Краткие теоретические сведения

Лабораторная работа № 5.

Тема: Создание и редактирование основных объектов баз данных с использованием системы управления базами данных (СУБД) ACCESS.

Цель проведения. В результате выполнения лабораторной работы студент должен иметь представление о понятии и технологии баз банных, на начальном уровне освоить приемы работы с базами данных на примере СУБД ACCESS.

Продолжительность – 4 часа.

Список литературы

Обязательная литература

1. Калашникова О.Н., Куренкова Т.В. Информатика. Раздел: Система управления базами данных Access. Учебное пособие. – М.: МИСиС, 2001. – 79с.: ил.

Дополнительная литература

1. Windows 98/ME/2000/XP / Книга + Видеокурс.: Учебное пособие. – М.: Лучшие книги. 2003. – 400с.

2. Вейскас Джон. Эффективная работа: Microsoft Office Access 2003. – СПб.: Питер, 2005. – 1168с.: ил.

3. Виллетт Эдвар, Кроулер Дэвид, Кроулер Ронда. Microsoft Office 2000 / Библия пользователя. Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс». 2001. – 1026 с.

4. Левин А. Самоучитель работы на компьютере. Начинаем с Windows. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2005. - 718с., ил.

5. Иванов В. Microsoft Office System 2003 Учебный курс. – СПб.: Питер; Киев: Издательская группа ВНV, 2004. – 640с.: ил., стр. 315-374.

6. Информатика для юристов и экономистов / Под ред. Симоновича С.В. – СПб.: Питер, 2006. – 688с.: ил.

7. Симонович С.В. и др. Информатика. Базовый курс. – СПб.: Питер, 2000. – 640с.

8. Информатика: Методическое пособие для вузов / Под ред. Росса Г.В. М.: РГГУ, 2006. – 432с.

Содержание теоретического минимума.

1. Базы данных и СУБД.

2. Структура простейшей базы данных.

3. Свойства полей базы данных.

4. Типы данных.

5. Режимы работы с базами данных.

6. Объекты базы данных.

7. Разработка схемы данных.

8. Общие замечания по работе с СУБД Microsoft Access.

9. Пошаговое создание базы данных МГТС.

1. Базы данных и СУБД.

База данных – это хранилище структурированных данных, при этом данные должны быть непротиворечивы, минимально избыточны и целостны.

Обычно база данных создается для хранения и доступа к данным, содержащим сведения о некоторой предметной области, т.е. о некоторой области человеческой деятельности или области реального мира.

Например, в базе данных для студенческого отдела кадров какого-либо института хранится одинаково структурированная информация обо всех учащихся:

- индивидуальный номер (например, студенческого билета),

- фамилия, имя, отчество,

- дата и место рождения,

- какую школу и когда окончил,

- когда и с каким проходным баллом поступил в институт,

- на каком факультете учится и так далее.

Другие примеры баз данных: база данных постоянных покупателей магазина; база данных пациентов поликлиники; база данных продукции, хранящейся на складе; различные базы данных городских и сотовых телефонных номеров и т.д.

С понятием базы данных тесно связано понятие системы управления базой данных или СУБД. Это комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнения ее содержимым, редактирования содержимого и визуализации информации. Под визуализацией информации базы данных понимается отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройство вывода или передача по каналам связи. Примеры СУБД: MS Access, Oracle, MS SQL, Interbase, Sybase, MySQL и т.д.

На сегодняшний день существует множество СУБД. Несмотря на то, что они могут по-разному работать с разными объектами и предоставляют пользователю различные функции и средства, большинство СУБД опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий. Это дает возможность рассмотреть одну систему и обобщить ее понятия, приемы и методы на весь класс СУБД. В качестве такого учебного объекта выбрана СУБД Microsoft Access, входящая в пакет Microsoft Office, наряду с рассмотренными ранее программами Microsoft Word, Microsoft PowerPoint, Microsoft Excel.

