Елементи теорії баз даних. Поняття, види, етапи роботи з базою даних. Загальна характеристика субд microsoft Access



Скачати 118.43 Kb.

Дата конвертації18.12.2016
Розмір118.43 Kb.

1
Елементи теорії баз даних.
Поняття, види, етапи роботи з базою даних.
Загальна характеристика СУБД Microsoft Access.

План

1. Поняття та види баз даних
2. Загальна характеристика СУБД
3. Етапи роботи з базою даних
4. Особливості СУБД Access
1.
Поняття

та види баз даних

База даних (БД) – це структурована сукупність відомостей про об’єкти
певної предметної області.
Існують не лише комп’ютерні але й некомп’ютерні БД. База даних обліку залізничних квитків – це комп’ютерна БД, журнал академічної групи коледжу – приклад некомп’ютерної БД.
За технологією обробки даних БД поділяють на централізовані та
розподілені.
У централізованих БД всі дані зберігаються на одному комп’ютері, найчастіше на сервері, але доступ до них можливий з інших комп’ютерів мережі.
В розподілених БД різні частини бази зберігаються на різних комп’ютерах.
Наприклад, бази даних автоматизованих систем бухгалтерського обліку 1С:
Підприємство та Парус-Підприємство є централізованими, а база електронних листів є розподіленою, бо електронні листи зберігаються на серверах і в клієнтах поштових систем.
За способом доступу до даних БД поділяють на локальні та мережеві.
Локальні БД призначені для обробки даних бази лише на одному комп’ютері,
мережеві – для роботи з базою в мережі. Наприклад, автоматизовані системи бухгалтерського обліку в середніх і великих підприємствах використовують мережеві БД. Електронний телефонний довідник, встановлений на комп’ютері, базується на локальній БД.
За
характером
збереження
даних розрізняють
документальні,
фактографічні та документально-фактографічні БД.
Документальні БД створені сукупністю неструктурованих текстових документів (статті, книги, реферати, тексти законів) та графічних об’єктів.
Прикладом може бути сукупність файлів окремого диску комп’ютера.
Основна ідея фактографічних БД полягає в тому, що усі відомості про об’єкти мають свій формат. Інформація, яка заноситься до бази даних, має чітку структуру. Прикладом є реєстрація обліку відвідувань та оцінювання знань студентів в журналі академічної групи.
Розрізняють наступні моделі баз даних:
реляційна – у цьому випадку БД являє собою одну чи декілька взаємозв’язаних двовимірних таблиць. Для кожного зв’язку можна виділити основну і підпорядковану таблиці. Прикладом БД з реляційною

2 моделлю є БД, що містить таблиці з даними співробітників та здобутою ними освітою ;
ієрархічна – БД являє собою сукупність об’єктів різних рівнів, при цьому об’єкти нижчого рівня підпорядковуються об’єктам вищого рівня.
Прикладом БД з ієрархічною моделлю є файлова структура дисків, оскільки каталоги нижчих рівнів вкладаються в каталоги вищих рівнів, аж до кореневого каталога;
мережева – БД являє собою сукупність об’єктів різних рівнів, проте схема зв’язків між ними може бути довільною (кожен елемент може бути зв’язаний з будь-яким іншим елементом).
Надалі під БД будемо розуміти реляційну БД, основними об'єктами якої є
таблиці та зв’язки між ними. Структуру двовимірної таблиці
утворюють стовпці і рядки. Їх аналогами в таблиці бази даних є поля і записи.
2.
Загальна

характеристика СУБД

Система управління базою даних (СУБД)– комплекс програмних і мовних
засобів загального і спеціального призначення, необхідних для створення БД,
підтримування її в актуальному стані, маніпулювання даними і організації
доступу до них різних користувачів.
Банк даних – це система спеціальним чином організованих даних (баз
даних), програмних, технічних, мовних, організаційно-методичних засобів, які
необхідні для забезпечення централізованого нагромадження та колективного
багатоцільового використання даних.
Іншими словами, автоматизований банк даних (АБД) – це база даних і система управління базами даних.
Існує багато систем управління базами даних, наприклад Oracle, Microsoft
Visual FoxPro, Borland dBase, Clipper, C++ Builder, Microsoft SQL Server, Microsoft
Access.
3
. Етапи роботи

