Тема №6: «Разработка базы данных» лекция №1: «Основные принципы разработки базы данных»

Характеристика СУБД Access

Система управления базой данных – это программные средства, с помощью которых можно создавать базы данных, наполнять их и работать с ними. Многие СУБД на самом деле являются не законченными продуктами, а специализированными языками программирования, с помощью которых каждый, освоивший данный язык, может сам создавать такие структуры, какие ему удобны, и вводить в них необходимые элементы управления. Необходимость программирования всегда сдерживала широкое внедрение баз данных в управление и производство в малом бизнесе. Крупные предприятия могли позволить себе сделать заказы на программирование специализированной системы «под себя». Малым предприятиям зачастую не по силам было не только решить, но даже и правильно сформулировать эту задачу. Положение изменилось с появлением в пакете MS Office СУБД Access.

СУБД Access 2000 является удобным средством для создания и эксплуатации достаточно мощных баз данных без необходимости что-либо программировать. В тоже время работа с Access не исключает возможности программирования. При желании систему можно развивать и настраивать собственными силами, но для этого надо владеть основами программирования на языке Visual Basic for Application (VBA). Ещё одним дополнительным достоинством этой СУБД является интегрированность этой программы с MS Excel, Word и другими программными пакетами MS Office 2000.

Система управления БД Access является системой управления реляционной БД и содержит комплекс прикладных программ, предназначенных для создания локальной БД на одном компьютере (ПК), общей базы данных в локальной сети с файл–сервером или создания приложения пользователя, работающего с БД на SQL – сервере.

Сеть обеспечивает аппаратную и программную поддержку обмена данными между компьютерами. СУБД Access следит за разграничением доступа разных пользователей к БД и обеспечивает защиту данных. База данных в сети с файл-сервером размещается на файловом сервере и может быть также на каждом ПК (рабочей станции). Но в любом случае, операции с ней производятся всегда с рабочей станции (ПК) пользователя. Для пользователя работа в сети со средствами Access практически не зависят от конфигурации сети и размещения СУБД.

Работа с общей базой данных в сети с файл- сервером становится неэффективной уже при одновременной работе 15 пользователей. На обеспечение эффективной работы большого числа пользователей с общей базой данных ориентирована технология клиент-сервер. В этой технологии пользователь-клиент передаёт со своего компьютера запрос на машину сервера, там СУБД обрабатывает запрос и обратно посылает результаты выполнения запроса. При этом приложение пользователя разрабатывается и выполняется под управлением СУБД сервера баз данных SQL. Эта СУБД выполняет обработку данных, размещённых на сервере, а для её управления используется язык структурированных запросов SQL (Structured Queers Language). Диспетчером данных, выполняющим загрузку и сохранение данных в базе данных, является ядро базы данных Microsoft Jet различных версий (1.0;4.0 (2000)). Ядро обеспечивает поддержку двух байтового представления символов Unicode, позволяющего использовать символы нескольких национальных алфавитов. Access 2000 входит в состав MS Office 2000 и работает в операционной среде W-95,W-98, Windows ХР.

В Access обеспечивается все возможности динамического обмена данными (DDE) с любым приложением Windows, поддерживающих DDE, а также механизм связывания и внедрения AcctiveX. В Access применяется используемый в Windows метод Drag and Drop (перетащить и отпустить) для работы с формами и отчётами. Access может также использовать данные, созданные другими СУБД: Paradox, dBase, FoxPro, а также базы данных поддерживающих стандарт открытого доступа к данным (Open Database Connective-ODBC): Oracle, Ms-SQL-Server, DB2, Sybase Sql Server и др.

Область применения Access обозначена следующим образом:

- пользователями являются непрограммирующие профессионалы (близкие к вычислительной технике, но не имеющие профессиональных знаний в этой области);

- лёгкость изучения программы, её толерантность и средства решения проблем без программирования, дают возможность быстрого создания приложений;

- возможность использования на предприятии (организации, фирмы), имеющего локальную вычислительную сеть;

- это приложение сразу создавалось для среды Windows и поэтому не содержит в себе ограничений, обусловленных наследством MS-DOS;

- недостатком, свойственным всем сложным программным продуктам является то, что одна и та же операция выполняется по-разному в зависимости от используемых данных и настроек СУБД.

Объекты Access

Access ориентирована на работу с объектами, к которым относятся таблицы базы данных, запросы, а также объекты приложений для работы с базой данных: формы, отчёты и модули.