2. Структура простейшей базы данных.

! Если в базе нет никаких данных (пустая база), то это все равно полноценная база данных. Даже если данных нет, информация есть все равно. Информация – это структура базы. Она определяет методы занесения данных и хранения их в базе.

Простейший «некомпьютерный» вариант базы данных – деловой ежедневник, в котором каждому календарному дню выделено по странице. Даже если в нем не записано ни строки, он не перестает быть ежедневником, поскольку имеет структуру, четко отличающую его от записных книжек, рабочих тетрадей и школьных журналов.

Базы данных могут содержать различные объекты, но, забегая вперед, можно сказать, что основным объектом базы данных являются таблицы. Простейшая база данных имеет хотя бы одну таблицу.

Таблица состоит из строк и столбцов. В базах данных столбцы называют полями, а строки – записями. Если записей в таблице пока нет, то ее структура образована только набором полей. Если разработчик базы данных меняет состав полей таблицы или их свойства, то фактически он меняет структуру базы данных.

На примере базы данных студенческого отдела кадров можно видеть, что пустая база данных состоит из таблицы вида:

Номер

Фамилия

Имя

Отчество

Дата рожд.

Место рожд.

Школа

Год оконч.

…

В этой таблице нет ни одной записи, а полями являются заголовки столбцов – Номер, Фамилия, Имя и т.д. Если добавить несколько записей, то таблица будет выглядеть следующим образом:

Номер	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рожд.	Место рожд.	Школа	Год оконч.	…
	Новиков	Иван	Андреевич		Москва			…
	Галкин	Олег	Сергеевич		Тула			…
	Орлова	Яна	Денисовна		Москва			…

3. Свойства полей базы данных.

Поля базы данных не просто определяют структуру базы – они еще определяют групповые свойства данных, записываемых в ячейки, принадлежащие каждому из полей. Ниже перечислены основные свойства полей таблиц баз данных на примере СУБД Microsoft Access.

o Имя поля – определяет, как следует обращаться к данным этого поля при автоматических операциях с базой (по умолчанию имена полей используются в качестве заголовков столбцов таблиц).

o Тип поля – определяет тип данных, которые могут содержаться в данном поле.

o Размер поля – определяет предельную длину (в символах) данных, которые могут размещаться в данном поле.

o Формат поля – определяет способ форматирования данных в ячейках.

o Маска ввода – определяет форму, в которой вводятся данные в поле.

o Подпись – определяет заголовок столбца таблицы для данного поля (если подпись не указана, то в качестве заголовка столбца используется свойство Имя поля).

o Значение по умолчанию – то значение, которое вводится в ячейки поля автоматически (средство автоматизации ввода данных).

o Условие на значение – ограничение, используемое для проверки правильности ввода данных (средство автоматизации ввода, которое используется, как правило, для данных, имеющих числовой тип, денежный тип или тип даты).

o Сообщение об ошибке – текстовое сообщение, которое выдается автоматически при попытке ввода в поле ошибочных данных (проверка ошибочности выполняется автоматически, если задано свойство Условие на значение).

o Обязательное поле – свойство, определяющее обязательность заполнения данного поля при наполнении базы.

o Пустые строки – свойство, разрешающее ввод пустых строковых данных (от свойства Обязательное поле отличается тем, что относится не ко всем типам данных, а лишь к некоторым, например, к текстовым).

o Индексированное поле – если поле обладает этим свойством, все операции, связанные с поиском или сортировкой записей по значению, хранящемуся в данном поле, существенно ускоряются. Кроме того, для индексированных полей можно сделать так, что значения в записях будут проверяться по этому полю на наличие повторов, что позволяет автоматически исключить дублирование данных.

