Лекция 5. Общая характеристика баз данных и систем управления базами данных 1. 2. 3. 4. Базы данных и система управления базами данных Представление данных в БД Реляционная модель данных Разработка информационной системы на основе СУБД Microsoft Access
1. Базы данных и системы управления базами данных ИТ автоматизации управления предприятием ИТ обработки текстовых, графических, звуковых, видео данных ИТ обработки числовых данных ИТ хранения и выдачи данных ППП Microsoft Office Системы математических Расчетов (Math. CAD) Автоматизированные информационные системы (СУБД) Эффективное создание различных документов Эффективное ведение вычислений и графическое представление результатов Надежность хранения, преобразования и представления данных. Основа построения информационной системы предприятия (специалиста)
Информационная система База данных (БД) это документ (файл или набор файлов), в котором в специальном формате хранятся данные. Система управления базами данных (СУБД) это программа, с помощью которой данные вводятся, просматриваются, сортируются, фильтруются, разыскиваются, экспортируется (переводится в форматы других СУБД) или, наоборот, импортируется.
2. Современные системы управления базами данных 2. 1. История развития СУБД Централизованная обработка данных Хранение и обработка данных осуществлялась в ЭВМ. Большие и мини ЭВМ Пользователи могли обращаться к ЭВМ по очереди 25 -30 лет назад Преимущества: • Возможность коллективного использования ресурсов; • Централизованное хранение данных. Недостатки: • Соперничество между пользователями за использование единого программного обеспечения.
Настольные СУБД У каждого Пользователя своя БД и своя СУБД Преимущества: • Возможность выбрать нужную пользователю СУБД • Комфортный пользовательский интерфейс Недостатки: • Большой расход машинных ресурсов • Многократное дублирование БД и программного обеспечения • Трудности модификации БД
Сетевая многопользовательская СУБД БД общая для всех пользователей Таблица Обработка Таблица У каждого пользователя есть возможность обрабатывать БД. Обработка Преимущества: • Одна база данных для всех пользователей (небольшой расход ресурсов, проще осуществлять модификацию БД) Недостатки: • Понижение производительности и возможности сбоев (Обработка данных внутри пользовательского приложения, возможны нарушения целостности данных) • Доступ к БД из других приложений запрещен
Серверная СУБД Хранение и обработка данных осуществляется на сервере Сервер обеспечивает многопользовательски й режим работы через запросы Обработка запроса Запрос Преимущества: • Хранение и обработка данных осуществляется на сервере • Клиентское приложение выполняет запросы • Обработка запросов осуществляется сервером Недостатки: • Сложность программного обеспечения
Мы на практических занятиях будем работать с настольными СУБД Популярные настольные СУБД Производитель URL Visual d. Base, Inc http: //www. dbase 2000. com/ Paradox Corel http: //www. corel. com/ Microsoft Access Microsoft http: //www. microsoft. com/ Microsoft Fox. Pro Microsoft http: //www. microsoft. com/ Microsoft Visual Fox. Pro Microsoft http: //www. microsoft. com/ Состав СУБД Microsoft Access: • Средства манипуляции данными; • Средства создания форм, отчетов и приложений; • Средства публикации отчетов в Интернет; • Средства создания интерактивных Web-приложений (страницы доступа к данным) • Средства доступа к данным серверных СУБД; • Средства создания клиентских приложений; • Средства администрирования.
2. Представление данных в БД Модели данных Иерархическая Сетевая Реляционная ВУЗ Факультет 1 Кафедра 2 Факультет 2 Студенты Лаборатория Преподаватели Факультет N 1 курс Преподаватель 1 2 курс Преподаватель 2 Лаборант 2 …. . . У каждого «подчиненного» один «начальник» Инженер 1 …. Иерархическая модель
Студенты Учатся в Преподаватели изучают ведут Предметы Группа Кафедра Входит в состав Факультет Каждый элемент может быть связан с каждым Работают на Сетевая модель
Студент Фамилия, Имя, Отчество Название группы Преподаватель Фамилия, Имя, Отчество Название Кафедры Факультет Название факультета Название Кафедры/Группы Преподаватель_Предмет Фамилия, Имя, Отчество Название Предмета Количество часов Студент_Предмет Фамилия, Имя, Отчество Название Предмета Реляционная модель Оценка
3. Реляционная модель данных Реляционная база данных представляет собой совокупность взаимосвязанных таблиц. Связь между таблицами осуществляется через ключи Главная таблица (Студенты) Первичный ключ №_студенческого_билета Фамилия Дата_рождения Курс Специальность 23980282 Алексеев Д. А. 12. 03. 1982 2 Биология 22991380 Яковлев Н. В. 25. 12. 1979 4 Физика 22657879 Михайлов В. В. 28. 02. 1979 5 Математика 24356783 Афанасьев А. В. 19. 08. 1983 1 Иностранный язык 24350283 Кузнецов T. И. 03. 10. 1982 1 Физика 2312568 Т Смирнов А. Д. 26. 03. 1981 3 История Внешний ключ Подчиненная таблица (Успеваемость) №_студенческого_билета Предмет Оценка 23980282 Высшая математика 5 23980282 Философия 4 Первичный ключ
Ключи отношения и связи между отношениями Данные, хранящаяся в БД не должна дублироваться. Все строки (записи) отношения должны быть уникальными. Ключом отношения, или первичным ключом, называется атрибут отношения (столбец), однозначно определяющий каждый из его записей (строк). В отношении Студент ключом отношения может быть №_студенческого_билета. (Фамилия не может быть использована, т. к. существуют однофамильцы). Простой ключ — ключ, содержащий только один атрибут. С этой точки зрения наилучшим образом подходит целочисленный тип данных. Сложный, или составной, ключ — это ключ, состоящий из нескольких атрибутов.