Для типовых процессоров обработки данных – просмотра, обновления, поиска по заданным критериям, получения отчётов – в Access имеются средства конструирования форм, запросов, отчётов. Объекты приложений состоят из графических элементов, называемых элементами управления. Основные элементы управления служат для связи объектов с записями таблиц, являющихся источниками данных.

При создании приложений можно использовать средства программирования в виде макросов и модулей на языке программирования Visual Basic for Application (VBA).

Каждый объект и элемент управления имеет свои свойства, определяя какие можно настраивать объекты и элементы управления. С каждым объектом и элементом управления связывается набор событий, которые могут обрабатываться макросами и процедурами на VBA.

Объекты представлены в окне базы данных Access в виде вкладок, каждая из которых заслуживает обстоятельного описания.

Таблицы (Tables) создаются пользователем для хранения данных об одном информационном объекте модели данных предметной области. Таблица состоит из полей (столбцов) и записей (строк). Каждое поле содержит одну характеристику объекта предметной области. В записи собраны сведения об одном экземпляре этого объекта.

Запросы (Queries) создаются пользователем для выборки нужных данных из одной или нескольких связанных таблиц. Результатом выполнения запроса является таблица, которая может быть использована наряду с другими таблицами БД при обработке данных. Запрос может формироваться в виде запросов по образцу (QBE) или с помощью инструкции SQL – языка структурированных запросов. С помощью запроса можно также обновить, удалить или добавить данные в таблицы или создать новые таблицы на основе уже существующих.

Формы (Forms) являются основным средством создания диалогового интерфейса приложения пользователя. Форма может создаваться для ввода и просмотра взаимосвязанных данных базы на экране в удобном виде, который соответствует привычному бумажному документу. Формы также могут использоваться для создания панелей управления в приложении.

Отчёты (Reports) предназначены для формирования выходных документов, содержащих результаты решения задач пользователя, и вывода их на печать.

Макросы (Macros) являются программой, которая содержит описание последовательности действий, выполняемых при наступлении некоторого события в объекте или элементе управления приложения. Каждое действие реализуется макрокомандой. Создание макросов осуществляется в диалоговом режиме путём выбора нужных макрокоманд и задания параметров, используемых ими при выполнении.

Модули (Modules) содержат процедуры на языке VBA. Процедуры могут создаваться для реализации нестандартных функций в приложении пользователя и для обработки событий.

Все объекты Access, построенные для этой базы и внедрённые объекты, могут размещаться на диске в одном файле формата .mdb . Это упрощает технологию ведения базы данных и приложения пользователя. Обеспечивается высокая компактность размещения всех объектов на диске и эффективность обработки данных.

Приложение БД, которое содержит программы VBA, может быть скомпилировано и сохранено в файле с расширением .mde .

Особенности таблиц БД Access

Обычно с документом в программах можно делать всё, что угодно, пока не настала пора его сохранить. Испортив неаккуратными действиями, можно вернуться к исходному документу, не сохраняя изменения. В БД это не так.

Таблицы БД не являются самостоятельными документами, а только сама БД – документ. Ей соответствует файл на диске. Структура таблиц – тоже документ. В некоторых системах она имеет отдельный файл, а вот в Access такого файла нет, но структура таблиц входит в состав общего файла БД наряду с запросами, формами, отчётами и другими объектами. При изменении структуры таблицы система управления БД всегда выдаёт запрос на сохранение изменений.

Но содержание таблиц – это совсем другое дело. Его нельзя сохранить принудительной командой или, наоборот, отказаться от его сохранения. Все изменения сохраняются автоматически в режиме реального времени. Режим реального времени означает, что, пока мы работаем с таблицей, происходит её непрерывное сохранение. Как только заканчивается ввод данных в одно поле и происходит переход к следующему полю, данные немедленно записываются на жёсткий диск. Начинающих это вводит в заблуждение. Экспериментируя с таблицами, надо знать, что все изменения, которые вносятся в их содержание, имеют необратимый характер. Нельзя что-то изменить, удалить, а потом отказаться от сохранения и вернуться к исходному варианту.

Эта особенность СУБД требует аккуратного отношения к работе с таблицами. Для экспериментов надо создавать отдельные копии базы или таблицы и работать с ними.

СУБД должны учитывать, что с базами могут одновременно работать много людей. В БД один пользователь, вносящий изменения в базу, блокирует только одну запись, с которой он работает, причём ненадолго. Как только ввод очередной записи завершается, она становится доступной всем инспекторам для просмотра, а некоторым (кому положено по должности) и для редактирования.

