Содержание

     1. Введение

 

     С точки зрения пользователя, база данных — это программа, которая обеспечивает работу с информацией. При запуске  такой программы на экране, как  правило, появляется таблица, просматривая которую пользователь может найти  интересующие его сведения. Если система позволяет, то он может внести изменения в базу данных: добавить новую информацию или удалить ненужную.

С точки зрения программиста, база данных — это  набор файлов, содержащих информацию. Разрабатывая базу данных для пользователя, программист создает программу, которая обеспечивает работу с файлами данных.

     Классификация баз данных

     В зависимости от расположения программы, использующей данные, и самих данных, а также способа разделения данных между несколькими пользователями различают локальные и удаленные базы данных. 

1.Локальная  база данных

Данные локальной  базы данных (файлы данных) находятся  на одном (локальном) устройстве, в качестве которого может выступать диск компьютера или сетевой диск (диск другого  компьютера, работающего в сети).

Для обеспечения разделения данных (доступа к данным) между несколькими пользователями, в качестве которых выступают программы, работающие на одном или нескольких компьютерах, в локальных базах данных применяется метод, получивший название блокировка файлов. Суть этого метода заключается в том, что пока данные используются одним пользователем, другой пользователь не может работать с этими данными, т. е. данные для него закрыты, заблокированы.

Paradox, dBase, FoxPro и  Access — это локальные базы данных.

2.Удаленная база данных

Данные (файлы) удаленной  базы данных находятся на удаленном  компьютере. (Следует обратить внимание, что каталоги удаленного компьютера не могут рассматриваться как  сетевые диски.)

Программа работы с удаленной базой данных состоит  из двух частей: клиентской и серверной. Клиентская часть программы, работающая на компьютере пользователя, обеспечивает взаимодействие с серверной программой: посредством запросов, передаваемых на удаленный компьютер, предоставляет доступ к данным.

Серверная часть  программы, работающая на удаленном компьютере, принимает запросы, выполняет их и пересылает данные клиентской программе. Запросы представляют собой команды, представленные на языке SQL (Structured Query Language) — языке структурированных запросов.

Программа, работающая на удаленном сервере, проектируется таким образом, чтобы обеспечить одновременный доступ к информации нескольким пользователям. При этом для обеспечения доступа к данным вместо механизма блокировки файлов используют механизм транзакций.

Транзакция — это некоторая последовательность действий, которая должна быть обязательно выполнена над данными перед тем, как они будут переданы. В случае обнаружения ошибки во время выполнения любого из действий вся последовательность действий, составляющая транзакцию, повторяется снова. Таким образом, механизм транзакций обеспечивает защиту от аппаратных сбоев. Он также обеспечивает возможность многопользовательского доступа к данным.

     Модель  базы данных в Delphi

     Каждая  таблица физически хранится в  отдельном файле. Однако отождествлять базу данных и таблицу нельзя, так как довольно часто поля одной записи распределены по нескольким таблицам и, следовательно, находятся в разных файлах.

В простейшем случае источником информации для программы, работающей с базой данных, может быть вся таблица. Однако, как правило, пользователя интересует не вся информация, находящаяся в базе данных, а только какая-то ее часть. Он выбирает и просматривает только некоторые, удовлетворяющие его запросу записи. Поэтому в модель базы данных помимо таблицы, представляющей собой всю базу данных, было введено понятие запроса, являющегося выборкой, т. е. группой записей базы данных.

     Псевдоним базы данных

     Разрабатывая  программу работы с базой данных, программист не может знать, на каком  диске и в каком каталоге будут находиться файлы базы данных во время ее использования. Например, пользователь может поместить базу данных в один из каталогов дисков С:, D: или на сетевой диск. Поэтому возникает проблема передачи в программу информации о месте нахождения файлов базы данных.

В Delphi проблема передачи в программу информации о месте нахождения файлов базы данных решается путем использования псевдонима базы данных. Псевдоним (Alias) — это  короткое имя, поставленное в соответствие реальному, полному имени каталога базы данных. Например, псевдонимом каталога C:\data\spetersburg может быть имя Peterburg. Программа работы с базой данных для доступа к данным использует не реальное имя, а псевдоним.

Для доступа  к информации программа, обеспечивающая работу с базой данных, подключает библиотеку Borland Database Engine (BDE), которая, в свою очередь, использует конфигурационный файл, содержащий информацию о всех зарегистрированных в системе псевдонимах.

Псевдоним базы данных может быть создан (зарегистрирован) при помощи утилиты BDE Administrator. Эта же утилита позволяет изменить каталог, связанный с псевдонимом. 

СУБД 

         Системы управления базами данными (СУБД) — это специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная для манипулирования базой данных. Для создания и управления информационной системой СУБД необходима в той же степени, как для разработки программы на алгоритмическом языке необходим транслятор.