з базою даних

Зазвичай з базами даних працюють три категорії виконавців: проектувальники, розробники і користувачі.
Перша категорія – проектувальники. Їх завдання полягає в розробці структури таблиць бази даних і узгодженні її зі замовником.
Друга категорія – розробники. Вони реалізують розроблену структуру таблиць та схему БД за допомогою обраної СУБД. Також розробники розробляють і інші об'єкти інформаційної системи, призначені для автоматизації роботи з базою.
Третя категорія виконавців, що працюють з базами даних, – користувачі.
Вони одержують початкову базу даних від розробників і займаються її наповненням та обслуговуванням. Користувачі опрацьовують лише ті дані, робота з якими передбачена на конкретному робочому місці. Обіймаючи посаду бухгалтера ви будете працювати з базою даних як користувачі.
Розробку БД, як і спорудження будинку необхідно починати з вивіреного проекту. Адже неоптимальні рішення і прямі помилки, закладені на етапі

3 проектування, згодом дуже важко усуваються, тому цей етап є основоположним.
Для створення БД спочатку розробляють технічне завдання.
Розробка технічного завдання. При підготовці технічного завдання складають: список початкових даних, з якими працює замовник; список вихідних даних, які необхідні замовнику для управління; список вихідних даних, які не є необхідними для замовника, але які він повинен надавати в інші організації (у вищестоящі структури, в органи статистичного обліку, інші адміністративні і контролюючі організації).
Розробка структури бази даних. З'ясувавши основну частину даних, які опрацьовує замовник, можна приступати до створення структури бази, тобто структури її основних таблиць. Основна мета проектування баз даних –
забезпечення одноразового введення кожної одиниці інформації. Саме цей принцип дозволяє в подальшому швидко вводити та ефективно опрацьовувати
інформацію в БД.
Проектують БД в наступній послідовності.
1.
Складають генеральний список полів – він може нараховувати десятки і навіть сотні позицій.
2.
Відповідно до даних, що розміщуються в кожному полі, визначають для кожного з них оптимальний тип.
3.
Розподіляють поля генерального списку по базових таблицях. На першому етапі розподіл проводять за функціональною ознакою. Мета – забезпечити, щоб введення даних в одну таблицю проводилося, по можливості, в рамках одного підрозділу, а ще краще – на одному робочому місці.
4.
В кожній з таблиць виділяють ключове поле, тобто поле, значення якого є унікальними і непорожніми. Наприклад, для таблиці даних про студентів таким полем може бути індивідуальний шифр студента.
Якщо в таблиці взагалі немає ніяких полів, які можна було б використовувати як ключові, то завжди можна ввести додаткове поле типу
Лічильник – воно не може містити даних, що повторюються, за визначенням.
5.
З допомогою олівця і паперу розкреслюють зв'язки між таблицями. Таке креслення називається схемою даних.
Існує декілька типів можливих зв'язків між таблицями. Найбільш поширеними є зв'язки "один до багатьох" та "один до одного". Зв'язок між таблицями організовується на основі спільного поля, причому в одній із таблиць на стороні "один" воно обов'язково повинно бути ключовим .
Значення на стороні "багато" можуть повторюватися.
Для ілюстрації типів можливих зв’язків між таблицями скористаємося схемою даних учбової бази "Борей", яка є базою для обліку реалізацій товарів торгівельною компанією.

