Система управления базами данных

Рис. 3. Основные структурные элементы базы данных

1.2. Классификация баз  данных

Многообразие  характеристик и  видов баз данных порождает многообразие классификации. Рассмотрим основные виды классификации.

По  технологии обработки  данных базы данных подразделяются на централизованные и распределенные.

Централизованная  база данных хранится в памяти одной вычислительной системы, к которой подключены несколько других компьютеров.

Распределенная  база данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ПК компьютерной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).

По  способу доступа  к данным базы данных подразделяются на базы данных с локальным доступом и базы данных с удаленным (сетевым) доступом.

Системы централизованных баз  данных с сетевым  доступом предполагают различные архитектуры  подобных систем:

файл-сервер. Согласно этой архитектуре в компьютерной сети выделяется машина- сервер для хранения файлов централизованной базы данных. Файлы базы данных могут быть переданы на рабочие станции для обработки: ввода, корректировки, поиска записей. При большой интенсивности доступа к одним и тем же файлам производительность системы падает. В этой системе сервер и рабочие станции должны быть реализованы на достаточно мощных компьютерах.

клиент-сервер - архитектура, используемая не только для хранения файлов централизованной базы данных на сервере, но и выполняющая на том же сервере основной объем работы по обработке данных. Таким образом, при необходимости поиска информации в базе данных рабочим станциям - клиентам передаются не файлы данных, а уже записи, отобранные в результате обработки файлов данных. Такая архитектура позволяет использовать маломощные компьютеры в качестве рабочих станций, но обязательно в качестве сервера используется очень мощный компьютер.

Прежде чем  создавать базу данных, с которой  вам придется работать, необходимо выбрать модель данных, наиболее удобную  для решения поставленной задачи.

Модель  данных - совокупность структур данных и операций их обработки.

С помощью модели данных могут быть представлены объекты  предметной области и взаимосвязи  между ними. Модели данных, которые поддерживают СУБД, а, следовательно, и сами СУБД делят на:

иерархические;

сетевые;

реляционные.

Иерархическая база данных (рис. 4), в основу которой положена разветвленная структура с элементами подчиненности.

К основным понятиям иерархической  структуры относятся: уровень, элемент (узел), связь.

Узел - это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящимся на более высоком уровне.

Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень дерева), не подчиненную никакой  другой вершине и находящуюся  на самом верхнем (первом) уровне. Зависимые (подчиненные) узлы находятся на втором, третьем и т.д. уровнях. Количество деревьев в базе данных определяется числом корневых записей. В каждой записи базы данных существует только один (иерархический) путь от корневой записи.

Уровни Корневой узел

Узлы

Рис. Структура  учебной дисциплины (иерархическая  база данных)

Несмотря на кажущуюся целесообразность, для  получения ответов на некоторые  запросы в иерархической модели требуется выполнение большого числа  операций. Например, чтобы узнать о  практических занятиях по всем дисциплинам  БЮИ требуется просмотреть все  записи «Практическое занятие», имеющиеся  в данной базе.

Сетевая (полносвязная) база данных. В сетевой структуре базы данных при тех же основных понятиях иерархической базы данных: узел, уровень, связь - каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

Реляционная база данных, в основу которой положена реляционная информационная система. Реляционная структура базы данных ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц, называемых еще реляционными таблицами.

Каждая реляционная  таблица обладает следующими свойствами:

каждый элемент  таблицы - один элемент данных;

все столбцы  в таблице однородные, т.е. все  элементы в столбце имеют одинаковые характеристики и свойства;

каждый столбец  имеет уникальное имя;

одинаковые строки в таблице отсутствуют;

порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Понятие реляционный (relation - отношение) связано с разработками известного американского специалиста  в области баз данных Э. Кодда. В основу реляционной базы данных положено понятие алгебры отношения и реляционного исчисления.

Реляционный подход к построению базы данных предполагает отображение реальных объектов (явлений, событий, процессов) в виде информационных объектов или объектов предметной области. Информационные объекты описывают реальные с помощью совокупности взаимосвязанных реквизитов.

Отношения представлены в виде таблиц, строки которых представляют записи, а столбцы - атрибуты отношений - поля. Если значение поля однозначно определяет соответствующую запись, то такое поле называют ключевым.

Имеется возможность  связать две реляционные таблицы, если ключ одной таблицы ввести в  состав ключа другой таблицы (рис. 5).

Так, если ключом таблицы книга будет выбран «№ в каталоге», то такую таблицу  можно связать, например, с таблицей «Список библиотечного фонда». В  этой таблице кроме полей, определяющих оценки по дисциплинам сессии, обязательно  должно быть поле «№ в каталоге». Таким  образом, между этими таблицами  может быть установлена связь по этому ключевому полю.

Информация, введенная  в одну реляционную таблицу, может  быть связана с одной или несколькими  записями другой таблицы

Ключи

Связи между  таблицами

Рис. 5. Структура  библиотеки (реляционная база данных)

.

Реляционная база данных является объединением нескольких двумерных таблиц, между которыми установлены связи.

