47938 (Основные принципы проектирования баз данных)

РЕФЕРАТ

На тему “Основные принципы проектирования баз данных”

Основные определения

Современные информационные системы характеризуются большими объемами хранимых данных, их сложной организацией, а также высокими требованиями к скорости и эффективности обработки этих данных. Это становится возможным при использовании специальных программных средств - систем управления базами данных (СУБД).

База данных (БД) - это поименованная совокупность данных, относящихся к определенной предметной области.

Система управления базами данных - это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания, обработки баз данных и поддержания их в актуальном состоянии.

Почти все современные СУБД основаны на реляционной модели данных. Название "реляционная" связано с тем, что каждая запись в такой базе данных содержит информацию, относящуюся (related) только к одному объекту. Кроме того, с данными о двух объектах можно работать как с единым целым , основанным на значениях связанных между собой данных. Все данные в реляционной БД представлены в виде таблиц. Каждая строка таблицы содержит информацию только об одном объекте и называется записью. Столбец таблицы содержит однотипную для всех записей информацию и называется полем.

Для успешного функционирования базы данных важна правильная организация данных в ней. При определении структуры данных в базе выделяют следующие основные понятия.

Класс объектов - совокупность объектов, обладающих одинаковым набором свойств. Например, в базе данных о ВУЗе классами объектов являются студенты, преподаватели, предметы. Для каждого отдельного объекта из данного класса объектов в таблице создается отдельная запись.

Свойство (атрибут) - определенная часть информации о некотором объекте. Хранится в виде столбца ( поля ) таблицы. Например, фамилия, имя, отчество - это свойства для объекта Студент.

Связь (отношение) - способ , которым связана информация о разных объектах.

Типы связей между объектами

Основным структурным компонентом базы данных, как правило, является таблица. При определении состава таблиц следует руководствоваться правилом: в каждой таблице должны храниться данные только об одном классе объектов. Например, в одной таблице нельзя хранить анкетные данные студента и фамилии преподавателей, которым он сдавал экзамены, т.к. это свойства разных классов объектов.

Если в базе данных должна содержаться информация о разных классах объектов, то она должна быть разбита на отдельные таблицы. Связь между таблицами осуществляется с помощью общих полей.

Связи между любыми двумя таблицами относятся к одному из трех типов: один-к-одному (1:1) , один-ко-многим (1:М) и много-ко-многим (М:М).

Связь типа “один-к-одному” (1:1)

При этом типе связи каждой записи в одной таблице соответствует не более одной записи в другой таблице. Этот вид связи встречается довольно редко. В основном в тех случаях, когда часть информации об объекте либо редко используется, либо является конфиденциальной (такая информация хранится в отдельной таблице, которая защищена от несанкционированого доступа).

Связь типа “один-ко-многим” (1:М)

При таком типе связи каждой записи в одной таблице соответствует несколько записей в связанной таблице. Этот наиболее распространенный тип связей. Для его реализации используются две таблицы. Одна из них представляет сторону "один", другая - сторону "много". Например, нужно иметь информацию о студентах и результатах сдачи ими экзаменов (дата сдачи, предмет, оценка и т.д.). Если все это хранить в одной таблице, то ее объем неоправданно возрастет, т.к. в ней для каждой записи об очередном экзамене должны повторяться все анкетные сведения о студенте. Поскольку Студент и Экзамены - это разные классы объектов, то и свойства их должны храниться в разных таблицах.

Решением этой задачи является создание двух таблиц. Условно назовем их Студенты и Экзамены. В каждой из них хранятся соответствующие свойства. Для связи этих таблиц нужно использовать только часть информации о студенте, сдающем экзамен. Но она должна однозначно определять каждого студента среди всех. Такой информацией может явиться, например, номер зачетки (он уникален для каждого студента).

В таблице со стороны "один" ( в нашем примере Студенты) такие поля называются ключевыми. Основное требование к значениям в ключевых полях - это их уникальность для каждой записи (т.е. они не должны повторяться).

