План
1. Понятие модели данных, базы данных. Понятие и назначение систем управления базами данных.
2. Обзор реляционной модели данных. Модель «сущность-связь». Понятие отношения, атрибута, ключа, связи. Классификация связей с множественностью и полнотой. Правила построения модели данных предметной области.
3. Понятие таблицы, поля, записи. Основные этапы работы с базами данных в среде системы управления базами данных. Отображение модели «сущность-связь» базы данных. Свойства полей, типы данных. Ввод данных в таблицы. Сортировка, поиск и фильтрация данных.
4. Понятие запроса к реляционной базе данных. Понятие о языке запросов SQL.
5. Создание таблиц, форм, запросов и отчетов с помощью мастеров.
6. Обмен данными между СУБД и другими программами, предназначенными для обработки документов. Совместное использование базы данных.
Понятие модели данных, базы данных. Понятие и назначение систем управления базами данных.
База данных (БД) - это структурированная совокупность взаимосвязанных данных определенной предметной области (реальных о6ъектов, процессов, явлений и т.п.).
Примеры: БД о наличии медикаментов; БД в системе расписания самолетов, поездов или БД продажи билетов транспорта; БД документов учащихся школы, картотека отдела кадров или в библиотеки и т.д..
Появление компьютерной техники повысило эффективность работы с базами данных. Доступ к данным и управление ими происходит в среде специального программного пакета - системы управления базами данных (СУБД).
СУБД - это программа, с помощью которой осуществляется хранение, обработка и поиск информации в базах данных.
Организация данных во внутренней сфере характеризуется двумя уровнями - логическим и физическим. Физическая организация данных определяет способ размещения данных непосредственно на машинном носителе. Логическая организация данных на машинном носителе зависит от программных средств, организации и ведения данных во внутренней сфере. Метод логической организации данных определяется используемым типом структур данных и видом модели, которая поддерживается программными средствами.
Модель данных - это совокупность взаимосвязанных структур данных и операций над этими структурами. Для размещения одной и той же информации во внутренней сфере могут быть использованы различные структуры и модели данных. Это зависит от пользователя, от технического и программного обеспечения, определяется сложностью автоматизированных задач и объемом информации.
Существуют такие модели данных: иерархическая, реляционная, постреляционная, многомерная, объектно-ориентированная.
По структуре организации информации в БД различают такие модели баз данных: иерархическая, сетевая и реляционная.
Иерархическая модель базы данных. Эта модель представляет собой структуру данных, которые упорядочены по подчинению от общего к конкретному; напоминает «дерево» (граф), поэтому имеет такие же параметры: уровень, узел, связь. Модель работает по такому принципу: несколько узлов низшего уровня соединяются при помощи связи с одним узлом высшего уровня.
Иерархическая модель базы данных имеет такие свойства: несколько узлов низшего уровня связаны только с одним узлом высшего уровня; дерево иерархии имеет только одну вершину, что не подлежит другой; каждый узел имеет имя собственное, есть только один маршрут от вершины дерева (корневого узла) до любого узла структуры.
Сетевая модель базы данных. Общим видом она похожа на иерархическую. Имеет такие же составляющие структуры, отличается характером отношения между ними. Между элементами структуры произвольное, не ограниченное количество элементов-связь.
Реляционная модель базы данных. (Происхождение названия от латинского слова relatio - отношение). Модель построена на взаимоотношениях между составляющими структуры. Представляет собой одну таблицу или совокупность взаимосвязанных двумерных таблиц.
Реляционная модель создана на основе двухмерной таблицы.
Строка таблицы - это запись, которая содержит информацию об отдельном объекте таблицы (один ученик).
Структура записей одинакова; совокупность элементов данных, из которых состоит запись, называется полем. Информация записи находится в полях. Поле таблицы - это колонка таблицы.
Одинаковые записи в таблице не допускаются, поскольку во всех записях поля им предоставляют уникальные имена, фамилия СУБД Access позволяет:
Поле должно быть однородным по типу по всем записям в колонке (или текстовые данные, числовые и т.д).
Реляционная модель базы данных, как правило, содержит несколько таблиц, связь между которыми осуществляется с помощью специального поля - ключа.
Примеры реляционных СУБД: dBASE, FoxBase, FoxPro и Access.
Приложение MS Access является системой управления базами данных, которая входит в состав пакета Microsoft Office и предназначена для работы за персональным компьютером или в сети под управлением операционной системы Windows.
База данных СУБД Access является реляционной базой данных, которая состоит из взаимосвязанных двумерных таблиц.
СУБД Access дает возможность:
· Проектировать табличные объекты базы данных;
· Устанавливать связи между таблицами;
· Вводить, хранить, просматривать, сортировать, изменять данные таблицы с использованием аппарата алгебры логики и индексирования;
· Создавать и использовать объекты БД.
Объекты СУБД Access:
Базы данных - файл, который содержит различные объекты сохранения данных.
Таблицы (tables) - организация хранения данных в виде двумерного массива. Она является основным объектом БД. Остальные - производные от таблицы.
