Основи побудови бази даних

1.1. Основні поняття при побудові бази даних

База даних – це уніфікована сукупність взаємозалежних даних (файлів) що відображають інформацію про деяку предметну область (уніфікація – це приведення даних до єдиної норми) призначених для спільного використання.

В основі побудови будь – якої бази даних лежать такі поняття як: Дані, Структура даних, База даних, СКБД (система керування базою даних) або СУБД (система управління базою даних) тому ми розглянемо ці важливі поняття які необхідні для побудови бази даних та їх класифікацію.

Дані – це факти та ідеї, подані у формалізованому вигляді для оброблення за допомогою певного процесу (алгоритму – точне розпорядження, що визначає обчислювальний процес, який веде від початкових даних. що змінюються до шуканого результату) або для передачі.

Структура даних – сукупність правил й обмежень, які відображають зв’язки, що існують між окремими частинами даних. Визначається користувачем і залежить від конкретного завдання.

Таблиця складає основу бази даних - у ній зберігається головна інформація бази даних. Таблиця бази даних - це є звичайна електронна таблиця яка складається із стовпців та рядків. Якщо дані таблиць, що зберігаються в базі, зв'язані між собою, то така база називається реляційною. Крім реляційної бази даних є ієрархічні та мережеві. У ієрархічній базі даних дані представлені у вигляді дерева папок. Мережева база даних це узагальнена ієрархічна база даних таким чином, що кожний об’єкт вищого рівня пов’язаний з будь-яким об’єктом нижнього рівня.

СУБД (СКБД) – це спеціальний пакет програм, який забезпечує взаємодію користувача з базою даних (забезпечує створення структури нової бази даних, наповнення її вмістом, редагування вмісту та візуалізації інформації відбір відображуваних даних із заданим критерієм з наступною видачею на устрій виводу або передачу по каналах зв'язку).

СУБД дозволяє керувати базою даних тобто створювати, зберігати і використовувати базу даних.

За допомогою СУБД вирішуються такі задачі:

· створення бази даних;

· занесення, коректування і вилучення даних;

· упорядкування даних;

· вибір сукупності даних, що відповідають заданим критеріям;

· оформлення вихідних даних і т.д.

Доцільність використання СУБД:

· існує багато файлів, що містять великий обсяг інформації;

· необхідність всебічного аналізу даних.

У теперішній час СУБД використовуються:

· у фінансовій сфері, бухгалтерському обліку, маркетингу, менеджменті та інших сферах економіки;

· у малому бізнесу (туризму):
ведення інформації щодо клієнтів, замовлення, ділові контакти;

· у великих корпораціях (системи обробки великої кількості інформації);

· для персонального використання (довідник адрес, телефонів,
каталоги книг, платівок, відеофільмів і т.д.).

1.2. Реляційна база даних

База даних представляє собою сукупність текстових, числових, графічних й інших даних представлених у вигляді таблиць, запитів, форм, звітів, що зберігаються разом.

Використання реляційних баз даних було запропоноване доктором Коддом з компанії IBM у 1970 році. Термін «реляційний» означає, що теорія заснована на математичному понятті відношення (relation).

Кожна база даних містить інформацію про певний клас об’єктів (предметів). Сукупність даних про певний клас об’єктів називають предметною областю, бази даних (сукупність даних про працівників установи, зведення про вироби на складі, транспорті засоби тощо).

Інформація про об’єкти предметної області утворює модель предметної області (карти обліку кадрів, карти складського обліку, накладні, журнали обліку матеріальних цінностей та ін.).

Опис документів які утворюють модель предметної областіз вказанням зв’язків між ними називається схемою відношень.

Подання інформації у вигляді таблиць, що складаються із заданих стовпців, які розташовуються у певному порядку зліва на право називається відношенням. Звідси і назва бази даних – реляційна (relation –відношення). В такій базі даних структура таблиці визначається сукупністю її стовпців. Сукупність стовпців з даними певної предметної області утворюють таблицю з рядками та стовпцями. У стовпчику міститься одна якась частина інформації про певний об’єкт предметної області. Тому стовпець є атрибутом (attributum - атрибут – признак як елемент даних) таблиці. Один або кілька атрибутів, значення яких однозначно ідентифікують рядок таблиці, є ключем таблиці.

