Система управления базой данных

5

1 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БАЗОЙ ДАННЫХ

              СУБД (система управления базой данных) является универсальным программным инструментом создания и обслуживания баз данных и приложений пользователя в самых разных предметных областях. СУБД обеспечивает доступ к данным и использование одних тех же данных различными задачами и приложениями пользователей.

              СУБД поддерживаются различные модели данных. Модель данных – это метод логической организации данных, используемый СУБД. Наиболее известными являются иерархическая, сетевая и реляционная модели.

              В СУБД для персональных компьютеров поддерживается преимущественно реляционная модель, которую отличает простота и единообразие представления данных простейшими двумерными таблицами. Реляционная модель обеспечивает возможность использования в разных СУБД операций обработки данных, имеющих единую основу-алгебру отношений, и универсального языка структурированных запросов SQL

              Основной логической структурной единицей манипулирования данными является строка таблицы- запись. Структура записи определяется составом входящих в нее полей. Совокупность полей записи соответствует логически связанным реквизитам, характеризующим некоторую сущность предметной области.

              Типовыми функциями СУБД, по манипулированию данными являются выборка, добавление, удаление, изменение данных.

              Выборка данных – выборка записей из одной или нескольких взаимосвязанных таблиц в соответствии с заданными условиями.

              Добавление и удаление данных – добавление новых записей в таблицы и удаление существующих.

              Изменение данных – модификация значений данных в полях существующих записей. Данные из одной или нескольких взаимосвязанных таблиц могут подвергаться обработке. К операциям обработки относятся, например расчеты в пределах каждой записи группировка записей.

              СУБД Microsoft Access является системой управления реляционной БД, включающей все необходимые инструментальные средства для создания локальной БД, общей БД в локальной сети с файловым сервером или базы данных, общей базы данных в локальной сети с файловым сервером или базы данных на SQL Server, а также для создания приложения пользователя, работающего с этими базами данных. База данных Access, создаваемая на локальном компьютере, хранит в файле не только все таблицы с данными, но и объекты приложения: формы, отчеты, а также программный код. Благодаря этому можно создать приложение, целиком, хранящееся в одном- единственном mdb-файлы, что существенно упрощает как создание, так и распространение приложений БД.

              СУБД Access включает разнообразное относительно автономные инструментальные средства, ориентированные на создание объектов БД и приложений пользователей. 

              Средства графического конструирования позволяют пользователю создавать объекты БД и объекты приложения с помощью многочисленных графических элементов, не прибегая к программированию.

              Разнообразные мастера в режиме ведения диалога с пользователем позволяют создавать объекты, выполнять разнообразные функции по реорганизации преобразования БД.

              Среди многочисленных средств конструирования и диалоговых средств  Access следует выделить средства для создания :

1) таблиц и схем БД;

2) запросов выборки;

3) запросов на изменение данных базы;

4) экранных форм, предназначенных для ввода, просмотра и обработки данных в диалоговом режиме;

5) отчетов, предназначенных для просмотра вывода на печать данных из БД и результатов из обработки в удобном для пользователя виде;

6) страница доступа к данным, обеспечивающим работу с БД в среде Интернет;

7) интерфейса управления приложениями пользователя – меню, панелью управления приложения, позволяющих объединить различные операции по работе с БД в единый технологический процесс.

1.1 Средства программирования СУБД

Средства программирования СУБД включают язык структурированных запросов SQL, язык макрокоманд и язык объектно-ориентированного программирования для приложения Microsoft VBA. VBA является частью семейства Microsoft VB, которое входит в состав Visual Studio.

              VBA является базовым компонентом Microsoft Office: он интегрирован в Access, Excel, From Page, Word. Все эти приложения, в том числе и локализованные на русском языке используют англоязычный вариант VBA. VBA входи во все варианты поставок Microsoft Office.

              VBA представляет собой базовую платформу программирования не только в среде Microsoft Office, но и в многих других приложений. VBA содержит средства доступа не только к БД Access, но и к БД клиент-серверной архитектуре.

