19. Модели данных. Базы данных. Системы управления базами данных.

Модель - это такой новый объект, который отражает существенные с точки зрения цели проводимого исследования свойства изучаемого объекта, явления или процесса. Моделирование - это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей. Этапы моделирования: На первом этапе исследования объекта или процесса об­ычно строится описательная информационная модель. Та­кая модель выделяет существенные, с точки зрения целей проводимого исследования (целей моделирования), свойства объекта, а несущественными свойствами пренебрегает.

На втором этапе создается формализованная модель(Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией, пр. форм. яз-математика), т. е. описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка. В такой модели с помощью формул, уравнений, неравенств и т. д. фиксиру­ются формальные соотношения между начальными и конеч­ными значениями свойств объектов, а также накладывают­ся ограничения на допустимые значения этих свойств.

На третьем этапе необходимо формализованную инфор­мационную модель преобразовать в компьютерную модель, т. е. выразить ее на понятном для компьютера языке. Ком­пьютерные модели разрабатывают преимущественно про­граммисты, а пользователи могут проводить компьютерные эксперименты.

Классификация моделей: Мо­дели можно разбить на два больших класса: модели пред­метные (материальные) и модели информационные. Пред­метные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий и сооружений и др.).

Информационные модели представляют объекты и про­цессы в образной или знаковой форме. Образные модели (рисунки, фотографии и др.) представ­ляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, фото- и ки­нопленке и др.). Знаковые информационные модели строятся с использо­ванием различных языков (знаковых систем), могут быть представлены в форме текста (например, программы на языке программирования), формулы, таб­лицы и т. д.

Также информационные модели можно разделить: описательные информационные модели(для их создания исп-ся естественные (разговорные) языки), формальные информационные модели (математические, логические и др.).

Информационные системы предназначены для хранения и обработки больших объемов информации. Изначально такие системы существовали в письменном виде. Для этого использовались различные картотеки, папки, журналы, библиотечные каталоги и т.д. Любая информационная система должна выполнять три основные функции: ввод данных, запросы по данным, составление отчетов.

Ввод данных. Система должна предоставлять возможность накапливания и упорядочивания данных. Необходимо обеспечить просмотр этих данных, внесение в них изменений и дополнений с тем, чтобы поддерживать актуальность информации.

Запросы по данным. В системе должна существовать возможность находить и просматривать отдельные части накопленной информации.

Составление отчетов. Время от времени возникает необходимость обобщать и анализировать большую группу данных (или даже все данные) информационной системы, представляя ее в виде документа.

Базы данных - важнейшая составная часть информационных систем.

Классификация БД 1.По характеру хранимой информации: фактографические (инф-ция в строго определенном порядке, картотеки) и документальные (архивы документов: текстовые, графика, видео, звук)2. По способу хранения данных: централизованные(вся инфо на одном компе) и распределенные (разные части базы на разных компах)3. По структуре организ-ии данных: табличные, иерархические, сетевые.

С понятием БД тесно связано понятие системы управления базой данных. Это комплекс программных средств, предназн-ых для создания структуры новой базы, наполнения ее содержимым, редакт-ия содержимого и визуализации информации.

Простейшая БД имеет хотя бы одну таблицу. Соответственно, структура простейшей БД тождественно равна структуре ее таблицы, состоящей из столбцов и строк. Их аналогами в структуре БД являются поля и записи.

Свойства полей БД:

1. Имя поля – определяет, как следует обращаться к данным этого поля при автоматических операциях с базой.

2. Тип поля – определяет тип данных, которые могут содержаться в данном поле.

3. Размет поля – определяет предельную длину данных, которые могут размещаться в данном поле.

4. Формат поля – определяет способ форматирования данных в ячейках, принадлежащих полю.

5. Маска ввода – определяет форму, в которой вводятся данные в поле.

6. Подпись – определяет заголовок столбца таблицы для данного поля.

7. Значение по умолчанию – то значение ячейки, которое вводится в ячейке поля автоматически.

8. Условие на значение – ограничение, используемое для проверки правильности ввода данных.

9. Сообщение об ошибке – текстовое сообщение, которое выдается автоматически при попытке ввода в поле ошибочных данных.

10. Обязательное поле – свойство, определяющее обязательность заполнения данного поля при наполнении базы.

11. Пустые строки – свойство, разрешающее ввод пустых строковых данных.

12. Индексированное поле – если поле обладает этим свойством, все операции, связанные с поиском или сортировкой записей по значению, хранящемуся в данном поле, существенно ускоряются.

