 |
Правила нормализации баз данных
|
|
|
|
CУБД и базы данных, термины,модели данных
База данных – это именованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.
Сначала рассмотрим более подробно понятие «База данных», а затем понятие «СУБД».
В представлении данных в базах данных можно выделить два уровня абстракции:
· физическая модель и
· логическая (информационная) модель.
Физическая модель означает организацию базы данных в файловой системе.
Логическая модель представляет собой описание объекта (сущности) любой природы и его характеристик (атрибутов). Между различными объектами и их свойствами могут существовать межсущностные и межатрибутныесвязи.
Модель данных – это совокупность взаимосвязанных структур данных и операций над ними.
Существует три типа логических моделей:
· иерархическая модель данных;
· сетевая модель данных;
· реляционная модель данных.
1. Иерархическая модель – структура, в которой каждый объект может подчиняться только объекту вышестоящего уровня.
2. Сетевая модель – структура, в которой каждый объект может быть подчинен нескольким объектам.
3. Реляционная модель – структура данных, в которой каждый объект (таблица-отношение) может быть логически связан с другими объектами модели по равенству значений одинаковых характеристик.
Если сравнить три вида моделей между собой, то можно отметить следующее: сетевые модели являются более универсальными по сравнению с иерархическими, т.к. взаимосвязи в большинстве предметных областей имеют сетевой характер.
Реляционная модель наиболее проста и удобна по сравнению с другими моделями и обеспечивает многомерные связи между объектами предметной области. В принципе любая из моделей может быть сведена к реляционной.
|
|
|
Более подробно в пособии рассматривается именно реляционная модель и терминология, связанная с ее применением.
СУБД – комплекс программных средств, необходимых для создания баз данных, пополнения и организации поиска в них необходимой информации.
СУБД используются для создания баз данных в различных прикладных областях. Можно выделить следующие основные средства для работы в современных СУБД:
1) средства описания структуры базы данных (БД);
2) средства конструирования экранных форм БД;
3) средства создания запросов для выборки и обработки данных по некоторым критериям;
4) средства создания отчетов из БД для вывода на печать результатов обработки в удобном для пользователя виде;
5) языковые средства — макросы, встроенные алгоритмиче-ские языки (например, Visual Basic), язык запросов (QBE – Query by Example SQL – Structured Queries Language);
6) средства создания приложений пользователя с удобным интерфейсом (меню, панели управления и т.д.).
По модели данных различают иерархические, сетевые, реляционные и объектно-ориентированные СУБД.
По методам организации хранения и обработки данных СУБД делят на централизованные и распределённые.
Централизованная база данных хранится на одной ЭВМ, которая является компонентом сети. Это не означает, что пользователь может работать с БД только за этим же компьютером: доступ может быть удалённым. Однако доступ усложняется за счёт одновременности обращения многих пользователей к данным и соответственно ожидания ответа.
Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга, хранимых на разных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой данных ведется с помощью СУРБД ‑ системой управления распределенной БД (например, Oracle).
Существует множество альтернатив распределенной обработки. Наиболее популярна в настоящее время архитектура клиент-сервер. Более распределенной и более гибкой является архитектура типа много-клиентов/много-серверов, когда база данных размещена на множестве серверов.
|
|
|
Специализированные СУБД ориентированы на конкретную область и поддерживают ряд функций: поиск, визуализацию в текстовом редакторе, пополнение базы данных и др. К таким СУБД можно отнести, например, информационно-поисковые системы (ИПС).
Общие сведения о СУБД
База данных, созданная с помощью СУБД MS Access, содержит следующие объекты: таблицы, формы, запросы, отчеты, макросы и модули и хранится в одном файле с расширением.mdb (Microsoft Data Base). Основной структурный элемент БД в СУБД Access – это таблица.
Как и другие СУБД, Access включает в себя три основных типа функций:
1) определение данных – тип данных и связи, иногда критерии проверки;
2) обработка данных – вычисления и другие действия;
3) управление данными – определение правил доступа и корректировки информации.
Процесс проектирования БД в рамках СУБД Access осуществляется с помощью встроенных программ: Конструкторов и Мастеров.
Например, формирование структуры таблицы используется Конструктор таблиц, для создания запросов – Конструктор запросов, для создания форм – Мастер форм, для создания отчетов – Мастер отчетов.