4
Рис. 1. Схема даних ІС торгівельної компанії "Борей"
Розглянемо таблицю Типи, призначену для зберігання можливих типів товарів. У таблиці Типи поле КодТипу є ключовим. Це зрозуміло, оскільки у кожного типу товару повинен бути свій унікальний код, який ідентифікує його однозначно. Якщо ми розглянемо таблицю Товари, де зберігаються дані про товари, реалізацією яких займається торгова компанія "Борей" то побачимо, що в ній КодТипу вказує на тип, до якого належить товар. Воно не може бути унікальним, оскільки існує багато товарів одного і того ж типу, наприклад "молочні продукти". На схемі даних ці поля сполучені лінією зв'язку. З боку ключового поля ця лінія маркирована значком "1", з іншого боку – значком "нескінченність". Це графічний метод зображення зв'язку "один до багатьох".
Ключовим полем в таблиці Замовлення є КодЗамовлення – він однозначно
ідентифікує, хто і коли зробив замовлення. Тут також можна дізнатися, який співробітник прийняв замовлення для виконання. Оскільки один співробітник може прийняти безліч замовлень, то поле КодСпівробітника в таблиці Замовлення не є ні унікальним, ні ключовим, зате в таблиці
Співробітники це поле унікальне.
Про подібні таблиці кажуть, що вони зв'язані реляційними відношеннями.
Відповідно, системи управління, здатні працювати із пов'язаними таблицями, називають системами управління реляційними базами даних.
6.
Розробкою схеми даних закінчується "паперовий" етап роботи над технічною пропозицією. Цю схему можна погоджувати із замовником, після чого приступати до безпосереднього створення бази даних за допомогою обраної
СУБД.
4.
Особливості СУБД
Access
Не дивлячись на те що СУБД можуть по-різному працювати з різними об'єктами і надають користувачеві різні функції і засоби, більшість СУБД опираються на єдиний комплекс основних понять. Це дає нам можливість розглянути одну систему і узагальнити її поняття, прийоми та методи на весь клас
СУБД. В якості такого учбового об'єкту ми вибираємо СУБД Microsoft Access, яка входить до пакету Microsoft Office поряд з Microsoft Word та Microsoft Excel, оскільки вона дає змогу створювати БД у візуальному інтерактивному режимі без знання основ програмування.

5
Таблиці

це основні об'єкти будь-якої бази даних. По-перше, в таблицях зберігаються всі дані, наявні в базі, а по-друге, у таблицях крім даних зберігається ще й їх структура.
Форми – це засоби для введення, аналізу даних та керування іншими об’єктами. Основне їх призначення – надати користувачеві засоби для заповнення тільки тих полів, які йому призначено заповнювати.
У формі можна розмістити спеціальні елементи управління (лічильники, списки, що розкриваються, перемикачі, прапорці та інші) для автоматизації введення.
Переваги форм розкриваються особливо наочно, коли відбувається введення даних із заповнених бланків. В цьому випадку форму роблять графічними засобами такою, щоб вона повторювала оформлення бланка – це помітно спрощує роботу оператора, знижує його втомлюваність і запобігає появі друкарських помилок.
За допомогою форм дані можна не тільки вводити, але і відображати. При виведенні даних за допомогою форм можна застосовувати спеціальні засоби оформлення.
Запити служать для аналізу чи пакетного корегування даних таблиць.
Результати аналізу запитів подаються користувачеві в табличному вигляді.
Особливістю запитів є те, що вони дозволяють обробляти інформацію з багатьох таблиць одночасно.
За допомогою запитів можливо

виконувати відбір, сортування, фільтрацію, перетворення даних по заданому алгоритму;

створювати нові таблиці;

виконувати автоматичне наповнення таблиць даними, імпортованими з
інших джерел;

здійснювати обчислення над даними таблиць і багато іншого.
Звіти — це паперові чи електронні документи з результатами обробки БД.
За своїми властивостями і структурою звіти багато в чому схожі на форми, але призначені вони тільки для виведення даних, причому не стільки для виведення на екран, скільки для виведення на друкуючий пристрій (принтер). У зв'язку з цим звіти відрізняються тим, що в них вжиті спеціальні засоби для групування даних і для виведення спеціальних елементів оформлення, характерних для друкованих документів (верхній і нижній колонтитули, номери сторінок, службова інформація про час створення звіту і т. п.).
Сторінки (коректніше їх називати сторінками доступу до даних) — це спеціалізовані файли, виконані в коді HTML, які зберігаються поза БД і використовуються для публікації інформації БД в локальній чи глобальній мережі.
Під час завантаження сторінка доступу звертається до БД і бере звідти всю необхідну інформацію, тому такі сторінки є динамічними.

