Технология обработки данных в реляционных СУБД

Основные понятия и этапы проектирования реляционных баз данных

Наибольшее распространение в автоматизированных информационных системах получили реляционные базы данных. Название «реляционная» (от англ, relation - отношение) связано с тем, что каждая запись в таблице содержит информацию, относящуюся только к одному конкретному объекту.

Реляционные базы данных удобны еще и тем, что для получения ответов на различные запросы существует разработанный математический аппарат, который называется исчислением отношений или реляционной алгеброй. Ответы на запросы получаются путем «разрезания» и «склеивания» таблиц по строкам и столбцам. При этом ясно, что ответы также будут иметь форму таблиц.

Одним из представителей семейства СУБД, позволяющих создавать и работать с реляционными базами данных, является СУБД Microsoft Access, входящая в пакет Microsoft Office. Очень часто в учебных заведениях именно эту СУБД применяют в качестве учебной для изучения технологий хранения и обработки структурированной информации.

Access в переводе с английского означает «доступ». MS Access - это полная реляционная СУБД. Кроме того, MS Access - одна из самых мощных, гибких и простых в использовании СУБД. В ней можно создавать большие приложения, не написав ни единой строки программы, но если нужно создать более сложное приложение, то на этот случай MS Access имеется мощный встроенный язык программирования - Visual Basic Aplication.

Популярность СУБД Microsoft Access обусловлена следующими причинами:

• •Access является одной из самых легкодоступных и понятных систем как для профессионалов, так и для начинающих пользователей, позволяющая быстро освоить основные принципы работы с базами данных;
• • система имеет полностью русифицированную версию;
• • полная интегрированность с пакетами Microsoft Office: Word, Excel, Power Point и т. д.;
• • графический пользовательский интерфейс;
• • возможность использования OLE-технологии, что позволяет установить связь с объектами другого приложения или внедрить какие-либо объект ы данных в Access;
• • технология WYSIWIG позволяет пользователю постоянно видеть все результаты своих действий;
• • широко и наглядно представлена справочная система;
• • существует набор «мастеров» но разработке объектов, облегчающий создание таблиц, форм и отчетов.

Основными объектами реляционной базы данных являются ее таблицы. Простейшая база данных имеет хотя бы одну таблицу. Соответственно, структура простейшей базы данных тождественно равна структуре ее таблицы.

Таблицы - эго основные объекты реляционной базы данных для хранения информации. Таблицы и их структура определяют структуру базы данных.

Структуру двумерной таблицы образуют столбцы и строки. Их аналогами в структуре простейшей базы данных являются поля и записи. Изменив состав полей базовой таблицы (или их свойства), мы изменяем структуру базы данных и соответственно получаем новую базу данных. Пример простейшей таблицы базы данных приведен на рисунке 7.9.

Рис. 7.9. Пример таблицы базы данных Свойства полей базы данных.

Поля базы данных не просто определяют структуру базы - они еще определяют групповые свойства данных, записываемых в ячейки, принадлежащие каждому из нолей. Ниже перечислены основные свойства нолей таблиц баз данных на примере СУБД Microsoft Access.

• • Имя поля - определяет, как следует обращаться к данным этого поля при автоматических операциях с базой.
• • Тип ноля - определяег тип данных, которые могут содержаться в данном ноле.
• • Размер поля - определяет предельную длину данных, которые могут размещаться в данном поле.
• • Формат поля - определяет способ форматирования данных в ячейках, принадлежащих полю.
• • Маска ввода - определяет форму, в которой вводятся данные в поле (средство автоматизации ввода данных).
• • Подпись - определяет заголовок столбца таблицы для данного ноля (если подпись не указана, то в качестве заголовка столбца используется свойство Имя ноля).
• • Значение но умолчанию - то значение, которое вводится в ячейки поля автоматически (средство автоматизации ввода данных).
• • Условие на значение - ограничение, используемое для проверки правильности ввода данных (средство автоматизации ввода, которое используется, как правило, для данных, имеющих числовой тип, денежный тип или тип даты).
• • Сообщение об ошибке - текстовое сообщение, которое выдается автоматически при попытке ввода в иоле ошибочных данных (если задано свойство Условие на значение).

• • Обязательное ноле - свойство, определяющее обязательность заполнения данного поля при наполнении базы;
• • Пустые строки - свойство, разрешающее ввод пустых строковых данных (от свойства Обязательное иоле отличается тем, что относится не ко всем типам данных, а лишь к некоторым, например к текстовым).
• • Индексированное иоле если поле обладает этим свойством, все операции, связанные с поиском или сортировкой записей но значению, хранящемуся в данном иоле, существенно ускоряются. Кроме того, для индексированных нолей можно сделать так, что значения в записях будут проверяться но этому нолю на наличие повторов, что позволяет автоматически исключить дублирование данных.

Обращаем внимание на то, что в разных нолях могут содержаться данные разного типа, соответственно и свойства у полей могут различаться в зависимости от типа данных.

Типы данных полей таблицы.