У кожному рядку таблиці міститься інформація яка уявляє собою взаємозв’язані частини даних стовпців.

Дані кожного поля таблиці можуть бути одним із типів: символ, рядок, числа різних форматів, дата, час, вибір з деякого набору даних і т.д.

Взаємозв’язані таблиці утворюють схему відношень.

У таблиці дані повинні бути нормалізовані, первино це означає, що кожний запис повинен мати атрибути які мають одне з можливих значень.

Сукупність нормалізованих відношень, логічно взаємозв’язаних і таких, що відображають деяку предметну область, утворює реляційну базу даних.

Основу такої моделі становлять двовимірні таблиці, які мають такі властивості:

· кожний елемент таблиці є елементом даних;

· кожний стовпець таблиці має унікальне ім’я;

· усі стовпці в таблиці однорідні, тобто їхні елементи однотипні. Це можуть бути числа, тексти, дати, логічні значення, графічні об’єкти тощо;

· у таблиці не повинно бути однакових рядків;

· рядки повинні мати однакову довжину. Їхні поля різнорідні та взаємозв’язані;

· порядок проходження рядків і стовпців довільний.

До бази даних входять як правило декілька таблиць, які можуть бути пов’язані між собою. Існують такі зв’язки між таблицями: один – до - одного, один – до - багатьох, багато - до – одного, багато – до - багатьох.

Зв’язок один – до – одного (1:1) передбачає, що кожний запис таблиці А відповідає тільки один запис таблиці В.

Зв’язок один – до - багатьох (1:М) передбачає, що одному запису таблиці А відповідає кілька записів таблиці В.

Зв’язок багато - до – одного (М:1) зворотній відносно попереднього.

Зв’язок багато – до - багатьох (М:N) реалізується через третю таблицю у вигляді N:1 та 1:М.

1.3. Етапи розробки бази даних та її підтримка

При розробці бази даних а потім при підтримки її в актуальному стані можна виділити такі основні етапи:

Побудова моделі бази даних. На цьому етапі розробляється інформаційно логічна модель предметної області. На підставі основних документів предметної області виявляють дані які між собою пов’язані.

Визначення структури бази даних. Це етап побудови таблиць, який характерний побудовою структури таблиць. Тобто визначається склад полів таблиць, у тому числі ключових. Для кожної таблиці визначається кількість атрибутів (полів), типи даних і зв’язку, а для кожного атрибуту – унікальний ідентифікатор (ім’я атрибута), тип і формат даних.

Конструювання таблиці. Реалізація розроблених таблиць за допомогою засобів СУБД, тобто їх створення засобами СУБД.

Створення схеми зв’язків. Розробляються зв’язки між таблицями.

Введення даних у таблиці. Це етап для модифікування таблиць. Який пов’язаний зі зміною складу атрибутів, типу полів, формату даних тощо.

Ведення бази даних. Це етап підтримки бази даних в актуальному стані, тобто:

· доповнення бази даних новими таблицями у зв’язку з появою нових документів предметної області;

· вилучення таблиці у разі їх непотрібності;

· зміну записів, тобто коректування даних у разі необхідності.

1.4. Основні поняття бази даних і системи керування базами даних

До основних понять можна віднести такі як:

1. Поле таблиці (стовпчик) містить одну частину інформації про різні об'єкти предметної області.

2. Запис таблиці (рядок) – об’єднання частин інформації декількох полів про один об’єкт предметної області.

3. Таблиця - це сукупність текстової, числової, графічної й іншої інформації, упорядкованої по полям і записам.

4. Ключ (ключове поле, первинний ключ) - це поле (або декілька), інформація в якому однозначно ідентифікує записи.

5. Комірка - це область таблиці, що знаходиться на перетині полів і записів.

6. Запит - це представлене у визначеній формі звернення до бази даних з метою одержання інформації, що відповідає визначеному критерію.

7. Звіти - це готові до друку документи.