Если в локальной и глобальной сети с одной базой работают несколько пользователей, то каждый может видеть в режиме реального времени те изменения, которые вносят в данные его коллеги.

Создатели СУБД не могут полагаться на то, что конкретный пользователь не забудет своевременно дать команду сохранить. Они учитывают и то, что во время работы может произойти аварийное отключение электричества. Ни при каких условиях информация не должна теряться, поэтому все изменения данных немедленно и автоматически сохраняются на диске.

В СУБД Access процесс создания реляционной базы данных не ограничивается созданием таблиц, а включает также создание схем данных.

Схема данных наглядно отображает таблицы и связи между ними, а также обеспечивает использование связей при обработке данных. В схеме данных устанавливаются параметры обеспечения целостности связей в базе данных. Таким образом, осуществляется неразрывная связь внемашинного проектирования БД с этапом её создания с помощью СУБД.

Между записями двух таблиц (например, таблиц А и В) могут существовать следующие виды связей:

- «один к одному» (каждой записи из А соответствует одна запись из В, например, преподаватель читает только один предмет);

- «один ко многим» (каждой записи из А соответствует несколько записей из В, например, на кафедре работает несколько преподавателей);

- «многие к одному» (множеству записей из А соответствует одна запись из В, например, несколько студентов учатся в одной группе);

- «многие ко многим» (множеству записей из А соответствует множество записей из В, например, у нескольких студентов занятия ведут несколько преподавателей).

Интерфейс Access и его возможности

Access имеет характерный для всех приложений Windows удобный графический интерфейс, ориентированный на комфортную работу пользователя. Для работы с таблицами базы данных и другими объектами Access предоставляет многочисленные команды меню и контекстно-зависимые панели инструментов. Унификация интерфейса позволяет освоить его в короткое время. Пользователь имеет возможность переносить объекты БД и их элементы с помощью мыши. Например, любую таблицу или запрос можно перенести из окна БД в окно схемы данных. Для установления связей между таблицами можно переносить поля таблиц. Для размещения подчинённой формы в главной достаточно перенести в неё ранее созданную форму или таблицу. Возможен перенос таблиц и запросов Access в другие приложения, например, в Word и Excel. Можно выделить данные в форме или в объекте в режиме таблицы и перенести только их. Можно создать таблицу путём переноса с помощью мыши диапазона ячеек Excel в окно БД Access . Объекты других приложений (объекты OLE) могут быть перенесены в поле объекта OLE в таблицу или форму в режиме формы, а также в форму или отчёт в режиме конструктора.

В Access предусмотрено широкое использование технологии IntelliSense, которая помогает пользователю ориентироваться в выборе необходимых действий, и обеспечивает высокую производительность труда пользователя за счёт автоматизации выполнения основных функций. Выдача контекстно-зависимой справочной информации помогает принять решение, как лучше выполнить то или иное действие, или найти нужный инструмент в Access.

Справочная система Access 2000 построена на основе HTML и поэтому работа с ней не отличается от работы в программах просмотра Internet. Всплывающие подсказки кратко описывают назначение кнопок панели инструментов при установке курсора мыши на них. Кроме того, при использовании кнопки КОНТЕКСТНАЯ СПРАВКА (Что это такое?) появляются более содержательные всплывающие определения. В диалоговых окнах для получения справки об элементах используется кнопка СПРАВКА.

Мастера и конструкторы Access

Access предоставляет в распоряжение непрограммирующего пользователя разнообразные диалоговые средства, которые позволяют ему создавать приложения, не прибегая к разработке запросов на языке SQL или к программированию макросов или модулей на языке VBA.

Для автоматизации создания объектов БД – таблиц, запросов схемы и объектов приложения (форм, отчётов) используются специализированные средства, называемые конструктором. Конструктор предоставляет пользователю набор инструментов, с помощью которых можно быстро создать и модифицировать объект. Набор инструментов появляется в виде панели элементов при вызове конструктора.

Предусмотрено также автоматическое конструирование таблиц, форм, запросов, отчётов и их элементов с помощью программ мастеров и команд, начинающихся с приставки «авто». Практически для любых работ имеется мастер (wizard), список которых имеет вид: таблиц; баз данных; подстановок; простых запросов; перекрёстных запросов; по поиску дублированных записей; по поиску записей, не имеющих подчинённых; форм; отчётов; создания диаграмм; элемента управления; по анализу таблиц; сводных таблиц; по импорту; связанных таблиц; экспорта; почтовых наклеек; по защите баз данных; Web – публикаций.