Типы связей между таблицами Различают четыре типа связей между таблицами реляционной базы данных: - один к одному — каждой записи одной таблицы соответствует только одна запись другой таблицы; - один ко многим — одной записи главной таблицы могут соответствовать несколько записей в подчиненной таблицы; - многие к одному — нескольким записям главной таблицы может соответствовать одна и та же запись подчиненной таблицы; - многие ко многим — одна запись главной таблицы связана с несколькими записями подчиненной таблицы, а одна запись подчиненной таблицы связана с несколькими записями главной таблицы. Множество таблиц, соединенных различными типами связей, составляют схему базы данных
Ключи и индексы В большинстве реляционных СУБД ключи реализуются с помощью объектов, называемых индексами Индекс представляет собой указатель на данные, размещенные в таблице. Можно провести аналогию индекса таблицы базы данных с алфавитным указателем, обычно помещаемым в конце книги. Индекс … Имя Расположение Алексеев 1 Афанасьев 4 Кузнецов 3 Смирнов 1000 … Имя 5 Михайлов Расположение … Яковлев 2 Чтобы найти данные, размещенные в произвольном порядке, их надо просмотреть полностью. Индекс позволяет не делать полного просмотра. 1 Алексеев 2 Яковлев 3 Михайлов 4 Афанасьев 5 Кузнецов …. 1000 Смирнов … Курс 2
Условия целостности данных Чтобы информация, хранящаяся в базе данных, была однозначной и непротиворечивой, в реляционной модели устанавливаются некоторые ограничительные условия. Ограничительные условия — это правила, определяющие возможные значения данных Они позволяют свести к минимуму ошибки, возникающие при обновлении и обработке данных. Основные ограничения целостности данных Категорийная целостность Ссылочная целостность Никакой атрибут первичного ключа строки не может быть пустым Если две таблицы связаны между собой, то внешний ключ таблицы должен содержать только значения, уже имеющиеся среди значений ключа, по которому осуществляется связь.
Выводы по разделу 3: Кратко сформулируем свойства отношений реляционной БД: 1. Каждая таблица состоит из множества полей и записей. Поле (столбец) может содержать только данные одного типа. Запись (строка) содержит данные различных типов, относящиеся к одному объекту. 2. На пересечении поля и записи в реляционной таблице может находится только одна ячейка с одним значением. 3. Строки таблицы обязательно отличаются друг от друга хотя бы единственным значением, что позволяет однозначно идентифицировать любую строку; 4. Столбцам таблицы присваиваются уникальные имена, и в каждом из них размещаются однородные значения данных (даты, фамилии, целые числа или денежные суммы); 5. При выполнении операций с таблицей ее строки и столбцы можно обрабатывать в любом порядке безотносительно к их информационному содержанию — этому способствует наличие имен таблиц и их столбцов, а также возможность выделения любой строки или любого набора строк с указанными признаками. 6. Таблицы в базе данных могут быть связаны между собой различными четырьмя типами связей.
4. Разработка информационной системы на основе СУБД Microsoft Access Информационная система База данных (БД) Система управления базами данных (СУБД) Основное назначение СУБД — дать пользователю простое и доступное средство, которое позволит ему создавать на рабочем месте такие базы данных, которые ему нужны. Самой распространенной системой управления базами данных реляционного типа является СУБД Microsoft Access, входящая в состав пакета прикладных программ Microsoft Office в качестве основного приложения.
Особенности СУБД типа Access 1. 2. 3. 4. Относительная простота ее использования. Не обязательно знать языки программирования. Позволяет создавать базы данных сложной структуры. Возможности системы можно расширить, разработав дополнительные модули на языке программирования Visual Basic for Applications (VBA). 5. Интегрируется с другими приложениями пакета Microsoft Office.
