базами данных являются, например, различные справочники, энциклопедии и т. п.

Информация в базах данных хранится в упорядоченном виде. Так, в запиской книжке все записи упорядочены по алфавиту, а в библиотечном каталоге либо по алфавиту (алфавитный каталог), либо в соответствии с областью знания (предметный каталог). Существует несколько различных типов баз данных: табличные, иерархические и сетевые.

Табличные базы данных. Табличная база данных содержит перечень объектов одного типа, т. е. объектов с одинаковым набором свойств. Такую базу данных удобно представлять в виде двумерной таблицы. Рассмотрим, например, базу данных «Компьютер», представляющую собой перечень объектов (компьютеров), каждый из которых имеет имя (название). В качестве характеристик (свойств) могут выступать тип процессора и объем оперативной памяти.

Название	Тип процессора	Оперативная память Мбайт
Compag	Сеleron	64
Dell	Реntium III	128
IBM	Pentium IV	256

Столбцы такой таблицы называют полями; каждое поле характеризуется своим именем (названием соответствующего свойства) и типом данных, отражающих значения данного свойства. Поля Название и Тип процессора — текстовые, а Оперативная память — числовое. При этом каждое поле обладает определенным набором свойств (размер, формат и др.). Так, для поля Оперативная память задан формат данных целое число. Поле базы данных — это столбец таблицы, включающий в себя значения определенного свойства. Строки таблицы являются записями об объекте; эти записи разбиты на поля столбцами таблицы. Запись базы данных — это строка таблицы, которая содержит набор значений различных свойств объекта. В каждой таблице должно быть, по крайней мере, одно ключевое поле, содержимое которого уникально для любой записи в этой таблице. Значения ключевого поля однозначно определяют каждую запись в таблице.

И ерархические базы данных. Иерархические базы данных графически могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй — объекты второго уровня и т. д. Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможно, чтобы объект-предок не имел потомков или имел их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами. Иерархической базой данных является Каталог папок Windows с которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол На втором уровне находятся палки Мой компьютер, Мои документы, Сетевое окружение и Корзина, которые представляют собой потомков папки Рабочий стол, будучи между собой близнецами. В свою очередь, палка Мой компьютер — предок по отношению к папкам третьего уровня, папкам дисков и системным папкам (Принтеры, Панель управления и др.).

С етевые базы данных. Сетевая база данных образуется обобщением иерархической за счет допущения объектов, имеющих более одного предка, т. е. каждый элемент вышестоящего уровня может быть связан одновременно с любыми элементами следующего уровня. Вообще, на связи между объектами в сетевых моделях не накладывается никаких ограничений. Сетевой базой данных фактически является Всемирная паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую базу данных.

Базы данных и программные средства их создания и ведения (СУБД) имеют многоуровневую архитектуру, представление о которой можно получить из рис. 15.22

Различают концептуальный, внутренний и внешний уровни представления данных баз данных, которым соответствуют модели аналогичного назначения.

Концептуальный уровень соответствует логическому аспекту представления данных предметной области в интегрированном виде. Концептуальная модель состоит из множества экземпляров различных типов данных, структурированных в соответствии с требованиями СУБД к логической структуре базы данных.

Внутренний уровень отображает требуемую организацию данных в среде хранения и соответствует физическому аспекту представления данных. Внутренняя модель состоит из отдельных экземпляров записей, физически хранимых во внешних носителях.

Внешний уровень поддерживает частные представления данных, требуемые конкретным пользователям. Внешняя модель является подмножеством концептуальной модели. Возможно пересечение внешних моделей по данным. Частная логическая структура данных для отдельного приложения (задачи) или пользователя соответствует внешней модели или подсхеме БД. С помощью внешних моделей поддерживается санкционированный доступ к данным БД приложений (ограничен состав и структура данных концептуальной модели БД доступных в приложении, а также заданы допустимые режимы обработки этих данных: ввод, редактирование, удаление, поиск).

Системы управления базами данных (СУБД) являются едва ли не самым распространенным видом программного обеспечения. В большинстве случаев предполагается, что данные представлены в виде файлов, состоящих из записей. Структура всех записей в файлах одинакова, а количество записей в файле является переменным. Элементы данных, из которых состоит каждая запись, называются полями. Поскольку во всех записях имеются одни и те же поля (с разными значениями), полям удобно давать уникальные имена. Многие практически важные случаи хорошо укладываются в такое представление данных. Например, в отделе кадров информация о сотрудниках имеют такую природу. Сотрудников принимают на работу и увольняют, но форма личного листа по учету кадров остается неизменной для каждого сотрудника. Товарно-материальные ценности приходят и уходят, но форма инвентарной карточки остается неизменной. Число примеров без труда можно множить. Ясно, что СУБД является адекватным средством во всех случаях, когда исходную информацию можно представить в виде таблицы постоянной структуры, но неопределенной длины или в виде картотеки, содержащей неопределенное количество карточек постоянной структуры.