Мастер таблиц предназначен для создания таблиц с помощью используемых шаблонов (заготовок). Все заготовки разбиты на две группы: для делового и личного применения. Принцип создания таблиц – отбор из всех существующих полей тех, которые должны входить в новую таблицу.

Мастер базы данных настраивает уже существующую заготовку в соответствии с требованиями пользователей. Исходным материалом при этом служат шаблоны баз данных – файлы типа .mdz . Они доступны на специальной вкладке в окне «Создание». При создании БД на основе готового решения формируется не только структура таблиц, но и связи между ними, формы, отчёты, макросы и т.д. Вот неполный перечень существующих шаблонов баз данных:

Адресная книга (ADDBOOK.MDZ);

Основные фонды (ASSETS.MDZ);

Контакты (CONTACTS.MDZ);

Мероприятия (EVTMGMT.MDZ);

Склад (IVVENTRY.MDZ);

Приём заказов (ORDPROC.MDZ);

Заказы на работы (SERVICE.MDZ) и др.

Мастер подстановок создаёт в поле таблицы раскрывающийся список значений из полей другой таблицы для выбора и ввода нужного значения. Мастер подстановок можно вызвать в режиме таблицы командой меню ВСТАВКА – СТОЛБЕЦ ПОДСТАНОВОК или в режиме Конструктора таблиц выбором типа данных этого поля – мастер подстановок.

Мастер простых запросов позволяет создавать простые запросы на выборку или запросы на выборку в виде итогового отчёта по данным одной или нескольких таблиц.

Мастер перекрёстных запросов формирует из взаимосвязанных таблиц или запросов БД таблиц, подобную электронной, в которой одно поле используется в качестве заголовков строк, второе – столбцов, а на их пересечении размещаются итоговые данные, рассчитываемые по значению третьего поля.

Мастера по поиску дублированных записей и записей, не имеющих подчинённых, могут использоваться как для нормализации таблиц, так и в других целях в соответствии с их предназначением.

Мастера по созданию форм и отчётов упрощают и ускоряют процесс создания однотабличных и многотабличных форм и отчётов. В диалоге с мастером пользователю достаточно выбрать таблицы и поля, которые необходимо включить в форму, выбрать источник основной и подчинённой части формы. Мастера по разработке форм и отчётов автоматически создают инструкцию SQL, описывающую источник записей для формы или отчёта, что избавляет пользователя от подготовки специального запроса. Созданные в полях таблиц списки наследуются при включении этих полей в форму или отчёт (поле со списком). Новая форма или отчёт могут наследовать фильтр, применённый к таблице – источнику записей.

Мастер создания диаграмм обеспечивает создание в формах и отчётах диаграмм, базирующихся на данных в таблицах или запросах.

Мастера элементов управления используются для конструирования элементов управления. К ним относится мастер групп и мастер кнопок. Первый используется для создания групп переключателей, второй для создания кнопок управления в режиме конструктора.

Мастер по анализу таблиц позволяет выполнить нормализацию данных базы. Мастер разделяет ненормализованную таблицу с дублированными данными на две или несколько таблиц меньшего размера, в которых данные сохраняются без повторений.

Наряду с мастером по анализу таблиц в меню СЕРВИС – АНАЛИЗ представлены команды:

- БЫСТРОДЕЙСТВИЕ, которая позволяет проанализировать основные характеристики объектов БД или базы в целом и выдаёт рекомендации по их изменениям для повышения эффективности работы с ней;

- АРХИВАРИУС, которая позволяет создать полное описание любого из объектов БД или базы целиком и распечатать или передать его в Word.

Мастер сводных таблиц – один из мастеров создания форм. Он вставляет сводную таблицу Excel в форму Access, используя Excel, чтобы создать объект «Сводная таблица» и Access, чтобы создать форму, в которую он вставляет объект. Сводные таблицы Excel являются мощным средством для быстрого и разностороннего анализа больших объёмов данных, которые могут объединять данные не только из таблиц Excel, но и из внешних баз. Перестраивая сводную таблицу, можно проанализировать данные в нужном разрезе, причём в форме данные будут немедленно пересчитаны в соответствии с новой настройкой. Сводная таблица, размещаемая мастером в форме, является внедрённым или связанным объектом OLE.