6
Сам по собі цей об'єкт не є базою даних, але він містить компоненти, через які здійснюється зв'язок переданої Web-сторінки з базою даних, що залишається на сервері.
Макроси призначені для автоматизації повторюваних операцій при роботі з базою даних та системою управління базами даних. В СУБД Microsoft Access макроси складаються з послідовності внутрішніх команд СУБД.
Модулі призначені для створення нових функцій шляхом програмування.
Модулі створюються засобами зовнішньої мови програмування, в даному випадку мови Visual Basic for Applications. Це один із засобів, за допомогою якого розробник бази може задовольнити специфічні вимоги замовника, підвищити швидкодію системи управління, а також рівень її захищеності.
Основи проектування баз даних

1.
Етапність подання даних.
2.
Проектування баз даних на інфологічному рівні.
3.
Реляційних підхід до проектування баз даних.
4.
Нормалізація відношення баз даних.
1. Етапність подання даних

Проектування баз даних (БД) виконують для усунення: дублювання, надлишковостей та неузгодженостей в середині БД.
Проектування баз даних — інтегрований процес прийняття обґрунтованих рішень збоку постановників, програмістів і користувачів, синтезу фізичних і логічних структурних даних, аналізу та обґрунтування вибору програмних і апаратних засобів.
Етапність проектування пов’язаний з багаторівневою організацією даних.
Розрізняють чотири рівні подання даних:
1)
зовнішній;
2)
інфологічний;
3)
дата логічний;
4)
внутрішній.
На зовнішньому рівні вивчається все поза машинне інформаційне забезпечення, форма документування та подання даних, методи фіксації, передавання та обробки інформації. При проектування на цьому рівні необхідно вивчити функціонування об’єктів управління, всю вхідну та вихідну інформацію і визначитися які саме дані доцільно зберігати в базі.
Є два підходи до проектування на зовнішньому рівні:
1)
«від запиту»;
2)
«від предметної області».
Основні етапи проектування на зовнішньому рівні:
1)
визначення функцій предметної області і проведення аналізу її особливостей. Результатами цього етапу є перелік, що має вирішувати БД;
2)
вивчення та аналіз первинних документів. Результатом цього етапу є перелік атрибутів, що мають зберігатися в таблицях оперативної інформації;