В разных полях могут содержаться данные разного типа, например, в поле Фамилия – текст, в поле Дата рождения – дата. Следует помнить, что свойства полей могут различаться в зависимости от типа данных. Например, список вышеуказанных свойств полей относится в основном к полям текстового типа. Поля других типов могут иметь или не иметь эти свойства, могут добавлять к ним свои. Например, для данных, представляющих действительные числа, важным свойством является количество знаков после десятичной запятой. С другой стороны, для полей, используемых для хранения рисунков, звукозаписей, видеоклипов и других объектов OLE, большинство вышеуказанных свойств не имеют смысла. OLE – Object Linking and Embedding – концепция внедрения и связывания объектов в Windows, на которой основана возможность использования в одном документе объектов различной природы.

4. Типы данных.

При работе с электронными таблицами Microsoft Excel используются три типа данных: текст, числа и формулы. Таблицы баз данных, как правило, допускают работу с большим количеством разных типов данных. Базы данных Microsoft Access работают со следующими типами данных:

o Текстовый – тип данных, используемый для хранения обычного неформатированного текста ограниченного размера (до 255 символов).

o Поле Мемо – специальный тип данных для хранения больших объемов текста (до 65 535 символов). Физически текст не хранится в поле. Он хранится в другом месте базы данных, а в поле хранится указатель на него, но для пользователя такое разделение заметно не всегда.

o Числовой – тип данных для хранения действительных чисел.

o Дата/время – тип данных для хранения календарных дат и текущего времени.

o Денежный – тип данных для хранения денежных сумм. Теоретически, для их записи можно было бы пользоваться и полями числового типа, но для денежных сумм есть некоторые особенности (например, связанные с правилами округления), которые делают более удобным использование специального типа данных, а не настройку числового типа.

o Счетчик – специальный тип данных для уникальных (не повторяющихся в поле) натуральных чисел с автоматическим наращиванием. Естественное использование – для порядковой нумерации записей.

o Логический – тип для хранения логических данных (могут принимать только два значения, например, «Да» или «Нет»).

o Поле объекта OLE – специальный тип данных, предназначенный для хранения объектов, например, мультимедийных, вставляемых внедрением или связыванием (OLE). Реально такие объекты в таблице не хранятся. Как и в случае полей Memo, они хранятся в другом месте внутренней структуры файла базы данных, а в таблице хранятся только указатели на них (иначе работа с таблицами была бы чрезвычайно медленной).

o Гиперссылка – специальное поле для хранения адресов URL Web -объектов Интернета. При щелчке на ссылке автоматически происходит запуск браузера и воспроизведение объекта в его окне.

o Мастер подстановок – это не специальный тип данных. Это объект, настройкой которого можно автоматизировать ввод данных в поле так, чтобы не вводить их вручную, а выбирать из раскрывающегося списка.

5. Режимы работы с базами данных.

Обычно с базами данных работают две категории исполнителей. Первая категория – проектировщики. Их задача состоит в разработке структуры таблиц базы данных и согласовании ее с заказчиком. Кроме таблиц проектировщики разрабатывают и другие объекты базы данных, предназначенные для автоматизации работы с базой и для обеспечения информационной безопасности. Проектировщики не наполняют базу конкретными данными.

Вторая категория исполнителей, работающих с базами данных, – пользователи. Они получают исходную базу данных от проектировщиков и занимаются ее наполнением и обслуживанием. В общем случае пользователи не имеют средств доступа к управлению структурой базы – только к данным, причем не ко всем, а к тем, работа с которыми предусмотрена на конкретном рабочем месте.

Соответственно, СУБД имеет два режима работы: проектировочный и пользовательский. Первый режим предназначен для создания или изменения структуры, для создания объектов базы данных. Во втором режиме происходит использование ранее подготовленных объектов для наполнения базы или получения данных из нее.

6. Объекты базы данных.

Кроме таблиц база данных может содержать и другие типы объектов. Привести полную классификацию возможных объектов баз данных затруднительно, поскольку каждая СУБД может реализовывать свои типы объектов. Однако основные типы объектов можно рассмотреть на примере СУБД Microsoft Access.