8. Форма - це бланк, що підлягає заповненню. Бланк – шаблон (трафарет) використовується з метою спрощення процесу заповнення бази даними (наприклад, введення даних у таблицю)

9. Маска - форма яка обмежує обсяг інформації, доступної користувачеві, що звертається до бази даних.

10. Макрос - це записані в потрібній послідовності макрокоманди тобто дії які необхідні для виконання будь-якої кількості разів, шляхом натиснення кнопки.

11. Модуль - це програма на мові Visual Basic.

12. Подія - це будь-яка яка дія яка виконується над об’єктом та змінює його стан.

13. Елементи управління уявляють собою графічні об'єкти у вигляді значків у формах, звітах або на сторінках доступу до даних, які використовуються для відображення даних, виконання дій або як прикраси.

14. Фільтрація - це сортування даних за визначеним правилом.

1.5. Сучасні системи керування базами даних і бази даних

Таблиця 1 - Системи керування базами даних і баз даних

Найменування	Тип	Корпорація
dBase III Plus	СУБД	Ashton -Tate / Borland
Paradox	СУБД	Borland
Oracle	СУБД	Oracle
Clipper	СУБД	Nantucket
Clarion	СУБД
Filemaker	СУБД
4^th-Dimention (4D)	СУБД
Fox Pro	СУБД	Fox Software / Microsoft
Access	СУБД	MS Office
Base	СУБД	OpenOffice
Excel	БД
Web - сервер	БД
Електронні газети	БД
BBS	БД

Контрольні питання

1. Що таке СУБД?

2. Що таке БД?

3. Які різниця між структурою даних та даними?

4. З яких складових частин складається таблиця?

5. Що таке ключ таблиці?

6. Які бувають ключі?

7. Навіщо створюються зв’язки між таблицями?

8. Які бувають зв’язки між таблицями та чим вони відрізняються?

9. Що таке запит, форма, звіт?

10. Навіщо потрібні елементи управління в об’єктах БД?

2. Технологія створення та редагування таблиць бази даних

Ми будемо розглядати технологію створення та редагування таблиць бази даних для OpenOffice.org Base. Перед тим як створити таблицю чи інший об’єкт БД потрібно створити саму БД. Створення БД починається із запуску програми OpenOffice.org Base в результаті з’явиться вікно майстра БД (рис.1).

Рис.1 Вікно майстра БД

Це перший крок створення БД. На цьому кроці можна вказати відкрити вже існуючу БД, підключитися до існуючої (наприклад до БД Accsses) або створити нову БД. Ми будемо розглядати варіант створення нової БД. Після натиску на кнопці Далее перейдемо на другий крок іна екрані з’явиться вікно (рис.2) в якому треба вказати дії після збереження БД.

Рис.2.

Після натиску кнопки Готово на екрані з’явиться вікно Сохранить как (рис.3).

Рис. 3.

В цьому вікні вказуємо ім’я та тип файлу БД та вказуємо папку в якій буде зберігатися файл БД. Тип файлу для OpenOffice.org Base ODF. Після виконання певної послідовності дій відкриється вікно БД з ім’я Університет та розширенням .odb (рис.4). Це файл з яким в подальшому будемо працювати.

Рис.4.

Вікно що відкрилося є вікном БД Університет. В цьому вікні створюються всі об’єкти БД. У БД OpenOffice.org Base всього чотири об’єкта: Таблиці, Запити, Форми, Звіти (у Access є ще макроси, модулі, веб - сторінки).

Є три режиму створення таблиць: Створення таблиць в режимі дизайну (конструктора); Використання майстра; Створення уявлення. Останній режим використовується коли вже є створенні таблиці. Розглянемо створення таблиці в режиму дизайну. В цьому режимі перед тим як заповнювати таблицю даними треба створити структуру самої таблиці. Для створення структури треба натиснути в області задач на піктограмі: Створити таблицю в режимі дизайну і тоді відкриється вікно конструктора таблиць рис.5.

Рис.5.