Типы данных

1. Текстовый – (до 255 символов) 2. Поле Мемо – специальный тип данных для хранения больших объемов текста (до 65535 символов) 3. Числовой. 4. Денежный 5. Счетчик – специальный тип данных для уникальных натуральных чисел с автоматическим наращиванием. 6. Логический –могут принимать только 2 значения, например «да» или «нет» 7. Поле объекта OLE – специальный тип данных, предназначенный для хранения объектов OLE, например мультимедийных. 8. Гиперссылка – специальное поле для хранения адресов URL Web-объектов Интернета. 9. Мастер подстановок – это не специальный тип данных

Изменение структуры БД Система управления БД имеет 2 режима: проектировочный (предназначен для создания или изменения структуры БД и создания ее объектов); пользовательский (происходит использование ранее подготовленных объектов для наполнения БД или получение информации из неё).

Основные типы объектов: 1. Таблицы, в них хранятся данные, а также структура базы. 2. Запросы, служат для извлечения данных из таблиц и предоставления их пользователю в удобном виде. С помощью запроса выполняют операции отбора данных, их сортировку и фильтрацию. С помощью запросов можно выполнять преобразования данных по заданному алгоритму, создавать новые таблицы, выполнять автоматическое наполнение таблиц данными, выполнять простейшие вычисления и многое другое. 3. Формы, это средство для удобного ввода данных, в форме можно представить не все поля для ввода. С помощью форм данные можно не только вводить, но и отображать. При выводе данных с помощью форм можно применять специальные средства оформления. 4. Отчеты, предназначены для вывода данных на печатающее устр-во. 5. Макросы для автоматизации повторяющихся операций.

Разработка структуры БД: 1. Составление генерального списка полей. 2. Определение типа данных полей.

3. Тип связей таблиц. 4. В каждой из таблиц намечают ключевое поле, по которым связываются таблицы в единое целое. 5. Создают схему данных таблиц.

Средства создания базы: 1) ручные – разработка объектов в режиме «Конструктора»; 2) автоматизированные – разработка с помощью программ-мастеров; 3) автоматические – средства ускоренной разработки простейших объектов.

При разработке учебных таблиц и запросов рекомендуется использовать ручные средства – работать в режиме «Конструктора». При разработке учебных форм, отчетов и страниц доступна лучше пользоваться автоматизированными средствами, предоставляемыми мастерами, т.к. дизайн этих объектов весьма трудоемок.

Запрос - это объект, который позволяет пользователю получить нужные данные из одной или нескольких таблиц. Можно создать запросы на выбор, обновление, удаление или на добавление данных. С помощью запросов можно создавать новые таблицы, используя данные уже существующих одной или нескольких таблиц.

По сути дела, запрос - это вопрос, который пользователь задает Access о хранящейся в базе данных информации. Работать с запросами можно в двух основных режимах: в режиме конструктора и в режиме таблицы.

Здесь надо вспомнить о том, что ответы на запросы получаются путем «разрезания» и «склеивания» таблиц по строкам и столбцам, и что ответы будут также иметь форму таблиц. В режиме конструктора формируется вопрос к базе данных.

Таблицы слишком ценные объекты базы, поэтому, если делать выборку самой таблицы, можно нарушить целостность данных. Если исполнителю надо получить данные из базы он должен использовать специальные объекты – запросы. Результатом запроса является новая результирующая таблица с выбранными данными. Данная таблица также сохраняется отдельно на внешнем носителе. Запросы лучше создавать вручную, с помощью конструктора, где открывается специальный бланк, где необходимо ввести таблицы для выборки по данному полю.

Запросы на поиск данных. Осн задача  инф системы – поиск информации в БД. Поиск происходит по запросу пользователя. В рез-те выполн-ия запроса получается таблица, состоящая из полей, указанных в команде. В эту таблицу включ-ся информация из тех записей, к-ые удовл-ют условию поиска. Условие поиска предст-ет собой логич выражение. В СУБД для создания запросов исп-ся конструктор. Запросы на удаление дан-х. Условия поиска в форме логич выраж-ий исп-ся в командах удаления записей из таблицы. Запросы на сортировку. Осн понятия для усвоения: ключ сортировки и порядок сортировки. Ключ сортировки – это поле, по назначению к-го происходит упорядочение записей в таблице. Порядок сортировки имеет 2 варианта: по возратсаню значений ключа и по убыванию значений.

Существуют другие виды запросов: - запросы с параметром – критерий отбора задает пользователь; - итоговые запросы – производят математические вычисления по заданному полю и выдают результат; - запросы на изменение – позволяют автоматизировать заполнение полей таблицы; - перекрестные запросы – позволяют создавать результирующие таблицы на основе результатов расчетов, полученных при анализе группы таблиц.