• • Текстовый - тип данных, используемый для хранения обычного неформатированного текста ограниченного размера (до 255 символов).
• • Поле Мемо - специальный тин данных для хранения больших объемов текста (до 65535 символов). Физически текст не хранится в ноле. Он хранится в другом месте базы данных, а в поле хранится указатель на него, но для пользователя такое разделение незаметно.
• • Числовой - тип данных для хранения действительных чисел.
• • Дата/время - тин данных для хранения календарных дат и текущего времени.
• • Денежный - тин данных для хранения денежных сумм.
• • Счетчик - разновидность числового ноля, особенность которого в автоматическом вводе натуральных чисел с шагом 1. Может использоваться для порядковой нумерации или кодов.
• • Логический - тип для хранения логических данных. Могут принимать только два значения в зависимости от заданных свойств: Да или Нет; 0 или 1; Истинно или Ложь. Визуально для пользователя формат представления этого ноля при заполнении таблицы выглядит одинаково.
• • Поле объекта OLE - специальный тип данных, предназначенный для хранения мультимедийных объектов, например аудио- и видеофайлов. Реально, конечно, такие объекты в таблице не хранятся. Как и в случае полей MEMO, они хранятся в другом месте внутренней структуры файла базы данных, а в таблице хранятся только указатели на них.
• • Гиперссылка - специальное поле для хранения адресов Web-объсктов Интернета. При щелчке на ссылке автоматически происходит запуск браузера и воспроизведение объекта в его окне.

• Мастер подстановок - это не специальный гни данных. Это объект, настройкой которого можно автоматизировать ввод данных в поле на основе раскрывающегося списка или значений поля из другой таблицы.

Этапы проектирования баз данных.

1. Определение цели создания БД и проектирование концептуальной модели предметной области.

На данном этапе определяется цель создания базы данных, основные се функции и информация, которую она должна содержать. В общем виде описываются задачи, которые предполагается решить с помощью этой базы данных, информация, которая будет в ней храниться. Формы первичных документов, на основе которых будет осуществляться ввод данных. Формы отчетности, получаемые из базы данных. Направления потоков информации, основные взаимодействующие объекты предметной области и формы их связей. Необходимо отметить, что вся эта информация собирается совместно будущими пользователями проектируемой базы данных.

2. Проектирование логической структуры базы данных.

Одним из наиболее сложных этапов в процессе проектирования базы данных является разработка логической структуры, можно сказать, что правильность работы базы и полнота решения поставленных перед ней задач зависит от этого этапа.

Логическая структура, как правило, изображается графически на бумаге. На этом этапе уточняется перечень и содержимое объектов предметной области, каждый из которых будет представлен в виде таблицы. Конкретизируется состав нолей таблиц, типы данных, которые они будут содержать, свойства нолей. Определяются ключи таблиц, виды и тины связей между объектами (таблицами)

При проектировке таблиц рекомендуется руководствоваться следующими основными принципами:

• - информация в таблице не должна дублироваться. Не должно быть повторений и между таблицами;
• - каждая таблица должна содержать информацию только но конкретному объекту;
• - информация в таблице должна быть разбита на наименьшие логические единицы, например поля «Имя» и «Фамилия», а не общее поле «Имя».
• 3. Создание физической модели предметной области.

Физическая модель - это непосредственная реализация логической модели на компьютере, т. е. создание базы данных с помощью конкретной СУБД. Этот процесс также имеет несколько этапов.

• 1. Описание структуры таблиц (создание таблиц с указанием нолей и их свойств).
• 2. Назначение ключей.

Ключ - эго одно или несколько нолей таблицы, содержащие уникальные данные, которые не повторяются и однозначно I определяют каждую запись таблицы._

3. Создание связей между таблицами выполняется с помощью инструмента Схема данных (рис. 7.10). Реляционная база данных поддерживает два вида связей:

один-к-одному - каждой записи главной таблицы ставится в соответствие только одна запись подчиненной;

один-ко-многим - каждой записи главной таблицы ставится в соответствие несколько записей подчиненной.

Возможно также искусственное создание типа связи многие-ко- многим характерной для сетевых баз данных. В реляционной базе эта связь создается через промежуточную таблицу.

4. Обновление структуры базы данных.

После проектирования таблиц, полей и связей необходимо еще раз просмотреть структуру базы данных и выявить возможные недочеты. Желательно это сделать на данном этапе, пока таблицы не заполнены данными. Для проверки необходимо создать несколько таблиц, определить связи между ними и ввести несколько записей в каждую таблицу, затем посмотреть, отвечает ли база данных поставленным требованиям. Кроме того, необходимо исключить из таблиц все возможные повторения данных.

Рис. 7.10. Пример связи между таблицами (схема данных)

5. Добавление данных и создание других объектов базы данных.

Если структуры таблиц отвечают поставленным требованиям, го

можно вводить все данные. Затем можно создавать любые запросы, формы, отчеты, макросы и модули.

6. Использование средств анализа в Microsoft Access.

В Microsoft Access существуют два инструмента для усовершенствования структуры баз данных. Мастер анализа таблиц исследует таблицу, в случае необходимости предлагает ее новые структуру и связи, а также переделывает ее.

Анализатор быстродействия исследует всю базу данных, дает рекомендации по ее улучшению, а также осуществляет их.