Связь типа “много-ко-многим” (М:М)

При таком типе связи множеству записей в одной таблице соответствует множество записей в связанной таблице. Большинство современных СУБД непосредственно не поддерживают такой тип связи . Для его реализации такая связь разбивается на две связи типа один-ко-многим . Соответсвенно, для хранения информации потребуется уже три таблицы: две со стороны "много" и одна со стороны "один". Связь между этими тремя таблицами также осуществляется по общим полям.

Структура MS Access 97

Первая версия MS Access была создана в 1993 г. фирмой Microsoft. MS Access - это функционально полная реляционная СУБД, работающая в среде Windows. Access позволяет создавать сложные базы данных, определяя структуру таблиц, связи между ними. Access обладает совершенной системой создания запросов, отчетов и форм любой сложности. В Access, как любом приложении Windows, можно использовать все возможности обмена данными между приложениями (DDE и OLE), что позволяет включить в базу данных графическую и (или) звуковую информацию.

В Access база данных включает в себя все объекты, связанные с хранимыми данными (таблицы, формы, отчеты, запросы, макросы, модули). Все объекты Access хранятся в одном файле с расширением .mdb. В таблицах хранятся данные, которые можно просматривать, редактировать, добавлять. Используя формы, можно выводить данные на экран в удобном виде, просматривать и изменять их. Запросы позволяют быстро выбирать необходимую информацию из таблиц. С помощью отчетов можно создавать различные виды документов для вывода на печать. макросы и модули позволяют автоматизировать работу с базой данных.

Справочная система MS Access 97

В Access97 реализована мощная система оперативной помощи, которая предоставляет пользователям возможность получения справочной информации без прерывания работы с программой. В Access предусмотрено несколько способов быстрого доступа к справочной информации с помощью команд из меню Справка.

Выбор пункта Вызов справки выводит на экран диалоговое окно справочной системы, содержащее три вкладки: Содержание, Предметный указатель и Поиск. Первые две вкладки снабжены краткими инструкциями, вкладка Поиск вызывает вспомогательное диалоговое окно. В нижней части окна расположены управляющие клавиши. Окно справочной системы всегда расположено поверх всех остальных окон.

Вкладка Содержание открывает страницу с перечнем папок, содержащих разделы справочной системы, этой вкладкой удобно пользоваться при систематическом изучении разделов Access. При единичных обращениях к справке, удобнее пользоваться вкладкой Предметный указатель. Вкладкой Поиск обычно пользуются в тех случаях, когда не удается разрешить вопрос первыми двумя способами.

Помощник MS Office

Помощник MS Office появляется на экране сразу после запуска Access 97 и выдает советы и справки об особенностях работы Access 97.

В англоязычной версии Access, помощник умеет отвечать на вопросы. В русской редакции это свойство отсутствует, он лишь периодически выводит на экран полезные советы. Кроме этого помощник подбирает разделы справки о выполняемом задании.

Что это такое?

Эта команда меню Справка позволяет выяснить назначение различных элементов диалоговых окон. Для вывода пояснения к любому из элементов окна диалога достаточно нажать кнопку в области заголовка окна, при этом к указателю мыши “прилипает” знак вопроса. Чтобы узнать назначение какого-либо элемента окна, достаточно поместить на этот элемент указатель и щелкнуть клавишей мыши.

Начало работы с MS Access

Запуск Access осуществляется двойным щелчком мыши по значку MS Access на рабочем столе, в окне Microsoft Office.

После запуска на экране появится рабочий экран программы MS Access 97, в верхней строке которого расположено Главное меню, а под ним панель инструментов. Она содержит кнопки, дублирующие действия команд главного меню. С помощью команды Вид\Панели инструментов можно самостоятельно определить, которые из них будут отображены на экране.

В средней части расположено начальное окно Microsoft Access, состоящее из двух полей. Верхнее поле предлагает создать новую БД и содержит кнопки для выбора способа ее создания: с помощью конструктора (Новая база данных) или с помощью Мастера баз данных (Запуск мастера). Нижнее поле этого окна предлагает открыть уже созданную ранее БД.