У вікні конструктора таблиць потрібно вказати назви полів та тип даних цих полів які вибираються зі списку. Для того, щоб зв’язати таблиці між собою потрібно вказувати ключове поле, якщо його не задати автоматично створюється ключове поле ID в якому буде вказуватися номер запису. В нижній частини вікна вказуються властивості поля. Далі треба закрити вікно та вказати ім’я таблиці, наприклад, Студенти (рис. 6). Після натиску кнопки ОК на екрані з’явиться таблиця у вікні БД Університет (рис.7). Якщо двічі клацнути по назві таблиці відкриється сама таблиця яку потрібно заповнити даними (рис.8).

Рис. 6.

Рис.7.

Рис. 8.

Щоб перейти з режиму таблиці в режим конструктора (наприклад для редагування структури таблиці) потрібно встановити курсор на таблицю та виконати команду Правка ►Изменить або визвати контекстне меню та виконати команду Изменить.

Розглянемо тепер використання майстра для побудови таблиць. При використанні майстра таблиця створюється за 4 кроки. Використання майстра доцільно використовувати коли є необхідність використати шаблон для побудови нової таблиці БД (рис. 9). Шаблони вибираються після вибору категорії. Вибравши категорію та таблицю на основі якої буде будуватися таблиця вибирають поля які нам потрібно та натискуємо кнопку Дальше (рис.10).

Рис.9.

Рис.10.

Після натиску кнопки Дальше на екрані з’явиться вікно другого кроку, в цьому вікні треба вибрати типи полів та формат (рис.11).

Рис.11.

Після вибору типу полів (рис.11) та формату натискуємо кнопку Дальше і з’явиться вікно (рис.12) в якому треба вказати первинний ключ та натиснути кнопку Дальше.

Рис.12.

На екрані з’явиться останнє вікно майстра (рис. 13) в якому вказуємо назву таблиці і натискуємо кнопку Готово. На екрані з’явиться таблиця з відповідними полями в які треба ввести дані (рис.14).

Рис.13.

Рис.14.

Третій режим створення таблиць який називається «Створення уявлення» потребує наявних таблиць з яких можна вибрати поля для побудови нової таблиці (рис. 15). Після закриття вікна конструктора в режимі уявлення з’явиться таблиця (рис. 16).

Рис. 15

Рис.16. Таблиця створена в режимі уявлення

Для встановлення зв’язків між таблицями використовують команду Сервис ►Связи. У вікні що відкриється треба перетягнути ключове поле з однієї таблицю на однойменне не ключове поле другої таблиці тоді утвориться зв'язок один до багатьох.

Контрольні питання

1. Як створити пустий файл БД та надати йому ім’я?

2. Яке розширення буду мати створений файл БД?

3. Які існують способи створення таблиць БД?

4. Навіщо встановлюють типи полів?

5. Як створити зв’язки між таблицями

6. Яка різниця між ключовим поле і не ключовим?

3. Технологія створення, редагування запитів, форм, звітів у базі даних

3.1. Створення запитів

Запит це не що інше як звернення до бази даних з метою одержання необхідної інформації відображеної у вигляді таблиці. Необхідну інформацію можна отримати якщо вибрати необхідні поля з таблиць або запитів, задати умови, встановити фільтри, зробити певне групування даних в таблиці, зробити прості обчислення і т. і. Тому запити можна розділити на запити на вибірку, з параметром, з умовою, з об’єднанням таблиць, запити з обчисленням та інші. В OpenOffice.Org Base є три варіанта створення запитів: Створення запиту в режимі дизайну, Використання майстра створення запиту, Створення запиту в SQL уявленню. Розглянемо послідовно ці варіанти. Для створення запиту в режимі дизайну (конструктора) треба клацнути по піктограмі Створення запиту в режимі дизайну і на екрані з’явиться вікно конструктора (рис.17) яке розділено на верхню частину та нижню. Верхня частина для відображення таблиць з яких відбираються поля для запиту, нижня частина для відображення вибраних полів та критеріїв відбору.

Рис.17.

В цьому вікні треба вказати які таблиці будемо використовувати для створення запиту. Вибравши таблицю чи існуючий запит треба натиснути на кнопці Додати і у вікні конструктора запиту з’являться таблиці з яких треба вибрати необхідні поля, клацнувши двічі на відповідному полі таблиці і поля з’являться в нижній частині вікна (рис.18).