Основные  функции СУБД:

- управление  данными во внешней памяти (на  дисках)

- управление данными в оперативной памяти

- журнализация  изменений и восстановление базы  данных после сбоев

- поддержание  языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными)

         Обычно современная СУБД содержит  следующие компоненты:

- ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию

- процессор языка  базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода

- подсистему поддержки  времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД

- сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы

         По типу управляемой базы данных  СУБД разделяются на:

- Сетевые

- Иерархические 

- Реляционные

- Объектно-реляционные

- Обьектно-ориентированные 

         В основе иерархических СУБД лежит довольно простая модель данных, которую можно представить себе в виде дерева  ациклического ориентированного графа. 
         Дерево состоит из вершин, каждая из которых, кроме одной, имеет единственную родительскую вершину и несколько (в том числе ни одной) дочерних. 
         Вершина, не имеющая родительской, называется корнем дерева. Вершины, не имеющие дочерних, называются листьями. Остальные вершины являются ветвями. 
         Иерархические базы данных наиболее пригодны для моделирования структур, по своей природе являющихся иерархическими. В качестве примеров можно привести воинские подразделения или сложные механизмы, состоящие из более простых узлов, которые в свою очередь тоже можно подвергнуть декомпозиции. 
         Тем не менее существует значительное количество структур, не сводящихся к простой иерархии. Например, всем известное генеалогическое дерево,  которое на самом деле не является деревом в строгом смысле, поскольку у большинства людей по два родителя. О более сложных структурах и говорить не приходится. 
         Иерархические СУБД быстро прошли пик популярности, которая обусловливалась их простотой в использовании и ранним появлением на рынке, когда основные конкуренты еще не дозрели для коммерческого использования. Затем их многочисленные недостатки сделали их неконкурентоспособными, и в настоящее время иерархическая модель представляет исключительно исторический интерес. 
         Подобно иерархической, сетевую модель также можно представить себе в виде ориентированного графа.

         Такая структура намного гибче и выразительнее предыдущей и пригодна для моделирования гораздо более широкого класса задач. В этой модели вершины представляют собой сущности, а соединяющие их ребра  отношения между ними.

         Сетевые СУБД имели гораздо  больший успех и долго господствовали на рынке СУБД. В немалой степени их успеху способствовала энергичная деятельность Data Base Task Group (DBTG) Комитета по языкам программирования Conference on Data Systems Languages (CODASYL).

         70-е годы XX века фактически стали  эпохой расцвета сетевой модели.

         Сетевые  СУБД  весьма  прочно  укрепились  на  рынке,  и   реляционной модели пришлось  с боем завоевывать свое место  под солнцем. В истории информатики  навечно останется Великий Спор, который на самом деле явился  решающим сражением сетевой и реляционной моделей. В рядах сторонников сетевой  архитектуры  был  сам  великий  Чарльз  Бахман,  и только гений Эдгара Кодда позволил реляционной модели одержать победу.  
         Реляционные СУБД являются в настоящий момент самыми распространенными. Их реализации существуют на всех мало-мальски пригодных для этого платформах (от персональных компьютеров до мэйнфреймов), для всех операционных систем и для всех применений  от простейших продуктов, предназначенных для ведения картотек индивидуального пользования, до сложнейших распределенных многопользовательских систем. 
         Несмотря на такое пестрое разнообразие, все эти СУБД имеют в основе общую основу  реляционную модель данных, разработанную Коддом в 70-х годах XX столетия.  

         По способу доступа к БД СУБД разделяются на:

- Файл-серверные

- Клиент-серверные 

         На данный момент файл-серверные СУБД считаются устаревшими.

     Создание  базы данных

     База  данных — это набор файлов (таблиц), в которых находится информация. Как правило, база данных состоит из нескольких таблиц, которые размещают в одном каталоге. Каталог для новой базы данных создается обычным образом, например, при помощи Проводника. Таблицу можно создать, воспользовавшись входящей в состав Delphi утилитой Borland Database Desktop или организовав SQL-запрос к серверу базы данных.

SQL - это  сокращение от Structured Query Language (структурированный  язык запросов). SQL создан для работы  с реляционными базами данных. Он позволяет пользователям взаимодействовать  с базами данных (просматривать, искать, добавлять и управлять данными). MySQL соответствует спецификации ANSI 92 SQL.

Так как для  доступа к файлам (таблицам) базы данных библиотека BDE использует не имя  каталога, в котором находятся  файлы, а его псевдоним, то перед тем, как приступить к созданию таблиц новой базы данных, необходимо создать псевдоним для этой базы данных.

     Выбор информации из базы данных

     При работе с базой данных пользователя, как правило, интересует не все ее содержимое, а некоторая конкретная информация. Найти нужные сведения можно последовательным просмотром записей. Однако такой способ поиска неудобен и малоэффективен.

Большинство систем управления базами данных позволяют  произвести выборку нужной информации путем выполнения запросов. Пользователь в соответствии с определенными правилами формулирует запрос, указывая, каким критериям должна удовлетворять интересующая его информация, а система выводит записи, удовлетворяющие запросу.

Для выборки  из базы данных записей, удовлетворяющих  некоторому критерию, предназначен компонент Query

Компонент Query похож  на компонент Table, но, в отличие от последнего, он представляет не всю  базу данных (все записи), а только ее часть — записи, удовлетворяющие  критерию запроса.

Для того чтобы  во время разработки программы задать, какая информация будет выделена из базы данных в результате выполнения запроса, свойство SQL должно содержать представленный на языке SQL запрос на выборку данных. 

• SELECT —  команда выбора записей из  таблицы и вывода содержимого  полей, имена которых указаны в списке;
• FROM — параметр команды, который определяет имя таблицы, из которой нужно сделать выборку;
• WHERE — параметр, который задает критерий выбора. В простейшем случае критерий — это инструкция проверки содержимого поля;
• ORDER BY - параметр, который задает условие, в соответствии с которым будут упорядочены записи, удовлетворяющие критерию запроса.

     2. Задание

     Разработать базу данных для учета студентов  по специальности

Самостоятельно  сформулировать и выполнить запрос таблице базы данных, создать представления, отчеты. Разработать пользовательское приложение.

         Даны следующие сущности:

1. фамилия
2. имя
3. отчество
4. курс
5. специальность
6. факультет