Таблицы. Это основные объекты любой базы данных. В таблицах хранятся все данные, имеющиеся в базе. Кроме того, таблицы хранят и структуру базы – поля, их типы и свойства.

Запросы. Эти объекты служат для извлечения данных из таблиц и предоставления их пользователю в удобном виде. С помощью запросов выполняют такие операции, как отбор данных, их сортировку и фильтрацию. С помощью запросов можно выполнять преобразование данных по заданному алгоритму, создавать новые таблицы, выполнять автоматическое наполнение таблиц данными, выполнять простейшие вычисления в таблицах и многое другое.

Теоретически, все те же операции можно делать и с таблицами. Но из соображений удобства (быстродействия, например) и безопасности этого избегают. Из соображений безопасности, чем меньше доступа к базовым таблицам имеют конечные пользователи, тем лучше. Например, снижается риск повреждения данных неумелыми действиями.

Особенность запросов состоит в том, что они черпают данные из базовых таблиц и создают на их основе временную результирующую таблицу. Когда происходит работа с основными таблицами базы, она физически происходит с жестким диском, т.е. с очень медленным устройством. Когда же на основании запроса получается результирующая таблица, то работа происходит с электронной таблицей, не имеющей аналога на жестком диске, т.е. операции выполняются быстрее и эффективнее.

Формы. Если запросы – это специальные средства для отбора и анализа данных, то формы – это средства для ввода данных, хотя с их помощью данные можно и просматривать. Формы нужны для того, чтобы предоставить пользователю средства для заполнения только тех полей, которые ему заполнять положено. Преимущества форм очевидны, например, когда происходит ввод данных с заполненных бланков. В этом случае форма делается графическими средствами такой, чтобы она повторяла оформление бланка, – это заметно упрощает работу.

С помощью форм данные можно не только вводить, но и отображать. Запросы тоже отображают данные, но делают это в виде результирующей таблицы стандартного вида. А при выводе данных с помощью форм можно применять специальные графические средства оформления.

Отчеты. По своим свойствам и структуре отчеты во многом похожи на формы, но предназначены только для вывода данных, причем для вывода не на экран, а на печатающее устройство (например, принтер). В связи с этим отчеты отличаются тем, что в них приняты специальные меры для группирования выводимых данных и для вывода специальных элементов оформления, характерных для печатных документов (верхний и нижний колонтитулы, номера страниц, служебная информация о времени создания отчета и т.п.).

7. Разработка схемы данных.

Построение базы данных, в том числе любой базы данных в СУБД Microsoft Access, следует начинать с разработки проекта. Строго говоря, для разработки проекта базы данных не нужны ни компьютер, ни навыки работы в конкретной СУБД.

Например, требуется разработать проект базы данных для учета продаж на автозаправочной станции. Рекомендуется следующая последовательность действий:

1) Составить общий список полей (генеральный список) – на практике он может насчитывать сотни позиций. В случае с АЗС список может выглядеть так: Номер операции, Дата, Время, Марка бензина, Количество литров, Стоимость 1-го литра.

! Если какое-то поле можно вычислить из других полей, то его не рекомендуется включать в генеральный список полей. Как правило, такие поля вычисляются в процессе работы при помощи запросов. Например, в генеральный список полей базы данных для АЗС не включено поле Сумма, значение которого – это произведение значений полей Количество литров и Стоимость 1-го литра.

2) В соответствии с тем, какие данные размещаются в каждом поле, определить наиболее подходящий тип для каждого поля. Например, поле Марка бензина должно быть текстового типа. Поля Количество литров и Стоимость 1-го литра – числового. Для поля Номер операции лучше всего подойдет тип счетчик, для полей Дата и Время – тип дата/время.