Все СУБД поддерживают в той или иной форме четыре основных операции:

• добавить в базу данных одну или несколько записей;

• удалить из базы данных одну или несколько записей;

• найти в базе данных одну или несколько записей, удовлетворяющих заданному условию;

• обновить в базе данных значение некоторых полей.

Большинство СУБД поддерживают, кроме того, механизм связей между различными файлами, входящих в базу. Например, связь может установиться явным образом, когда значением некоторых полей является ссылка на другой файл, такие СУБД называются сетевыми, или же связь может установиться неявным образом, например, по совпадению значений полей в различных файлах. Такие СУБД называются реляционными. Access - это система управления базами данных (СУБД). Под системой управления понимается комплекс программ, который позволяет не только хранить большие массивы данных в определенном формате, но и обрабатывать их, представляя в удобном для пользователей виде. Access дает возможность также автоматизировать часто выполняемые операции (например, расчет заработной платы, учет материальных ценностей и т.п.). С помощью Access можно не только разрабатывать удобные формы ввода и просмотра данных, но и составлять сложные отчеты.

MS Access является СУБД реляционного типа, в которой разумно сбалансированы все средства и возможности, типичных для современных СУБД. Реляционная база упрощает поиск, анализ, поддержку и защиту данных, поскольку они сохраняются в одном месте. Access в переводе с английского означает «доступ». MS Access — это функционально полная реляционная СУБД. Кроме того, MS Access одна из самых мощных, гибких и простых в использовании СУБД. В ней можно создавать большинство приложений, не написав ни единой строки программы, но если нужно создать нечто очень сложное, то на этот случай MS Access предоставляет мощный язык программирования — Visual Basic Application. Популярность СУБД Microsoft Access обусловлена следующими причинами:

• доступность в изучении и понятность позволяют Access являться одной из лучших систем быстрого создания приложений управления базами данных;

• СУБД полностью русифицирована;

• возможность использования OLE технологии;

• интегрированность с пакетами Microsoft Office;

• поддержка WWW-идеологии (только в Access 97);

• визуальная технология позволяет постоянно видеть результаты своих действий и корректировать их; кроме того, работа с конструктором форм может существенно облегчить дальнейшее изучение таких систем программирования, как Visual Basic или Delphi;

• широко и наглядно представлена справочная система;

• наличие большого набора «мастеров» по разработке объектов.

Запустить систему Access можно несколькими способами:

• запуск с помощью главного меню в WINDOWS 95/98;

• запуск с помощью ярлыка на рабочем столе или панели MS Office;

• открытие какой-либо базы данных автоматически запускает Access.

Access - это реляционная СУБД. Это означает, что с ее помощью можно работать одновременно с несколькими таблицами базы данных. Применение реляционной СУБД помогает упростить структуру данных и таким образом облегчить выполнение работы. Таблицу Access можно связать с данными, хранящимися на другом компьютере или на сервере, а также использовать таблицу, созданную в СУБД Paradox или Dbase. Данные Access очень просто комбинировать с данными Excel. В СУБД Access предусмотрено много дополнительных сервисных возможностей. Мастера помогут вам создать таблицы, формы или отчеты из имеющихся заготовок, сделав за вас основную черновую работу. Выражения используются в Access, например, для проверки допустимости введенного значения. Макросы позволяют автоматизировать многие процессы без программирования, тогда как встроенный в Access язык VBA (Visual Basic for Applications) - специально разработанный компанией Microsoft диалект языка Basic для использования в приложениях Microsoft Office - дает возможность опытному пользователю программировать сложные процедуры обработки данных. Просматривая свою форму или отчет, вы сможете представить, как они будут выглядеть в распечатанном виде.

В Microsoft Access добавлено множество новых средств, разработанных для облегчения работы в Интернет и создания приложений для Web. Для доступа к сети Интернет и использования преимуществ новых средств необходимы средства просмотра Web, например Microsoft Internet Explorer, а также модем. Пользователь имеет возможность непосредственно подключаться к узлам Microsoft Web из программ Office (в том числе и из Access) с помощью команды Microsoft на Web из пункта меню ?. При этом можно, например, получить доступ к техническим ресурсам и загрузить общедоступные программы, не прерывая работу с Access. Система Access содержит набор инструментов для управления базами данных, включающий конструкторы таблиц, форм, запросов и отчетов. Кроме того, Access можно рассматривать и как среду для разработки приложений. Используя макросы для автоматизации задач, вы можете создавать такие же мощные, ориентированные на пользователя приложения, как и приложения, созданные с помощью "полноценных" языков программирования, дополнять их кнопками, меню и диалоговыми окнами. Программируя на VBA, можно создавать программы, по мощности не уступающие самой Access. Мощность и гибкость системы Access делают ее сегодня одной из лучших программ для управления базами данных.