После нажатия кнопки Новая база данных Access97 запрашивает имя для файла, в котором будет храниться база данных и открывает окно новой базы данных (рис.1).

Нажав кнопку Запуск Мастера Access97 приглашает создать базу данных, используя некоторые стандартые темы приложений из своей библиотеки. Эти приложения включают в себя весь необходимый набор объектов: таблицы, запросы, формы, отчеты, макросы, модули. Из предложенных примеров можно выбрать подходящий и на его основе создать свою БД. После этого пользователю остается только ввести в таблицы нужные данные.

Мастер баз данных не может учитывать все нюансы конкретного применения БД, поэтому созданное таким образом приложение можно откорректировать, используя режим Конструктора для нужного объекта БД .

Создание новой базы данных с помощью Конструктора

После запуска Access нужно щелкнуть на кнопке Новая база данных в окне Miсrosoft Access и в предложенном диалоговом окне задать имя для файла БД. После этого на экране появляется окно базы данных (рис.1), из которого можно получить доступ ко всем ее объектам: таблицам, запросам, отчетам, формам, макросам, модулям.

Для создания новой таблицы нужно перейти на вкладку Таблица и нажать кнопку Создать. В следующем окне следует выбрать способ создания таблицы - Конструктор.

После этого Access выводит окно Конструктора таблицы (рис.2), в котором задаются имена, типы и свойства полей для создаваемой таблицы .

Имя поля не должно превышать 68 символа и в нем нельзя использовать символы ! . [ ] .

Каждая строка в столбце Тип данных является полем со списком, элементами которого являются типы данных Access (таблица 1). Тип поля определяется характером вводимых в него данных.

Среди типов данных Access есть специальный тип - Счетчик. В поле этого типа Access автоматически нумерует строки таблицы в возрастающей последовательности. Редактировать значения такого поля нельзя.

Каждое поле обладает индивидуальными свойствами, по которым можно установить, как должны сохраняться, отображаться и обрабатываться данные. Набор свойств поля зависит от выбранного типа данных. Для определения свойств поля используется бланк Свойства поля в нижней части окна конструктора таблиц.

Размер поля - определяется только для текстовых и Memo-полей; указывает максимальное количество символов в данном поле. По умолчанию длина текстового поля составляет 50 символов

Формат поля – определяется для полей числового, денежного типа, полей типа Счетчик и Дата\Время. Выбирается один из форматов представления данных.

Число десятичных знаков - определяет количество разрядов в дробной части числа.

Маска ввода - определяет шаблон для ввода данных. Например, можно установить разделители при вводе телефонного номера

Подпись поля - содержит надпись, которая может быть выведена рядом с полем в форме или отчете ( данная надпись может и не совпадать с именем поля, а также может содержать поясняющие сведения).

Значение по умолчанию - содержит значение, устанавливаемое по умолчанию в данном поле таблицы. Например, если в поле Город ввести значение по умолчанию Уфа, то при вводе записей о проживающих в Уфе, это поле можно пропускать, а соответствующее значение (Уфа) будет введено автоматически. Это облегчает ввод значений, повторяющихся чаще других.

Условие на значение - определяет множество значений, которые пользователь может вводить в это поле при заполнении таблицы. Это свойство позволяет избежать ввода недопустимых в данном поле значений. Например, если стипендия студента не может превышать 250 р., то для этого поля можно задать условие на значение: <=250.

Сообщение об ошибке - определяет сообщение, которое появляется на экране в случае ввода недопустимого значения.

Обязательное поле - установка, указывающая на то, что данное поле требует обязательного заполнения для каждой записи. Например, поле Домашний телефон может быть пустым для некоторых записей ( значение Нет в данном свойстве). А поле Фамилия не может быть пустым ни для одной записи (значение Да).

Пустые строки - установка, которая определяет, допускается ли ввод в данное поле пустых строк (“ “).