1.2Система доступа к данным

Система доступа к данным Microsoft Access построена на основе ядра БД Microsoft Jet, которое выполняет извлечение и сохранение данных в пользовательских и системных БД. Версия Microsoft Jet 4.0 имеет высокую производительность и улучшенные сетевые характеристики. Jet 4.0 обеспечивает поддержку двухбайтового представления символов Unicode, позволяющего использовать символы нескольких национальных алфавитов. Чтобы скомпенсировать возрастающий при Unicode объем памяти, применяется сжатие данных, сохраняемых в Unicode. Для лучшей совместимости  Microsoft Jet и Microsoft SQL Server и соответствия спецификации SQL 92 были внесены изменения в реализацию  Jet 4.0 SQL.

2 РЕЛЯЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ

2.1 Определения и понятия

              База данных является организованной на машинном носителе совокупностью взаимосвязанных данных и содержит сведения о различных сущностях одной предметной области – реальных объектах, процессах, событиях или явлениях.

              Реляционная база данных представляет собой множество взаимосвязанных двумерных таблиц – реляционных таблиц, называемых также отношениями, в каждой из которых содержатся сведения об одной сущности автоматизируемой предметной области.

              Логическую структуру реляционной база данных образует совокупность реляционных таблиц, между которыми установлены логические связи.

              В таблицах базы должны  сохраняться все данные, необходимые для решения задач предметной области. Причем каждый элемент данных должен храниться в базе только в одном экземпляре. Для создания таблиц, соответствующих реляционной модели данных, используется процесс, называемый нормализацией данных. Нормализация – это удаление из таблицы, записи которых не содержат повторяющихся значений.

              Минимальное дублирование данных в реляционной базе обеспечивает высокую эффективность поддержания БД в актуальном и непротиворечивом состоянии, однократный ввод и корректировку данных.

              Структура реляционной таблицы определяется составом полей. Каждое поле отражает определенную характеристику сущности. Для поля указываются тип и размер элементарного данного, размещаемого в нем, и ряд других свойств. Столбец таблицы содержит данные одного типа. Содержание таблицы заключено в ее строках, однотипных по структуре. Каждая строка таблицы содержит данные о конкретном экземпляре сущности и называется записью.

              Для однозначного определения каждой записи таблица должна иметь уникальный (первичный) ключ. По значению ключа таблицы отыскивается единственная запись в таблице. Значение уникального ключа из одного или нескольких полей таблицы. Значение уникального ключа не может повторяться в нескольких записях.

              Логические связи между таблицами дают возможность объединять данные из разных таблиц. Связь каждой пары таблиц обеспечивается одинаковыми полями в них – ключом связи. Таким образом, обеспечивается рациональное хранение данных и их объединение в соответствии с требованиями решаемых задач.

              В нормализованной реляционной базе данных связь двух таблиц характеризуется отношениями записей типа один – к – одному (1:1) или один – ко – многим  (1:М). Отношение 1:1 предполагает, что каждой записи одной таблицы соответствует одна запись в другой. Отношение 1:М предполагает, что каждой записи первой таблицы соответствует много записей во второй, но каждой записи второй таблицы соответствует только одна запись первой.

              Для двух таблиц, находящихся в отношении типа 1:М, устанавливается связь по уникальному ключу главной таблицы в связи. Во второй таблице, называемой подчиненной, этот ключ связи может быть либо частью уникального ключа, либо не входить в состав ключа. В подчиненной таблице ключ связи называется внешним ключом.

              Начиная с версии  Access 2003, было реализовано средство просмотра и редактирования связанных записей нескольких таблиц. При этом данные отображаются в иерархическом виде. При раскрытии одного уровня иерархии рядом с записью главной таблицы отображаются связанные записи подчиненной.

2.2 Объекты Access

              БД Access включает следующие сохраняемые в одном файле mdb объекты:

- таблицы, запросы, схемы данных, непосредственно имеющие отношение к БД;

- формы, отчеты, страницы доступа к данным, макросы и модули, называемые объектами приложения.