Процесс формирования таблицы включает создание структуры, т.е. полей из которых будет состоять каждая запись. Определяются имя, тип (текстовый, числовой, логический, объект OLE и др.), размер полей. Кроме того СУБД формирует записи специального типа, содержащие уникальные номера – ключи, с помощью которых можно организовывать связь между таблицами.
В Microsoft Access существуютключи двух типов: первичные и вторичные или внешние.
Первичный ключ используется для связывания таблицы с внешними ключами в других таблицах. Внешний (вторичный) ключ содержит ссылку на поле или поля первичного ключа в другой таблице и определяет способ объединения таблиц.
Можно выделить три типа первичных ключей: счетчик, простой ключ и составной ключ.
Ключевые поля счетчика
Поле счетчика можно задать таким образом, чтобы добавлении каждой записи в таблицу в это поле автоматически вносилось порядковое число. Указание такого поля в качестве ключевого является наиболее простым способом создания ключевых полей.
|
|
|
Простой ключ
Если поле содержит уникальные значения, такие как коды или инвентарные номера, то это поле можно определить как ключевое. Если выбранное поле содержит повторяющиеся или пустые значения, то оно не будет определено как ключевое.
Составной ключ
В случаях, когда невозможно гарантировать уникальность значений каждого поля, существует возможность создать ключ, состоящий из нескольких полей. Чаще всего такая ситуация возникает для таблицы, используемой для связывания двух таблиц в отношении «многие-ко-многим».
Запросы
Для обработки данных используется удобное средство - запрос.
Запрос – это механизм выборки и (или) обработки данных из БД по некоторому критерию.
Запросы строятся по-разному, в зависимости от потребности. Существует несколько групп запросов:
1. Запрос-выборка, предназначенный для отбора данных в таблице, не изменяющий эти данные в самой таблице:
1.1. Запрос сортировка и по критерию (статический критерий).
1.2. Запрос с параметром, который позволяет определять одно или несколько условий отбора во время выполнения запросов (динамический критерий).
1.3. Запрос на вычисление, предназначенный для организации нового вычисляемого поля или замены имеющегося поля вычисляемым.
2. Запрос-изменение, предназначенный для изменения или перемещения данных.
2.1. Запрос на добавление.
2.2. Запрос на удаление записи.
2.3. Запрос на обновление таблицы.
3. Итоговые запросы, которые могут производить обобщенные вычисления и выводить групповые значения полей с помощью агрегатных функций.
Формы
Для создания удобного пользовательского интерфейса СУБД Access дает возможность создать с помощью мастера экранную форму окна с кнопками, полями для ввода.
Отчеты
СУБД Access позволяет вывести на принтер необходимую информацию в виде отчета, в который можно включить: выборочную информацию из таблицы, новую информацию, информацию из других таблиц.
|
|
|
С помощью макросов и модулей можно изменять ход выполнения приложения, путем программирования, каких-либо действий, но эти вопросы не рассматриваются в данном курсе.
Функции СУБД Access.
Для построения базы данных в СУБД Access предусмотрены следующие основные группы функций:
Ø функции работы с файлами-базами (открытие, сохранение и т. д.);
Ø функции редактирования;
Ø функции форматирования;
Ø функции работы с окнами;
Ø функции работы в основных режимах: таблица, форма, запрос, отчет и др.;
Ø функция справки.
Основные этапы создания базы данных:
1) создание структур таблиц (имена, типы полей и т.д.);
2) ввод и редактирование данных в таблице
3) создание формы (если необходимо)
4) связывание таблиц и создание запросов для обработки данных в таблицах
5) вывод информации из БД на основе отчетов (если нужно).
Очень важным является вопрос связывания таблиц. В СУБД Access предусмотрено два варианта связывания таблиц:
1) создание с помощью «Схемы данных» постоянной связи междутаблицами и применение ее при создании запросов;
2) создание временной связи между нужными таблицами в Конструкторе запросов.
Для создания проекта базы данных не требуется глубокого знания теории реляционных баз данных и их приложений, но решение поставленной задачи в рамках СУБД Access требует тщательной проработки структур данных и взаимосвязей между ними.
Правила нормализации баз данных
Для создания надежного и эффективного приложения необходимо использовать правила нормализации баз данных.
Нормализация – это процесс организации полей данных в группы таблиц, при котором происходит декомпозиция (разложение) исходных отношений (таблицы) на более мелкие простые отношения (таблицы).
Лежащая в основе нормализации математическая теория довольно сложна, но для практического применения ее можно сформулировать в виде довольно простых правил.
|
|
|