Рис.18.

Після закриття конструктора вікна на екрані з’явиться вікно в якому треба вказати ім’я запиту (рис. 19). Після натиску на кнопці ОК на екрані з’являться результати запиту у вигляді таблиці (рис.20).

Рис.19.

Рис. 20

Таким чином ми створили запит на вибірку.

Для створення запиту з параметром необхідно в рядку Критерій в нижній частини вікна конструктора у відповідному полі вказати :X, або замість символу Х вказати звернення до користувача, після двох крапок треба вводити латинські символи (рис.21).

Рис. 21

Для створення запиту з умовою потрібно в рядку Критерій для певного поля вказати умову відбору (рис.22).

Рис.22

При створенні запиту з простими обчисленнями необхідно в якості операндів у формулах використовувати імена полів які потрібно брати у подвійні лапки (рис. 23).

Рис. 23

Рис. 25. Результат запиту з простим обчисленням

Для створення запиту з обчисленнямз використанням функцій потрібно звертати увагу про які обчислення йде мова, якщо мова йде про групу даних то треба вибрати поле в якому треба ці дані згрупувати а потім зробити обчислення (рис.26). Для цього вибираємо із списку в рядку Функция функцію Group для поля Група. Це коли дані в таблиці для якої створюємо запит має вигляд як на рис. 27. В рядку Поле треба вказати формули для кожного поля окремо. У формулах використанні функції: Сумма та Количество які є у списку рядка Функция.

Рис.26

Рис. 27

Щоб перейти з режиму запиту в режим конструктора (наприклад для редагування структури таблиці) потрібно встановити курсор на таблицю та виконати команду Правка ►Изменить або визвати контекстне меню та виконати команду Изменить.

Коли користувач створює запит у режимі конструктора то він називається QBE – Query By Example - запит за зразком.

Якщо неможливо створити запит QBE тоді використовують запити які створюються за допомогою мови SQL. Запити за допомогою мови SQL будуються з використанням спеціальних інструкцій (директив, операторів, предикатів) які вказують, що потрібно зробити з вхідним набором даних (таблицею або іншим запитом) для генерації вихідного набору даних.

Деякі інструкції мови SQL:

ü Оператори:
SELECT - вибрати

ü Операції:
INNER JOIN – внутрішнє об’єднання

ü UNION -внутрішнє об’єднання

ü Директиви:
FROM – від куди;
WHERE - де;
IN - у;
GROUP BY - групуючи по;
HAVING - що мають;
ORDER BY - упорядковуючи по.

ü Предикати (логічне судження про предмет):
ALL – усі;
DISTINCT – відмінність;
DISTINCTROW – різні ряди;
TOP – верхній.

Наприклад:

SQL запитодержання даних всіх полів з таблиці Студенти2:

SELECT * FROM "Студенти2"

SQL запит на вибірку з умовою:

SELECT "Прізвище", "Ім’я", "Дата народження" FROM "Студенти2" WHERE "Прізвище" = 'Морозова'

SQL запит на вибірку полів з різних таблиць:

SELECT " Студенти"."Група", "Успішність"."Математика", "Успішність"."Інформатика", "Успішність"."Бухоблік", "Успішність"."Статистика", "Успішність"."Семестр" FROM " Студенти", "Успішність" GROUP BY "Студенти"."Група", "Успішність"."Математика", "Успішність"."Інформатика", "Успішність"."Бухоблік", "Успішність"."Статистика", "Успішність"."Семестр"

SQL запит на об’єднання даних полів двох таблиць:

SELECT "Прізвище", "Ім’я", "Дата народження", "Група" FROM "Студенти2"

UNION SELECT "Прізвище", "Ім’я", "Дата народження", "Група" FROM "Студенти"

SQL запит на об’єднання даних полів двох таблиць з умовою:

SELECT "Прізвище", "Ім’я", "Дата народження", "Група" FROM "Студенти2" Where "Прізвище"> 'Ж'

Дата добавления: 2014-12-24