7 3)
вивчення нормативно-довідкових документів. Результатом цього етапу
є перелік атрибутів, що мають зберігатися в таблицях умовно постійної
інформації;
4)
вивчення процесу перетворення вхідної інформації у вихідну
інформацію.
Якщо якусь вихідну інформацію не вдається отримати з вхідної, то виконується до обстеження предметної області, перетворюючись до попередніх етапів.
Результатом проектування на зовнішньому рівні є перелік задач, які мають вирішуватися системою та перелік атрибутів, які будуть зберігатися а БД.
Проектування на цьому рівні не включає елементів дублювання надлишковостей та неузгодженостей. Усунення цих протиріч займаються на наступному рівні проектування. Проектуванням на зовнішньому рівні займається проектувальник.
На інфологічному рівні здійснюється структуризація даних. Тут будується
інформація, логічна модель предметної області, в якій усуваються дублювання, надлишковість та неузгодженість і відображається інформація особливостей об’єкта управління, без урахування особливостей конкретної СУБД.
Фактично на цьому рівні визначається структура таблиць та встановлюються зв’язки між ними. Проектування на цьому рівні здійснюється проектування.
При проектування на даталогічному рівні будується інформаційна логічна модель предметної області з урахування особливостей та обмежень конкретної СУБД. Тут формується концептуальна модель даних, визначається їх тип та характеристики. Проектування на цьому рівні виконують програмісти та кваліфіковані користувачі-розробники.
На внутрішньому рівні формується опис фізичного розміщення даних в пам’яті
ПК:
1)
визначаються формати записів;
2)
порядок їх фізичного впорядкування;
3)
характеристики та шляхи доступу до них.
Від параметрів фізичної моделі залежить обсяг пам’яті, що займає база та час реакції системи. Параметри фізичної моделі можуть змінюватись в процесі експлуатації, але ці зміни не повинні зумовлювати зміни на вищих рівнях.
Проектування на внутрішньому рівні виконують розробники систем баз даних та адміністратор.
Проекти зовнішнього, інфологічного та даталогічного рівня мають обов’язково узгоджуватись зі словником даних.
2. Проектування баз даних на інфологічному рівні

Суть інфологічного проектування полягає у виділення інформаційних об’єктів та встановленні зв’язків між ними.
Є два підходи до проектування на інфологічному рівні:
1)
аналіз об’єктів (Використовується у процесі створення документальних систем);
2)
синтез атрибутів (використовується для розробки фактографічних систем).

8
Виділяють п’ять складових інформаційної моделі:
1)
інформаційний об’єкт — це сутність, що має відображатися в БД.
Кожен об’єкт характеризується своїми властивостями, властивості з неподільних атрибутів. Для кожного об’єкт виділяють поняття типу та екземпляра.
Тип — це перелік атрибутів об’єкта.
Екземпляр — це сукупність значень атрибутів. Що описує окремого представника об’єкта.
2)
атрибут (реквізит, поле) — це логічно-неподільна поіменована одиниця
інформації;
3)
структурний зв’язок — це зв’язок між парами інформаційних об’єктів, один з яких виступає власником а інший підпорядкованим об’єктом;
4)
запит — це словесний опис потреб користувача;
5)
запитальний зв’язок — реалізація запиту з відображенням об’єктів та зв’язків між ними, які необхідні для його використання. В основі інфологічного проектування лежить процес аналізу співвідношень між атрибутами, та виділення на основі цього підрозділу окремих об’єктів і встановлення зв’язків між ними.
Співвідношення встановлюється не між значеннями, а між кількостями атрибутів.
Різновиди співвідношень:
1)
1:1 (один до одного) — атрибути перебувають в такому співвідношення, що кожному представнику атрибута з сукупності А1 відповідає не більше одного представника-атрибута з сукупностей А2;
2)
1:∞ (1 до багатьох) — кожному представнику атрибут з сукупності А1 може відповідати один або декілька представників з сукупності А2, але кожному представнику з сукупності А2 відповідає не більше одного представника з сукупності А2.
3)
∞:1 (обернене до попереднього);
4)
∞:∞ (багато до багатьох) ― атрибут перебуває у співвідношенні багато до багатьох, якщо кожному представнику атрибута з сукупності А1 може відповідати один або декілька представників з сукупності А2. І кожному представнику з сукупності А2 може відповідати 1 або декілька представників з сукупності А1.
Етапи проектування на інфологічному рівні:
1)
вилучення синонімії та омонімії і проведення процесу узагальнення атрибутів;
2)
аналіз співвідношення між атрибутами та виділення інформаційних об’єктів для цього:

виділити атрибути між якими встановлено співвідношення1:1 в окремий об’єкт, присвоюють об’єктивну назву, а також виділяють в кожному об’єкті ключове поле. Ключове поле використовується для однозначної
ідентифікації екземплярів об’єкта (наприклад: Таблиця співробітників — це поле
Код Співробітника). Ключове поле чи сукупність ключових полів має обов’язково бути унікальне і неповторне;

атрибут між якими встановлено співвідношення 1:∞ або ∞:1, розміщують в різних таблицях і створюють між ними таблиці, структурний зв’язок яких 1:∞.