              Формы, отчеты, страницы доступа к данным предназначены для типовых процессов обработки данных. Эти объекты приложений конструируются  из графических элементов, называемых элементами управления. Основные элементы управления служат для отображения полей таблиц, являющихся источниками данных объекта.

              Для автоматизации доступа к объектам и их взаимодействия используется программный код. Только с помощью программного кода получается  полноценное приложение пользователя, функции которого доступны через меню, панели инструментов и формы. Для создания программного используются модули на языке VBA и макросы.

              Каждый объект и элемент управления имеет свои свойства, определяя которые, можно настраивать их. С каждым объектом и элементом управления связывается набор событий, которые могут обрабатываться макросами или  процедурами обработки событий на VBA, входящими в состав модулей форм, отчетов.

              Объекты представлены в окне БД Access. Все операции по работе с объектами собственно БД и приложений начинаются в этом окне.

              Таблицы создаются пользователем для хранения данных одной предметной области. Таблица состоит из полей и записей. Каждое поле содержит одну характеристику информационного объекта предметной области. В записи собраны сведения об одном экземпляре информационного объекта. БД  Access может включать до 32 768 объектов. Одновременно может открываться до 2 048.

              Запросы на выборку служат для выборки нужных данных из одной или нескольких связанных таблиц. Результатом выполнения запроса является таблица. В запросе можно указать, какие поля исходных таблиц следует включить в таблицу запроса, как на их основе сформировать записи и отобрать нужные. Таблица запроса может быть использована наряду с другими таблицами БД при обработке данных. Запрос может формироваться с помощью конструктора  запроса или инструкции SQL. Запросы действия  позволяют обновлять, удалять или добавлять данные в таблицу, а также создавать новые таблицы на основе существующих.

              Схемы данных определяют, с помощью каких полей таблицы связываются  между собой, как будет выполняться объединение данных этих таблиц, нужно ли проверять связную целостность при добавлении  и  удалении записей, изменение ключей таблиц. Схема данных на панели объектов в окне БД отображаются только в проектах   Access, работающих с БД сервера. Для отображения схемы в БД Access используется команда Сервис/Схема данных.

              Формы являются основным средством создания диалогового интерфейса приложений пользователя. Форма может создаваться для ввода и просмотра взаимосвязанных данных БД на экране в удобном виде, соответствующем привычному для пользователя документу. Кнопочные формы могут использоваться для создания в панели управления в приложении. В формы могут вставляться  рисунки, диаграммы, звуковые фрагменты. В форму могут включаться процедуры обработки событий, которые позволяют управлять процессом ввода, просмотра и корректировки данных. Такие процедуры хранятся в модуле формы.

              Отчеты предназначены для формирования выходных документов любых форматов, содержащих результат решения, задач пользователя и вывода их на печать. Как и формы, отчеты могут включать процедуры обработки событий. Использование графических объектов позволяет дополнять данные отчета рисунками.

              Страница доступа к данным является диалоговыми Web- страницами, которые поддерживают динамическую связь с БД и позволяют просматривать, редактировать, вводить данные в БД, работая в окне браузера.

              Макросы являются программами, состоящими из последовательности макрокоманд, которые выполняются при наступлении некоторого события в объекте приложения или его элементе управления. Макросы позволяют автоматизировать  некоторые действия в приложении пользователя. Создание макросов осуществляется в диалоговом режиме путем выбора нужных макрокоманд и задание параметров, используемых ими при выполнении.

              Модули содержат процедуры на языке VBA. Могут создаваться процедуры-подпрограммы, процедуры-функции для реализации нестандартных функций и процедуры для обработки событий. Использование процедур позволяет создать законченное приложение, которое имеет собственный графический интерфейс.

В Access для удобства пользователя объекты в окне БД могут быть объединены в группы по функциональному или иному признаку. Группы содержат ссылки на объекты БД различных типов.

              В окне БД               Access  наряду со списком созданных объектов представлены ярлыки, которые предназначены для быстрого запуска конструкторы или мастера создания нового объекта.