Реляционная база данных. Определения и понятия

Ссылку на ячейку можно задать разными способами. Во-первых, адрес ячейки можно ввести вручную, другой способ состоит в щелчке на нужной ячейке или выборе диапазона, адрес которого требуется ввести. Ячейка или диапазон при этом выделяется пунктирной рамкой.

На данные, расположенные в соседних ячейках, можно ссылаться в формулах как на единое целое. Такую группу ячеек называют диапазоном. Наиболее часто используют прямоугольные диапазоны, образующиеся на пересечении группы последовательно идущих строк и последовательно идущих столбцов.

Одна из ячеек всегда является активной и выделяется рамкой активной ячейки. Эта рамка в программе Excel играет роль курсора. Операции ввода и редактирования всегда проводят в активной ячейке.

Отдельная ячейка может содержать данные относящиеся к одному из трех типов: текст, число или формула. Ячейка может оставаться пустой. Тип данных, размещаемых в ячейке, определяется автоматически при вводе. Если эти данные можно интерпретировать как число, программа Excel так и делает. В противном случае данные рассматриваются как текст. Ввод формул всегда начинается с символа «=».

Вычисления в таблицах программы Excel осуществляются при помощи формул. Формула может содержать числовые константы, ссылки на ячейки и функции Excel, соединенные знаками математических операций. Скобки позволяют изменять стандартный порядок выполнения действий. Если ячейка содержит формулу, то в рабочем листе отображается текущий результат вычисления этой формулы. Если сделать ячейку текущей, то сама формула отображается в строке формул.

Правило использования формул в программе Excel состоит в том, что если значение ячейки действительно зависит от других ячеек таблицы, всегда следует использовать формулу. Это гарантирует, что последующее редактирование таблицы не нарушит ее целостности и правильности воспроизводимых в ней вычислений.

Формула может содержать ссылки, то есть адреса ячеек, содержимое которых используется в вычислениях. Это означает, что результат вычисления формулы зависит от числа, находящегося в другой ячейке. Ячейка, содержащая формулу таким образом, является зависимой. Значение, отображаемое в ячейке с формулой, пересчитывается при изменении значения ячейки, на которую указывает ссылка.

По умолчанию, ссылки на ячейки в формулах рассматриваются как относительные. Это означает, что при копировании формулы адреса в ссылках автоматически изменяются в соответствии с относительным расположением исходной ячейки и создаваемой копии.

Пусть, например в ячейке В2 имеется ссылка на ячейку А3. В относительном представлении можно сказать, что ссылку на ячейку, которая располагается на один столбец левее и на одну строку ниже данной. Если формула будет скопирована в другую ячейку, то такое относительное указание ссылки сохраниться. Например, при копировании формулы в ячейку D9 ссылка будет продолжать указывать на ячейку, располагающуюся левее и ниже, в данном случае на ячейку С10.

При абсолютной адресации адреса ссылок при копировании не изменяются, так, что ячейка, на которую указывает ссылка, рассматривается как нетабличная. Для изменения способа адресации при редактировании формулы надо выделить ссылку на ячейку и нажать клавишу F4. Элементы номера ячейки, использующие абсолютную адресацию предваряются символом $.

Базы и банки данных.

В настоящее время с развитием информационных технологий приобрел большое значение вопрос хранения и использования значительных объемов различного вида данных. Данные заносят в т.н. базы данных.

База данных – именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в предметной области.

Банк данных – это система специальным образом организованных данных – баз данных, программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.

Система управления базами данных (СУБД) – совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

Пользователь БД имеет дело не с данными, а с СУБД.

СУБД является универсальным программным инструментом создания и обслуживания баз данных и приложений пользователя в самых разных предметных областях. СУБД обеспечивает доступ к данным и использование одних и тех же данных различными задачами и приложениями пользователей.

СУБД поддерживаются различные модели данных. Модель данных – это метод (принцип) логической организации данных, используемой СУБД. Наиболее известными являются иерархическая, сетевая и реляционная модели.

Иерархическая модель – отношения между данными подчиняются определенной иерархии, основу которой составляет отношение «потомок-предок», зависящее от предопределенных физических указателей.

Сетевая модель похожа на иерархическую, однако записи сетевой модели могут иметь более одного предка.

В СУБД для персональных компьютеров (настольных СУБД) поддерживается преимущественно реляционная модель, которую отличает простота и единообразие представления данных простейшими двумерными таблицами. Реляционная модель обеспечивает возможность использования в разных СУБД операций обработки данных, имеющих единую основу и универсального языка структурированных запросов SQL.

Основной логической структурной единицей манипулирования данными является строка таблицы – запись. Структура записи определяется составом входящих в нее полей. Совокупность полей записи соответствует логически связанным реквизитам, характеризующим некоторую сущность предметной области.

Функции, реализуемые СУБД:

1. непосредственное управление данными во внешней памяти. Эта функция включает обеспечение необходимых структур внешней памяти, как для хранения самих данных, входящих в БД, так и для служебных целей. Типовыми функциями по манипулированию данными являются выборка, добавление, удаление данных. Выборка данных – выборка записей из одной или нескольких взаимосвязанных таблиц в соответствии с заданными условиями. Добавление и удаление данных – добавление новых записей в таблицы и удаление существующих. Изменение данных – модификация значений данных в полях существующих записей.
2. управление буферами оперативной памяти. СУБД работают обычно с данными значительного размера, поэтому скорость работы всей системы зависит от скорости обмена данными с дисковой подсистемы. Для ускорения этого обмена в СУБД применяется буферизация данных в оперативной памяти.
3. управление транзакциями.