Формы - объекты для отображения данных из таблицы на экране в удобном для просмотра и обработки виде.
Запросы - объекты для выбора и фильтрации данных таблицы по определенным критериям.
Отчет - формирование документа данных из таблицы для печати.
Макросы - описание действий в виде последовательности команд и их автоматического выполнения.
Модули - программы на Visual Basic, которые разрабатывает пользователь для реализации нестандартных процедур.
Первые БД берут свое начало с 50-х годов ХХ века. Это были файловые системы, в которых применялись универсальные программные средства, такие как Фортран, Алгол, Кобол и др. В 60-х годах появились первые системы управления базами данных (СУБД) - это совокупность программ, предназначенных для построения и обслуживания БД. Для примера можно назвать такие СУБД, как IMS, которая поддерживала иерархическую модель данных, а позже dBASE, FoxPro, Delphi, Informix, Oracle, MS Access, MySQL, SyBase и др. - реляционного типа. СУБД развиваются в направлении взятие на себя все большего количества функций, но только общих, которые касаются всех или большинства работ. Они не могут учитывать специфику конкретных потребностей, поэтому выглядят стандартными. Таким образом, программное обеспечение БД можно условно поделить на стандартное, которое поставляется вместе с СУБД и прикладное, изготовленное программистами во время построения и ведения БД с помощью специальных программных средств, которые имеет СУБД.
Кроме уже вышеперечисленных видов работ по обработке данных, прикладные программы обеспечивают выдачу отчетов, в том числе в графическом виде, предоставляют пользователю БД выгодный интерфейс, например, формы, в которых может содержаться не только информация, но и средства управления данными и программами, такие как кнопки, списки и т.п., следят за состоянием данных, например, автоматически выдают своевременное предупреждение о наличии горячих курортных путевок, об истечения срока хранения товаров, обеспечивают связь с сетью Internet и многое другое.
В рамках этого пособия ознакомимся с двумя СУБД, которые будут использованы для демонстрации примеров работ в БД, а именно: MS Access (версия MS Access 2003) и Oracle (версия Oracle 8i). Первая характерна выгодным местоположением и легкодоступностью, потому что это дополнение к Windows. Она сравнительно проста в пользовании, поэтому выгодна на первых этапах изучения организации БД. Вторая принадлежит к числу наиболее мощных современных СУБД, она обеспечивает знакомство с практически всеми тонкостями, касающихся построения и администрирования БД.
Все СУБД, как правило, имеют собственные программные средства для построения и ведения БД. Универсальным и наиболее распространенным языком, который применяется практически всеми ими, является SQL (Structured Query Language) - структурный язык запросов.
Обзор реляционной модели данных. Модель «сущность-связь». Понятие отношения, атрибута, ключа, связи. Классификация связей с множественностью и полнотой. Правила построения модели данных предметной области.
Модель "сущность-связь" (ER-модель) (англ. Entity-relationship model или entity-relationship diagram) - модель данных, позволяющая описывать концептуальные схемы с помощью обобщенных конструкций блоков. ER-модель - это метамодель данных, то есть средство описания моделей данных.
ER-модель удобна при проектировании информационных систем, баз данных, архитектур компьютерных приложений и других систем (моделей). С помощью такой модели выделяют существенные элементы (узлы, блоки) модели и устанавливают связи между ними.
Существует ряд моделей для представления знаний. Одним из наиболее удобных инструментов унифицированного представления данных, независимого от реализующего его программного обеспечения, является модель "сущность-связь" (entity - relationship model, ER - model).
Модель "сущность-связь" основывается на какой-то важной семантической информации о реальном мире и предназначена для логического представления данных. Она определяет значения данных в контексте их взаимосвязи с другими данными. Важным для нас является тот факт, что из модели "сущность-связь" могут быть порождены все существующие модели данных (иерархическая, сетевая, реляционная, объектная), поэтому она является наиболее общей. Любой фрагмент предметной области может быть представлен как множество сущностей, между которыми существует некоторое множество связей.
ER-модель - это одна из наиболее простых визуальных моделей. Она позволяет постичь структуру объекта «крупными мазками», в общих чертах. Такое общее описание структуры называется ER-диаграммой или онтологией выбранной предметной области (area of interest).
Типичные примеры использования ER-модели данных IDEF1x (ICAM DEFinition Language) и dimensional modelling.
Отношение реляционных баз данных.
Отношения реляционной базы данных делятся на два класса: объектные и связные. Объектное отношение хранит данные объекты (экземпляры сущности). В объектном отношении один (или несколько) из атрибутов, однозначно идентифицирующих объект. Такой ключевой атрибут называется (единичным или множественным) ключом отношений или первичным атрибутом. Ключ, как правило, находится в первом столбце. Остальные атрибуты функционально зависят от данного ключа. Ключ может включать несколько атрибутов (сложный ключ). В объектном отношении атрибуты не должны дублироваться. Это основное ограничение в реляционной базе данных для сохранения целостности данных. Связное отношение хранит ключи двух или более объектных отношений, то есть по ключам устанавливаются связи между объектами отношений. Связное отношение может иметь и другие атрибуты, которые функционально зависят от этой связи. Ключи в связных отношениях называются внешними (сторонними) ключами, поскольку они являются первичными ключами других отношений.