3) Распределить поля генерального списка по таблицам. Критерием необходимости деления является факт множественного повтора данных в соседних записях. Например, если вся информация о продажах бензина содержится в единственной таблице «Регистрация продаж», то это выглядит следующим образом:

Таким образом, огромное количество записей будет иметь повторяющуюся информацию вида: данная Марка бензина имеет данную Стоимость 1-го литра. Эту информацию достаточно указать один раз в отдельной справочной таблице «Прайс-лист»:

Справочные таблицы содержат информацию, обладающую невысокой степенью изменчивости. В исходной таблице вместо полных данных о стоимости марки бензина теперь следует указать только ее название (пусть это поле называется Марка). Такие таблицы называются операционными. Операционные таблицы содержат устойчивые во времени непрерывные периодически обновляемые или добавляемые данные. На основании операционных таблиц чаще всего формируются отчеты.

База данных для АЗС, состоящая из двух таблиц, «Регистрация продаж» и «Прайс-лист», теперь выглядит следующим образом:

Разделение исходной таблицы на две дает ряд преимуществ:

o рациональное использование памяти компьютера (при каждой продаже не указывается снова и снова цена 1-го литра этой марки);

o удобство просмотра и редактирования текущих цен на бензин (за счет вынесения их в отдельную справочную таблицу);

o функциональное распределение полей по таблицам (ввод данных о заправке очередного автомобиля осуществляет один сотрудник организации в одну таблицу, а данных об изменениях цен на бензин – другой сотрудник в другую таблицу).

4) В каждой из таблиц наметить ключевое поле. В качестве такового следует выбрать поле, данные в котором не могут повторяться. Например, в таблице «Регистрация продаж» для двух различных строк значение поля Дата может совпадать. То же и для полей Время, Марка и Количество литров. Но значение поля Номер операции в каждой строке таблицы строго индивидуально, фактически оно означает порядковый номер чека. Это поле следует сделать ключевым.

В таблице «Прайс-лист» Стоимость 1-го литра бензина различных марок теоретически может быть одинакова. А два одинаковых названия Марка бензина быть не может – это поле и будет ключевым.

Если в списке полей таблицы нет такого поля, которое можно было бы использовать как ключевое, его можно создать искусственно. Например, можно ввести дополнительно поле типа счетчик – оно не может содержать повторяющихся данных по определению.

! В большинстве современных СУБД уникальность ключевого поля отслеживается автоматически, кроме того, многие СУБД, в т.ч. Access, требуют всегда определять ключевое поле для таблицы базы данных.

5) Наметить связи между таблицами. В примере базы данных для АЗС две таблицы. По значению поля Марка в таблице «Регистрация продаж» можно посмотреть значение поля Стоимость 1-го литра в таблице «Прайс-лист». Для этого нужно в таблице «Прайс-лист» найти запись с тем же значением поля Марка бензина, что и у поля Марка в таблице «Регистрация продаж». Т.е. между таблицами должна быть связь, а именно связь между полями Марка и Марка бензина:

Такой чертеж, с отмеченными связями и ключевыми полями, называется схемой данных.

Связи между таблицами. Между двумя или более таблицами базы данных могут существовать связи (отношения). Связи определяют, что для каждой записи главной таблицы (называемой еще родительской) может существовать одна или несколько записей в подчиненной (дочерней) таблице.

Существует три разновидности связей между таблицами:

o «один-ко-многим»;

o «один-к-одному»;

o «многие-ко-многим».

Связь «один-ко-многим». Отношение «один-ко-многим» является самым распространенным и имеет место, когда одной записи родительской таблицы может соответствовать несколько записей в дочерней таблице. Различают две разновидности такой связи. В первом случае выдвигается жесткое требование, согласно которому всякой записи в родительской таблице должны соответствовать записи в дочерней таблице. Во втором случае подобное требование не носит жесткого характера и подразумевается, что некоторые записи в родительской таблице могут не иметь связанных с ними записей в дочерней таблице.