Основные объекты СУБД Access Формы служат для наполнения базы данными. Формы позволяют: • заполнять всю таблицу целиком; • заполнять любые поля выборочно; • заполнять сразу несколько таблиц; • проверить правильность ввода; • Разграничить доступ пользователей и т. д. Страницы (или страницы доступа к данным) представляют собой специальный тип Web-страниц, предназначенный для работы с базой данных Access через Интернет или локальную сеть Интранет. Формы (ввод и вывод данных) Страницы доступа (вывод данных) Таблицы (хранение данных) Данные Запросы (обработка данных) Запросы — основной объект для работы с наполненной базой данных. Запросы позволяют делать сложные выборки данных из взаимосвязанных таблиц базы и представлять их в виде результирующих таблиц Таблицы — это основной объект базы данных. Они обладают структурой и содержанием. Все, что хранится в базе, хранится в ее таблицах. Отчеты (вывод данных) Отчет позволяет создать документ, аналогичный документу в Word, и вывести его на печать
Интерфейс Access Прежде чем создавать новую базу данных, просмотрите библиотеку имеющихся в системе шаблонов. Для того, чтобы получить полное представление о возможностях системы, работу следует начинать с исследования учебной базы данных Борей Разработка информационной системы на основе СУБД Microsoft Access
Учебная база данных Борей Самостоятельно исследуйте возможности этой базы данных. Для вызова справочной системы нажмите клавишу F 1.
Создание таблиц Основные методы создания таблиц Ввод данных в пустую таблицу Использование конструктора Таблица создается последовательным вводом новых полей
Конструктор позволяет не только создать новое поле, но и определить тип данных, которые будут располагаться в каждом поле. Окно конструктора
Типы данных Текстовый Буквы, цифры, знаки пунктуации Не более 255 символов Поле MEMO Любой текст Более 65000 символов Числовой Дата/Время Хранит только числовые данные Денежный Хранит дату или (и) время Хранит денежные единицы с четырьмя знаками после запятой Счетчик Логический Поле объекта OLE Гиперссылка Заполняется автоматически, используется для создания ключей Принимает значения Да и Нет Хранит данные о формате (фотографии, Эл. таблицы …) Указатель на Web сайт и ресурсы Интернет
Настройка свойств полей Для каждого типа данных можно провести настройку его полей. В это поле может быть введено число в диапазоне от 0 до 30
Для формирования условий нужно использовать специальные операторы Условие Объяснение <=50 Меньше или равно 50 <>5 Не равно 5 — разрешено любое значение, кроме 5 Is Not Full Поле нельзя оставлять незаполненным, требуется обязательно ввести какое-либо значение. Аналогично указанию для свойства Обязательное поле значения Да. <10 or Is Null Меньше 10, в противном случае — пустое поле. Like “B*” Поле должно начинаться с буквы B. Звездочка представляет собой групповой символ, совпадающий с любым количеством символов. Like “? ? ? X” Поле должно содержать 6 символов и заканчиваться буквой X. Знак вопроса — это также групповой символ, совпадающий лишь с одним символом. Between #1/1/2004#And#12/31/2008# Любая дата между 1 января 2004 года и 31 декабря 2008 года. Обратите внимание: по наличию символов # Access узнает о том, что указанные числа являются датами
Максимальные размеры числового поля Минимальное значение Имя поля Байт 0 Целое -32768 Длинное целое -2 147 483 648 Одинарное с плавающей точкой Максимальное значение 255 Обеспечивается ли точность? Число десятичных разрядов Да 0 2 147 483 647 Да 0 -3, 4 х1038 Нет 7 Двойное с плавающей точкой -1, 8 х10308 Нет 15 Действительное -1 х1038 Да 28 32767
Пример таблицы, созданной с помощью конструктора Таблица Продажи
Создание связей между таблицами Использование схемы данных Для установки связей в каждой таблице должен быть сформирован первичный ключ. Первичный ключ связывается с внешним ключом Связь с таблицей подстановки
Поле внешнего ключа должно быть индексированным полем. Для установки связи «Один ко многим» это поле должно допускать совпадения Для внешнего ключа Код. Товара таблицы Продажи должно быть установлено индексированное поле Да(Допускаются совпадения)
Установка связей с помощью таблицы подстановок
Если связи между таблицами установлены, то можно: • Собирать данные и размещать их в базе данных. Для занесения данных в таблицы целесообразно использовать формы. • Создавать формы для заполнения таблиц. • Обращаться к системе с запросами и получать ответ на запрос в виде виртуальной таблицы. • На основе таблиц и запросов формировать отчеты.
Скачать презентацию Лекция 5 Общая характеристика баз данных и систем
Лекция 5 Access.ppt