Между записями двух таблиц могут быть установлены  следующие основные виды связей:

один  к одному - эта связь предполагает, что в каждый момент времени одному экземпляру информационного объекта А соответствует не более одного экземпляра информационного объекта В и наоборот; например, начальник курса - курс;

один  к многим - эта связь предполагает, что одному экземпляру информационного объекта А соответствует 0, 1, 2 или более экземпляров объекта В, но каждый экземпляр объекта В связан не более чем с 1 экземпляром объекта А, например, начальник курса - курсант;

многие  к многим - эта связь предполагает, что в каждый момент времени одному экземпляру информационного объекта А соответствует 0, 1, 2 или более экземпляров объекта В и наоборот, например, учебная дисциплина - курсант.

Одни и те же данные могут группироваться в  таблицы различными способами, т.е. возможна различная форма наборов  отношений взаимосвязанных информационных объектов.

При этом должен выполняться принцип нормализации:

в одной и  той же таблице не может находиться повторяющихся полей;

в каждой таблице  ключ должен однозначно определять запись из множества записей;

значению ключа  должно соответствовать исчерпывающая  информация об объекте таблицы;

изменение значения любого не ключевого поля не должно влиять на информацию в других полях.

В последние  годы подавляющее большинство баз  данных являются реляционными и практически  все СУБД ориентированы на такое  представление информации. Рассмотрим реляционную СУБД Access, которая входит в пакет MS Office.

Вопрос 2. Использование  СУБД Microsoft Access для  создания баз

данных

2.1. Основные понятия  СУБД Microsoft Access и команды  для

выполнения  типовых операций

Microsoft Access создана  на основе реляционной модели  базы данных и предназначена  для создания быстрых, эффективных  баз данных, применяемых в быту  и бизнесе. Кроме того, она способна  подключаться к другим базам  данных, создавая для вас широкий  фронт работы с данными, независимо  от того, где они находятся.

Рассмотрим основные элементы окна Access и команды для  выполнения типовых операций, которые  во многом повторяют уже знакомые вам команды Word и Excel.

При работе с  СУБД Access на экран выводятся типовое  окно WINDOWS-приложения, состоящее из рабочего поля и панели управления (Рис. Внешний вид окна СУДБ Microsoft Access).

Панель управления при этом включает меню, вспомогательную  область управления и строку подсказки. Расположение этих областей на экране может быть произвольным и зависит  от особенностей конкретной программы.

Строка меню содержит основные режимы программы. Выбрав один из них, вы получаете доступ к ниспадающему подменю, содержащему перечень входящих в него команд. В результате выбора некоторых команд ниспадающего меню появляются дополнительные подменю.

Вспомогательная область управления включает:

строку состояния;

панели инструментов;

линейки прокрутки.

В строке состояния (статусной строке) вы найдете сведения о текущем режиме работы программы, имени файла текущей базы данных и т.п. Панель инструментов (пиктографическое меню) содержит определенное количество кнопок (пиктограмм), предназначенных  для быстрой активизации выполнения определенных команд меню и функций  программы. Чтобы представить на экране области таблицы базы данных, форм или отчетов, которые на нем  в настоящий момент не отображены, используют вертикальную и горизонтальную линейки прокрутки.

Строка подсказки  предназначена для выдачи сообщений  пользователю относительно его возможных  действий в данный момент.

Важная особенность  СУБД Access использование буфера обмена при выполнении ряда операций. Буфер  используется при выполнении команд копирования и перемещения для  временного хранения копируемых или  перемещаемых данных, после чего они  направляются по новому адресу. При  удалении данных они также помещаются в буфер. Содержимое буфера сохраняется  до тех пор, пока не будет записана новая порция данных.

СУБД Access имеет  достаточное количество команд, у  каждой из которых возможны различные  параметры (опции). Выбор определенной команды из меню производится либо наведением курсора на выбранную  в меню команду при помощи клавиш управления курсором и нажатием клавиши  ввода, либо вводом с клавиатуры первой буквы выбранной команды.

Получить дополнительную информацию о командах, составляющих меню СУБД Access, и их использовании  можно, войдя в режим помощи.

Совокупность  команд, предоставляемых  в ваше распоряжение СУБД Access, может быть условно разбита  на следующие типовые  группы:

команды для  работы с файлами;

команды редактирования;

команды форматирования;

команды для  работы с окнами;

команды для  работы в основных режимах СУБД (таблица, форма, запрос, отчет);

получение справочной информации.

Команды для работы с файлами.

При работе с  файлами программа дает возможность  пользователю:

создавать новые  объекты базы данных;

сохранять и  переименовывать ранее созданные  объекты;

открывать уже  существующие базы данных;

закрывать ранее  открытые объекты;

выводить на принтер объекты базы данных.

Процесс печати начинается с выбора драйвера принтера. Для каждого типа принтера необходим  свой драйвер. Следующий шаг состоит  в задании параметров страницы, формировании колонтитулов, а также в выборе вида или номера печатаемых страниц  документов.

Команда предварительного просмотра позволяет получить представление  об общем виде выводимой на принтер  информации еще до печати. Размещение информации на странице может быть оптимально приспособлено к ее выбранным  параметрам посредством масштабирования  и центрирования.