Например, в базе данных для АЗС в таблице «Регистрация продаж» может существовать одна или несколько записей для каждой записи из таблицы «Прайс-лист», а может не быть ни одной. Т.е., для каждой марки бензина («Прайс-лист») могут быть зарегистрированы одна или несколько продаж («Регистрация продаж») или ни одной. Между таблицами базы данных для АЗС реализуется связь «один-ко-многим» без жесткого требования к существованию записей в дочерней таблице «Регистрация продаж».

! Справочные и операционные таблицы чаще всего находятся в отношении «один-ко-многим». Справочные являются родительскими, а операционные – дочерними.

Связь «один-к-одному». Отношение «один-к-одному» имеет место, когда одной записи в родительской таблице соответствует одна запись в дочерней таблице. Такая связь встречается много реже, чем связь «один-ко-многим». Она используется, если таблица базы данных содержит слишком много полей, и есть возможность произвести еще одно разделение таблицы по функциональному признаку.

Например, если речь идет о базе данных для студенческого отдела кадров, то о студенте хранится достаточно много информации, в том числе – паспортные данные. Паспорт можно рассматривать как отдельную сущность и завести для него отдельную таблицу. Тогда между таблицами «Студент» и «Паспорт» будет связь «один-к-одному», т.к. одному человеку должен соответствовать один паспорт.

Использование связи «один-к-одному» приводит к тому, что для чтения связанной информации в нескольких таблицах приходится производить несколько операций чтения вместо одной, когда данные хранятся в одной таблице. Использование отношения «один-к-одному» без веских причин не рекомендуется.

Связь «многие-ко-многим». Отношение «многие-ко-многим» имеет место когда: записи в родительской таблице может соответствовать больше одной записи в дочерней таблице и записи в дочерней таблице может соответствовать больше одной записи в родительской таблице. Многие СУБД (в том числе Access) не поддерживают связь «многие-ко-многим», хотя и позволяют реализовывать ее добавлением вспомогательной таблицы, участвующей в двух отношениях «один-ко-многим».

Например, в базе данных для библиотеки удобно хранить в одной таблице информацию об авторах, в другой – о книгах. Но один и тот же автор может написать несколько книг. И одно и то же название книги может быть у нескольких авторов. Т.е. между таблицами «Авторы» и «Книги» получается отношение «многие-ко-многим», которое можно реализовать с помощью третьей таблицы «Список» следующим образом:

6) Разработкой схемы данных заканчивается этап проектирования базы данных. Теперь можно приступать к непосредственному созданию базы. Следует отметить, что если схема данных была составлена грамотно, то нетрудно редактировать свойства уже созданной базы и подключать к ней новые таблицы.

8. Общие замечания по работе с СУБД Microsoft Access.

СУБД Microsoft Access представляет несколько средств создания каждого из основных объектов базы. Эти средства можно классифицировать как:

o ручные (разработка объектов в режиме конструктора);

o автоматизированные (разработка с помощью программ-мастеров);

o автоматические (средства ускоренной разработки простейших объектов).

Соотношения между этими средствами таковы: ручные средства наиболее трудоемки, но обеспечивают максимальную гибкость; автоматизированные и автоматические средства являются наиболее производительными, но и наименее гибкими. В процессе обучения для достижения наилучшего результата рекомендуется:

1) При разработке таблиц и запросов использовать ручные средства – работать в режиме конструктора. Использование мастеров ускоряет работу, но не способствует пониманию.

2) При разработке форм и отчетов лучше пользоваться автоматизированными средствами, предоставляемыми мастерами. Это связано с тем, что для данных объектов большую роль играет внешний вид. Дизайн этих объектов весьма трудоемок, поэтому в процессе обучения его лучше поручить программе.

3) Разработка таких объектов как страницы доступа, макросы и модули в данной работе не рассматривается.

9. Пошаговое создание базы данных МГТС.

Дата добавления: 2015-05-09