9
Якщо об’єкт взаємодіє з іншим об’єктом то в таблиця, що описує взаємодію встановлюють лише значення ключових полів, об’єктів, які взаємодіють між собою та поля, що функціонально залежать від встановленого зв’язку.
Як правило для ключових полів встановлюється тип даних лічильник
(стчотчик), а для полів, які вказують на використання об’єкта — числовий тип даних.
Якщо між атрибутами виявляють співвідношення ∞:∞ та їх розміщують в різних таблицях та створюють 1 чи декілька проміжних таблиць, між якими встановлюють співвідношення 1:∞.
3)
виконується зовнішнє кодування, замінюючи довгі назви, кодами та створюючи відповідні довідники;
4)
виділяють запити, здійснюють їх опис та опис ходу їх розв’язання;
5)
будують графічне зображення інфологічної моделі відображеннями структурних зв’язків.
Спроектуємо, наприклад на зовнішньому та інфологічному рівні БД продуктового складу. Перелік задач для автоматизації:
1)
облік товарів;
2)
облік постачальників;
3)
облік клієнтів;
4)
облік співробітників та відділи, де вони працюють;
5)
облік постачань;
6)
облік замовлень (реалізації).
Спроектуємо БД домашньої бібліотеки. Перелік задач для автоматизації:
1)
облік авторів;
2)
облік книг;
3)
облік товарів;
4)
облік книговидачі.
3. Реляційних підхід до проектування баз даних

Альтернативою інфологічному проектуванню виступає реляційний підхід.
Реляційна БД — це набір взаємозв’язаних відношень. Кожне відношення має вигляд двовимірної таблиці.
Всі відношення поділяються на об’єктивні та зв’язкові.
В об’єктивних відношеннях зберігаються дані про об’єкта предметної області. Серед всіх полів такого відношення (атрибутів) має бути хоча б одне ключове слово (тобто унікальне і непорожнє), воно однозначно ідентифікує об’єкт.
Зв’язкове відношення встановлює зв’язок між двома чи більше об’єктами відношення (наприклад: Заголовки замовлень, встановлює зв'язок між об’єктними відношеннями Співробітниками і Клієнти). В такому відношенні зберігається значення ключів об’єктних відношень. Крім цього у зв’язкових відношеннях можуть міститися інші атрибути, які функціонально залежать від встановленого зв’язку (наприклад: дата замовлення).
Ключі, які використовують у об’єктних відношеннях називають первинними, а у зв’язкових відношеннях – вторинними. Між відношеннями забезпечується посилкова цілісність.

10
Цілісність — це забезпечення достовірності та узгодженості даних в будь- який момент часу. Для зв’язків між відношеннями цілісність означає, що для будь-якого значення вторинного ключа має існувати первинний ключ в об’єктивному відношенні. Крім цього всі відношення повинні відповідати умовам нормалізації.
4. Нормалізація відношення баз даних

Відношення перебувають в першій нормальній формі, якщо:
1)
всі назви атрибутів унікальні і непорожні;
2)
всі рядки мають одинакову структуру;
3)
знання кожного атрибуту у всіх рядках має однаковий формат.
Виконання першої нормальної форми забезпечується СУБД автоматично.
Відношення перебуває в другій нормальній формі, якщо в них відсутні неповні функціональні залежності, тобто значення кожного неключового атрибута залежить від всього ключа.
Відношення перебувають в третій нормальній формі, якщо в них відсутні транзитивні залежності між неключовими атрибутами.
Відношення перебувають в четвертій нормальній формі, якщо в них відсутні сукупності багатозначних залежностей.
Відношення перебувають в п’ятій нормальній формі, якщо в кожному з низ присутній принаймні один ключовий і один неключовий атрибут.


Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал