 |
Реляционная модель данных
|
|
|
|
Реляционные модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.
Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц (рис. 3.3), каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:
· каждый элемент таблицы – один элемент данных;
· все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный) и длину;
· каждый столбец имеет уникальное имя;
· одинаковые строки в таблице отсутствуют.
Порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.
Пример реляционной базы данных приведен на рисунке ниже.
Рис. 3.3. Фрагмент реляционной базы данных
Большинство баз данных имеют табличную структуру.
Понятие БД тесно связано с такими понятиями структурных элементов, как поле, запись, файл.
Поле – элементарная единица логической организации данных, которая соответствует неделимой единице информации – реквизиту.
Для описания поля используют следующие характеристики:
· имя (например, Фамилия, Имя, Отчество, Дата Рождения);
· тип (символьный, числовой, календарный);
· длина, например, 15б, причём будет определяться максимально возможным количеством символов;
· точность для числовых данных, например, два десятичных знака для отображения дробной части числа.
Запись – совокупность логически связанных полей.
Файл (таблица ) – совокупность экземпляров записей одной структуры.
Одни и те же данные могут группироваться в таблицы (отношения) различными способами, т.е. возможна организация различных наборов отношений взаимосвязанных информационных объектов. Группировка атрибутов в отношениях должна быть рациональной, т.е. минимизирующей дублирование данных и упрощающей процедуры их обработки.
|
|
|
Выделены три нормальные формы отношений: один к одному (1:1); один ко многим (1:М); многие ко многим (М:М).
Связь один к одному (1:1) предполагает, что в каждый момент времени одному экземпляру информационного объекта А соответствует не более одного экземпляра информационного объекта В и наоборот. Например: Студент 
Сессия, студент в сессию имеет определённый набор оценок.
При связи один ко многим одному экземпляру информационного объекта А соответствует 0, k или более экземпляров объекта В. Например: Стипендия Сессия, по результатам сессии установленный размер стипендии может повторяться многократно для различных студентов.
Связь многие ко многим предполагает, что в каждый момент времени одному экземпляру информационного объекта А соответствует 0, 1 и более экземпляров объекта В и наоборот. Например: Студент Преподаватель. Один студент обучается у многих преподавателей, один преподаватель обучает многих студентов.
Основная цель проектирования баз данных – это сокращение избыточности хранимых данных, а следовательно, экономия объема используемой памяти, уменьшение затрат на многократные операции обновления избыточных копий и устранение возможности возникновения противоречий из-за хранения в разных местах сведений об одном и том же объекте. При создании баз данных следует придерживаться методологии нормализации отношений.
Процесс проектирования информационных систем является достаточно сложной задачей. Он начинается с построения инфологической модели данных, т. е. идентификации сущностей. Информационно-логическая (инфологическая) модель предметной области отражает предметную область в виде совокупности информационных объектов и их структурных связей. Затем необходимо выполнить следующие шаги процедуры проектирования даталогической модели, т.е. инфологическая модель должна быть отображена в компьютероориентированную даталогическую модель, «понятную» СУБД.
|
|
|
· Представить предметную область в виде совокупности отдельных независимых друг от друга объектов, каждый из которых будет описываться своей таблицей.
· Для каждой таблицы определить ключевые поля; установить связи между таблицами; для каждой связи определить тип.
· Разработать структуру каждой таблицы: перечень полей, их типы и свойства.
· Заполнить таблицы данными.
· Разработать необходимые запросы к БД, входные и выходные формы и отчеты.
· Предусмотреть возможность автоматизации часто выполняемых действий путем создания макросов и программных модулей.
Microsoft Access
Приложения MS–Access – это настольная система управления реляционными базами данных, предназначенных для работы на автономном ПК или в локальной вычислительной сети под управлением Windows.
Средствами Access проводятся следующие операции.
· Проектирование базовых объектов информационных систем (ИС) – двумерных таблиц, с разными типами данных, включая поля объектов OLE. Например, прежде чем заполнить данными таблицу, надо создать её макет.
· Установление связей между таблицами, с поддержкой целостности данных, каскадного обновления полей и каскадного удаления записей.
· Ввод, хранение, просмотр, сортировка, модификация и выборка данных из таблиц с использованием различных средств контроля информации, индексирование таблиц и аппарата алгебры логики (для фильтрации данных).
· Создание, модификация и использование производных объектов (форм, запросов и отчётов).
Формы – необязательный элемент ИС, но она позволяет упростить операции ввода и просмотра данных. Запрос – это производная таблица, в которой мы собираем данные из других таблиц и производим над ними различные операции. Отчёт – это фактически тот же запрос, но оформленный так, чтобы его можно было напечатать на бумаге.
Объектом обработки MS-Access является файл базы данных, смеющий произвольное имя и расширение .accdb. В этот файл входят основные объекты MS-Access: таблицы, формы, запросы, отчёты, макросы и модули.
|
|
|
 |
Рис. 3.4. Окно приложения Access
Загрузка Access обычно производится нажатой левой кнопкой мыши на значке Б. Д. на рабочем столе или из главного меню Пуск – Программы –Microsoft Office - Microsoft Access
После загрузки Access можно либо Создать новую базу данных (т. е. файл с расширением.accdb.), либо Открыть существующую базу данных. Для этого нужно выбрать соответствующий режим, нажав кнопку Office (рис.3.4).
Открыть существующую Б.Д. можно двойным щелчком на имени файла в любой папке, в которой содержится Б.Д и это, в свою очередь, вызовет автоматическое открытие приложения MS Access.
Окно базы данных
При создании новой базы данных или открытии существующей приложение Access следует нажать вкладку создание (здесь создаются или редактируются объекты текущей базы данных).
Предварительно перед созданием базы данных выбираем или создаем новую папку, где будут храниться файл базы.
Назначение окон и кнопок вкладки создание:
· Таблица – это базовый элемент хранения информации в базе данных Access;
· Запросы – это механизм, который позволяет извлекать из отдельных таблиц, связанных таблиц или из других запросов необходимую часть данных в соответствии с заданными критериями;
· Формы – это инструмент, используемый для ввода при соблюдении правил проверки достоверности данных, а также для просмотра и редактирования информации;
· Отчеты –это инструмент предназначенный для представления данных из таблиц или запросов в удобной для восприятия форме или в определенном формате;
· Макросы позволяют запрограммировать любую последовательность операций над базой данных Access;
· Модули представляют собой наборы процедур и функций, написанных на языке Visual Basic и служащих для манипулирования содержимым базы данных. 
Любой объект (таблицу, запрос, форму, отчёт) можно создавать либо вручную (в режиме конструктора), либо с помощью мастера.
|
|
|
Рекомендация для начинающих пользователей MS-Access:
· таблицы и запросы создавать вручную;
· формы и отчёты создавать с помощью мастера.
Создание таблиц
Таблицы – это объект базы данных, который служит для ввода и хранения информации. Таблица состоит из записей (строк), которые составляют информацию, хранящуюся в ней, и полей (столбцов), образующих структуру базы данных.
Без запросов, форм, отчётов и прочего можно обойтись, но если нет таблиц, то данные некуда записывать, а значит, нет и базы.
Создание базы начинается с создания первой таблицы.
Создание таблицы начинается с щелчка на кнопке
во вкладке Создание.
Возможные режимы создания новой таблицы:
§ Режим таблицы
§ Конструктор
§ Импорт таблиц
§ Связь с таблицами
Режим таблицы открывает заготовку, в которой все поля имеют формальные имена поле 1, поле 2 и т.д. и один стандартный текстовый тип. Такую таблицу можно сразу наполнять информацией.
Наиболее ручной универсальный метод предоставляет пункт Конструктор. В этом режиме можно самостоятельно задать имена полей, выбрать их тип и свойства.
Самый «автоматичный» способ состоит в Импорте таблиц из другой базы, может быть, даже созданной в другой системе. В зависимости от обстоятельств из импортируемой таблицы может поступить структура полей, их названия и свойства, а также и содержимое базы. Если что-то импортируется не совсем так, как надо, необходимые проверки (например, свойства полей) вносят вручную.
В тех случаях, когда речь идёт о чужой таблице, которая находится на удалённом сервере и которую нельзя импортировать целиком, пользуясь режимом Связь с таблицами. Это напоминает подключение к таблице для совместного использования её данных.
Использование режима Конструктора – это наиболее часто применяемый способ, т. к., даже если на первых порах вы используете другие способы, все равно этот режим знать нужно обязательно. Он используется не только для просмотра структуры таблицы, но и для изменения этой структуры.
В данном учебном пособии подробно рассмотрим способ создания таблицы в режиме Конструктора.
Создание таблицы состоит в задании её полей и назначение их свойств. Для каждого поля задается имя поля, тип данных, перечень свойств, описание.
Имя поля должно быть уникальным, содержать не более 64 символов, включая пробелы, причем имя поля не должно начинаться с пробела. Имена полей могут содержать любые символы, за исключением «.»; «!»; «‘»; «[»; «]».
Тип данных определяет вид и диапазон значений, которые могут содержаться в данном поле. Microsoft Access Предлагает следующие типы данных:
|
|
|
· Текстовый – тип данных, используемый для хранения символьных или числовых данных, не требующих вычислений. Поле данного типа может содержать до 255 символов;
· Числовой – тип данных для хранения числовых значений, используемых в математических расчетах. Данные этого типа могут содержаться в 1, 2, 4, 8 байтах в зависимости от значения поля Размер поля;
· Поле Memo – специальный тип данных для хранения больших объемов информации, по объему превышающей 255 символов. Это поле может содержать до 65535 символов;
· Дата/время – тип данных для хранения календарных дат итекущего времени;
· Денежный;
· Счетчик – специальный тип данных для уникальных натуральных чисел, обладающих свойством автоматического наращивания при каждой новой записи. Длина поля 4 байта;
· Логический тип – специальный тип данных, имеющий только два значения, интерпритируемых как да/нет, истина/ложь, вкл/выкл. Длина поля 1 байт.
· Поле объета OLE – содержит ссылку на объект, например документы Microsoft Word, Microsof Excel, звук, изображение и другие виды объектов. Ограничено дисковым пространством.
· Гиперссылка – специальное поле, предназначенное для хранения гиперссылки, с помощью которой можно ссылаться на произволный фрагмент данных внутри файла или страницы на том же компьютере, в локальной сети или интернете. Длина поля 2048 символов;
· Вложение;
· Мастер подстановок.
При выборе типа данных для каждого поля открывается соответствующий набор свойств, с помощью которого пользователь определяет вид и функциональные характеристики данного поля (рис 3.6.)
Наиболее важными являются следующие свойства:
· размер поля – определяет максимальную длину данных, которые могут содержаться в данном поле;
· формат поля – определяет способ формирования данных в данном поле таблицы;
· число десятичных знаков –определяет количесство знаков после запятой для полей числового и денежного типа;
· маска ввода – определяет форму ввода данных в поле и облегчает контроль за вводимыми символами;
· подпись – задает название полей таблицы, которые выводятся в различных режимах;
· значение по умолчанию – указывает значение, автоматически вводимое в поле при создании новой записи;
· условие на значение – ограничение. накладываемое на вводимые в данное поле данные;
· сообщение об ошибке – это текст сообщения, которое будет выводиться в случае нарушения условия на значения;
· обязательное поле – определяет, является ли ввод данных в этом поле обязательным;
· индексированное поле – определяет, является ли данное поле индексированным. индекс ускоряет все операции, связанные с сортировкой, группировкой или поиском записей по значению.
Желательно, чтобы каждая таблица имела ключевое поле. Ключ однозначно определяет каждую запись в таблице; повторяющиеся значение ключа не допускается. Такой ключ называется первичным. Связываться могут таблицы, имеющие ключевые поля.
Для определения ключа выделяется, как правило, одно поле, и на панели инструментов нажимается кнопка Ключ с изображением ключа (логотип Access) или в контекстном меню выбрать пункт Ключевое поле.
Однако, в ситуации, когда данные одного поля не могут быть уникальными для каждой записи, можно назначить ключевыми два или более полей. Наличие индекса помогает Access быстрее находить и сортировать записи. Поля, используемые в качестве первичного ключа, индексируются автоматически, но можно составить индекс и для других полей.
Рис. 3.6. Окно создания структуры таблицы в режиме Конструктора
Для создания связи необходимо определить первичный ключ, как для главной так и для подчиненной таблиц. Определение первичного ключа для подчиненной таблицы хотя и не является обязательным, но значительно увеличивает скорость работы. Для подчиненной таблицы надо определить поле вторичного ключа, тип данных и размер, которые совпадают с полем первичного ключа главной таблицы. Вторичные ключи отличаются от первичных тем, что для них допускаются наличие одинаковых значений полей.
|
|
|
