4. Системы управления базами данных (субд)

Понятия база данных (БД) и система управления базами данных (СУБД). Модели данных. Структура базы данных, поля и записи. Свойства полей БД. Типы данных. Режимы работы для реляционных БД. Объекты БД и их назначение. Работа с СУБД Мicrosoft Ассеss.

4.1. Основные понятия баз данных и систем управления базами данных

База данных- это организованная структура, предназначенная для хранения инфор­мации. Поскольку данные и информация - понятия взаимосвязанные, но не тождественные, следует отметить некоторое несоответствие в этом определении. Его причины чисто исторические. В те годы, когда формировалось понятие баз данных, в них действи­тельно хранились только данные. Однако сегодня большинство систем управле­ния базами данных позволяют размещать в своих структурах не только данные, но и методы (то есть программный код), с помощью которых происходит взаимодействие с потребителем или с другими программно-аппаратными комплек­сами. Таким образом, мы можем говорить, что в современных базах данных хра­нятся отнюдь не только данные, но и информация.

С понятием базы данных тесно связано понятие системы управления базой данных (СУБД). Это комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнения ее содержимым, редактирования содержимого и визуализации информации. Под визуализацией информации базы понимается:

• отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием;

• их упорядочение;

• оформление и последующая выдача на устройство вывода или передача по каналам связи.

В мире 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 нам возможность рассмотреть одну систему и обобщить ее понятия, приемы и методы на весь класс СУБД. В качестве такого учебного объекта мы выберем СУБД Мicrosoft Ассеss, входящую в пакет Мicrosoft Оffice. В тех случаях, когда конкретные приемы операций зависят от используемой версии программы, мы будем опираться на наиболее распространенную версию Мicrosoft Ассеss 2000, хотя в основном речь будет идти о таких обобщенных понятиях и методах, для которых различия между конкретными версиями программ второстепенны.

Модели данных. По способу установления связей между данными различают следующие модели данных:

1. Реляционная.

2. Иерархическая.

3. Сетевая.

Реляционная модельявляется простейшей и наиболее привычной формой представления данных в виде таблицы.

В теории множеств таблице соответствует термин отношение (relation), который и дал название модели. Для нее имеется развитый математический аппарат - реляционное исчисление и реляционная алгебра, где для баз данных (отношений) определены такие хорошо известные теоретико-множественные операции, как объединение, вычитание, пересечение, соединение и др.

Достоинством реляционной модели является сравнительная простота инструментальных средств ее поддержки, недостатком - жесткость структуры данных (например - невозможность задания строк таблицы произвольной длины) и зависимость скорости ее работы от размера БД. Для многих операций, определенных в такой модели, может оказаться необходимым просмотр всей базы.

Иерархическая и сетевая модели предполагают наличие связей между данными, имеющими какой-либо общий признак.

В иерархической моделитакие связи могут быть отражены в виде дерева-графа, где возможны только односторонние связи от старших вершин к младшим. Это облегчает доступ к необходимой информации, но только если все возможные запросы отражены в структуре дерева. Никакие иные запросы удовлетворены быть не могут.

Указанный недостаток снят в сетевой модели, где теоретически, возможны связи «всех со всеми». Поскольку на практике это, естественно, невозможно, приходится прибегать к некоторым ограничениям.

Использование иерархической и сетевой моделей ускоряет доступ к информации в БД, но поскольку каждый элемент данных должен содержать ссылки на некоторые другие элементы, требуются значительные ресурсы как дисковой, так и основной памяти ЭВМ. Недостаток основной памяти, конечно, снижает скорость обработки данных. Кроме того, для таких моделей характерна сложность реализации СУБД.

Структура простейшей базы данных

Сразу поясним, что если в базе нет никаких данных (пустая база), то это все равно полноценная база данных. Хотя данных в базе и нет, но информация в ней все-таки есть - 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 прочей писчебумажной продукции.

БД могут содержать различные объекты, но, забегая вперед, скажем, что основными объектами любой базы данных являются ее таблицы. Простейшая БД имеет хотя бы одну таблицу. Соответственно, структура простейшей БД тождественно равна структуре ее таблицы.

Мы знаем, что структуру двумерной таблицы образуют столбцы и строки. Их анало­гами в структуре простейшей БД являются поля и записи. Если записей в таблице пока нет, значит, ее структура образована только набором полей. Изменив состав полей базовой таблицы (или их свойства), мы изменяем структуру БД и, соответственно, получаем новую БД.

Свойства полей базы данных

Поля БД не просто определяют структуру базы - они еще определяют групповые свойства данных, записываемых в ячейки, принадлежащие каждому из полей. Ниже перечислены основные свойства полей таблиц БД на примере СУБД Мicrosoft Ассеss:

1. 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).

2. Тип поля- определяет тип данных, которые могут содержаться в данном поле.

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

4. Формат поля- определяет способ форматирования данных в ячейках, принад­лежащих полю.

5. Маска ввода- определяет форму, в которой вводятся данные в поле (средство автоматизации ввода данных).

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

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

8. 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).

9. 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).

10. Обязательное поле- свойство, определяющее обязательность заполнения дан­ного поля при наполнении базы;

11. 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).

12. 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 тому полю на наличие повторов, что позволяет автоматически исключить дублирование данных.

Следует обратить внимание на то, что поскольку в разных полях могут содержаться данные разного типа, то и свойства у полей могут разли­чаться в зависимости от типа данных. Так, например, список вышеуказанных свойств полей относится в основном к полям текстового типа. Поля других типов могут иметь или не иметь эти свойства, но могут добавлять к ним и 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 ОLЕ, большинство вышеуказанных свойств не имеют смысла.

Типы данных

С основными типами данныхмы уже знакомы. Так, например, при изучении электрон­ных таблиц Мicrosoft Ехсеl мы видели, что они работают с тремя типами данных: текстами, числами и формулами. Таблицы БД, как правило, допускают работу с гораздо большим количеством разных типов данных. БД Мicrosoft Ассеss работают с типами данных, которые представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Типы данных СУБД Мicrosoft Ассеss

Название типа	Назначение
Text (Текстовый)	Тип данных, используемый для хранения обычного неформатиро­ванного текста ограниченного размера (до 255 символов).
Memo (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.
Number (Числовой)	Тип данных для хранения действительных чисел.
Data/Time (Дата/время)	Тип данных для хранения календарных дат и текущего времени.
Currency (Денежный)	Тип данных для хранения денежных сумм.
AutoNumber (Счетчик)	Специальный тип данных для уникальных (не повторяющихся в поле) натуральных чисел с автоматическим наращиванием. Естественное использо­вание - для порядковой нумерации записей.
Yes/No (Логический)	Величины, способные принимать только два значения, да/нет или 1/0.
OLE Object (Поле объекта OLE)	Поля, позволяющие вставлять рисунки, звуки и данные других полей.
Hyperlink (Гиперссылка)	Ссылки, дающие возможность открывать объект Мicrosoft Access (таблицу, запрос…), файл другого приложения или Web-страницу.