Условия и ограничения, которые накладываются на отношения реляционных баз данных на табличном уровне представления, можно сформулировать следующим образом:
· не может быть одинаковых первичных ключей, то есть все строки (записи) должны быть уникальными;
· все строки должны иметь одинаковую типовую структуру;
· имена столбцов таблицы должны быть различны, а значения столбцов должны быть однотиповыми;
· значения столбцов должны быть атомарными, т.е. не могут быть компонентами других отношений;
· должна сохраняться целостность внешних ключей;
· порядок размещения строк в таблице несущественный - он влияет только на скорость доступа к нужной строки.
Обеспечивается поддержка таких типов связей между записями: один ко многим; многие к одному, многие ко многим.
https://studopedia.ru/6_167100_ponyatie-modeli-dannih-bazi-dannih-ponyatie-i-naznachenie-sistem-upravleniya-bazami-dannih.html
Автоматизированные системы – широкий класс систем, где человек решает с компьютером какую-либо задачу.
В автоматизированную систему входят:
- Техническая документация;
- Программное обеспечение;
- Математическое обеспечение;
- Правовое обеспечение
- Метрологическое обеспечение.
Роли базы данных — это специальные объекты, которые используются для упрощения предоставления разрешений в базах данных. В отличие от серверных ролей, которые могут быть только встроенными, роли баз данных могут быть как встроенными, так и пользовательскими. Встроенные роли баз данных обладают предопределенным набором разрешений, а пользовательские роли можно использовать для группировки пользователей при предоставлении разрешений.
В современной технологии баз данных для создания баз данных, их поддержки и обслуживания используется специализированное программное обеспечение - системы управления базами данных. СУБД — это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания и эксплуатации баз данных.
На этапе разработки баз данных СУБД служит для описания структуры базы данных: определения таблиц; определения количества полей; типа данных, отображающихся в них; размеров полей; определения связей между таблицами. Помимо таблиц большинство СУБД предусматривает создание специальных средств для работы с данными - форм, запросов.
Во время эксплуатации баз данных СУБД обеспечивает редактирование структуры базы данных, заполнение ее данными, поиск, сортировку, отбор данных по заданным критериям, формирование отчетов.
В информационных системах, которые работают на IBM-совместимых персональных компьютерах, большое распространение получили так называемые dBASE-подобные системы управления базами данных, например, dBASE, FoxPro и Clipper. Для пользователей существенным является то, что, отличаясь между собой командными языками и форматом индексных файлов, все эти СУБД используют одни и те же файлы баз данных с расширением.DBF, формат которых стал на некоторое время своеобразным стандартом баз данных.
В dBASE-подобных БД фактически использован реляционный подход к организации данных, т.е. каждый файл.DBF представляет собой двумерную таблицу, которая состоит из фиксированного числа столбцов и переменного числа строк (записей). В терминах, принятых в технической документации, каждому столбцу соответствует поле одного из пяти типов (N - числовое, С - символьное, D - дата, L -логическое, М - примечание), а каждой строке - запись фиксированной длины, состоящая из фиксированного числа полей. С помощью командных языков этих СУБД создаются и исправляются макеты файлов.DBF (описания таблиц), создаются индексные файлы, описываются процедуры работы с базами данных (чтение, поиск, модификация данных, составление отчетов и многое другое). Характерной особенностью файла.DBF является простота и наглядность: физическое представление данных на диске в точности соответствует представлению таблицы на бумаге. Однако в целом системы, построенные на основе файлов.DBF, следует считать устаревшими.
Большую популярность имеют и другие СУБД (с другим форматом файлов) - Paradox, Clarion и т.п. Следует подчеркнуть, что перечисленные системы ведут родословную от MS-DOS, однако ныне почти все они усовершенствованы и имеют версии для Windows.
Среди современных реляционных систем наиболее популярна СУБД для Windows - Access фирмы Microsoft, Approach фирмы Lotus, Paradox фирмы Borland. Многие из этих систем поддерживают технологию OLE и могут манипулировать не только числовой и текстовой информацией, но и графическими образами (рисунками, фотографиями) и даже звуковыми фрагментами и видеоклипами.
Перечисленные СУБД часто называют настольными, имея в виду сравнительно небольшой объем данных, обслуживаемых этими системами. Однако с ними часто работают не только индивидуальные пользователи, но и целые коллективы (особенно в локальных вычислительных сетях).
Вместе с тем в центр современной информационной технологии постепенно перемещаются более мощные реляционные СУБД с так называемым SQL-доступом. В основе этих СУБД лежит технология «клиент-сервер». Среди ведущих производителей таких систем — фирмы Oracle, Centura (Gupta), Sybase, Informix, Microsoft и другие.