Транзакция – это последовательность операций над БД, которая рассматривается как единое целое. Либо выполняется вся транзакция и СУБД фиксирует изменения в БД, либо не выполняется ни одна операция над данными. В этом случае говорят об «откате» транзакции.

С транзакцией соглашаются, т.е принимают изменения, либо эти изменения принимают, тогда СУБД возвращает в состояние данных к исходному.

1. журнализация – эта функция связана с понятием надежности хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения данных будем понимать способность СУБД восстанавливать согласованные состояния БД после любого аппаратного или программного сбоя.

Обычно сбои бывают «мягкие» и «жесткие» Мягкие сбои характеризуются потерей электропитания. Жесткие сбои характеризуются потерей данных.

Для ликвидации последствий программных и аппаратных сбоев применяется механизм журнализации. Другими словами для поддержания надежности хранения основных семантических данных БД применяются информационные структуры, которые во многом дублируют семантические данные из БД.

Журнал – это часть БД, не доступная пользователю система, в которой фиксируются все изменения над данными. Для корректной записи изменений в журнал придерживаются стратегии упреждающей записи – сначала пишут в журнал, потом проводят изменения.

1. Поддержка языков БД. Для работы с БД используются специальные языки, которые называют языками БД. Все ЯБД делятся на две группы: языки описания данных и языки манипулирования данными. Пользователи имеют дело только с языками манипулирования данными, т.к. структура БД обычно определяется 1 раз при ее проектировании. В настоящее время существует стандартный ЯБД – SQL.

Данные из одной или нескольких взаимосвязанных таблиц могут подвергаться обработке. К операциям обработки относятся, например, расчеты в пределах каждой записи, группировка записей в соответствии с заданным критерием группировки и обработка записей выделенных групп с помощью статистических функций, таких как суммирование, определение максимального, подсчет числа записей в группе.

Реляционная база данных представляет собой множество взаимосвязанных двумерных таблиц – реляционных таблиц, называемых также отношениями, в каждой из которых содержаться сведения об одной сущности автоматизируемой предметной области. Логическую структуру реляционной базы данных образует совокупность реляционных таблиц, называемых также отношениями, в каждой из которых содержаться сведения об одной сущности автоматизируемой предметной области.

Логическую структуру реляционной базы данных образует совокупность реляционных таблиц, между которыми установлены логические связи.
В таблицах базы данных должны сохраняться все данные, необходимые для решения задач предметной области. Причем каждый элемент данных должен храниться в базе только в одном экземпляре. Для создания таблиц, соответствующих реляционной модели данных, используется процесс, называемый нормализацией данных. Нормализация – это удаление из таблиц повторяющихся данных путем переноса их в новые таблицы, записи которых не содержат повторяющихся значений.

Минимальное дублирование данных в реляционной базе обеспечивает высокую эффективность поддержания базы данных в актуальном непротиворечивом состоянии, однократный ввод и корректировку данных.

Структура реляционной таблицы определяется составом полей. Каждое поле отражает определенную характеристику сущности. Для поля указывается тип и размер элементарного данного, размещаемого в нем, и ряд других свойств. Содержимое поля отображается в столбце таблицы. Столбец таблицы содержит данные одного типа.

Содержание таблицы заключено в ее строках, однотипных по структуре. Каждая строка таблицы содержит данные о конкретном экземпляре сущности и называется записью.

Для однозначного определения (идентификации) каждой записи таблица должна иметь уникальный (первичный) ключ. По значению ключа таблицы отыскивается единственная запись в таблице. Ключ может состоять из одного или нескольких полей таблицы. Значение уникального ключа не может повторяться в нескольких записях.

Логические связи между таблицами дают возможность объединять данные из разных таблиц. Связь каждой пары таблиц обеспечивается одинаковыми полями в них – ключом связи. Таким образом, обеспечивается рациональное хранение данных и их объединение в соответствии с требованиями решаемых задач.

В нормализованной реляционной базе данных связь двух таблиц реализуется отношениями записей типа один-к-одному (1:1) или один-ко-многим (1:М). Отношение 1:1 предполагает, что каждой записи одной таблицы соответствует одна запись в другой. Отношение 1:М предполагает, что каждой записи первой таблица соответствует много записей во второй, но каждой записи во второй таблице соответствует только одна запись в первой.

Для двух таблиц, находящихся в отношении типа 1:М, устанавливается связь по уникальному ключу главной таблицы в связи. Во второй таблице, называемой подчиненной, этот ключ связи можно может быть либо частью уникального ключа, либо не входить в состав ключа. В подчиненной таблице ключ связи называется еще внешним ключом.

Размещение сведений о каждой сущности в отдельной таблице и связывание таблиц позволяют избежать повторения значений данных в разных таблицах. При этом обеспечивается однократный ввод данных при загрузке и корректировке базы данных.

Широкое распространение получили такие СУБД, как Access, Oracle, Lotus.

Дата добавления: 2014-01-06