Мастера по импорту таблиц и объектов, вызываемые командой ФАЙЛ – ВНЕШНИЕ ДАННЫЕ – ИМПОРТ, позволяют импортировать их из внешнего файла в текущую базу, выполнив элементарные действия по выбору файла и нужных объектов. Импортировать данные можно из файла другой БД Access, а также из файлов Excel, Lotus, Paradox, dBase и других баз данных, для которых на компьютере установлены драйверы ODBC. Возможен импорт текстовых файлов и HTML таблиц и списков из Internet или Intranet в таблицы Access.

Мастер связанных таблиц, вызываемый командой ФАЙЛ – СВЯЗЬ С ТАБЛИЦАМИ, создаёт в текущей БД таблицы, связанные с таблицами во внешних файлах, но в отличие от мастера по импорту, не размещает новую таблицу в файле БД, а только устанавливает связь с источником данных этой таблицы. Эта таблица наряду с другими таблицами отображается в окне БД и также доступна для обработки. Внесённые в связанную таблицу изменения переносятся и сохраняются во внешнем файле, и наоборот, внесённые в файл изменения доступны в связанной таблице.

Мастера экспорта (ФАЙЛ – ЭКСПОРТ) позволяют экспортировать объекты (только один одновременно) БД в другие БД Access, в проекты Access, в БД многих других СУБД. Кроме того, объекты могут быть экспортированы в текстовые файлы (Мастер слияний), различные электронные таблицы, опубликованы на статистических динамических страницах Internet.

Мастер наклеек автоматизирует процесс создания почтовых наклеек на основе данных таблицы или запроса и предлагает многочисленные шаблоны наклеек различных типов. Этот мастер входит в группу мастеров создания отчётов.

Мастер защиты позволяет определить новые параметры защиты БД. Он создаёт новую незащищённую БД, в которую копируются все объекты из исходной БД, снимает все права, присвоенные членам группы пользователей, и затем защищает БД. По завершении работы мастера администратор может присвоить новые права доступа пользователям и группам.

Мастер Web-ПУБЛИКАЦИЙ запускается командой ФАЙЛ – СОХРАНИТЬ В ФОРМАТЕ HTML и позволяет создать документ с гиперссылками на основе объектов БД. Структура такого документа зафиксирована на языке HTML и доступна для редактирования. HTML – документы незаменимы при публикациях в Intranet и на локальных дисках. Достоинством таких документов является возможность их просмотра при помощи одной из самых модных ныне программ – MS Internet Explorer.

Режимы работы Access

Для того, чтобы начать работу в СУБД Access, необходимо на панели ЗАДАЧ нажать кнопку ПУСК и, открыв в главном меню Windows пункт ПРОГРАММЫ-MS OFFICE, выбрать программу MS Access и запустить её.

Сразу после запуска Access открывается окно, где предлагается выбрать один из следующих режимов работы:

- создать новую базу данных, полагаясь на своё знание Access;

- запустить МАКРОС по созданию базы данных;

- открыть существующую базу данных.

Это окно доступно только в начале работы с программой, а непосредственно при использовании программы доступ к режимам работы обеспечивается соответствующими пунктами меню или кнопками панели ИНСТРУМЕНТОВ Access .

Первые два режима обеспечивают внутримашинный этап создания БД. Создатель базы данных имеет возможность создавать в нём новые объекты, задавать их структуру, менять свойства полей таблиц, устанавливать необходимые связи. Он работает со структурой БД и имеет полный доступ к базе.

Включение режима создания новой базы данных сопровождается открытием окна ФАЙЛ НОВОЙ БАЗЫ ДАННЫХ. Оно относится к стандартным окнам, которые, в частности, позволяют открывать и сохранять файлы. В этом окне необходимо: выбрать папку, указать тип файла из списка и задать имя файла. Как только вы наберёте имя файла новой базы данных и нажмёте клавишу ENTER, файл получит расширение .mdb, а программа откроет окно новой базы данных.

Файлы, сохраняемые в Access , по умолчанию попадают в создаваемую при установке Windows папку МОИ ДОКУМЕНТЫ. Для изменения используемой по умолчанию папки для файлов новой БД необходимо войти в меню СЕРВИС – ПАРАМЕТРЫ – при этом открывается окно, где открывается вкладка ОБЩИЕ, где в поле РАБОЧИЙ КАТАЛОГ необходимо ввести путь к папке, в которой предполагается хранить новую базу данных. Эта команда доступна только при открытой БД.

По умолчанию при просмотре в Windows файлов зарегистрированного типа расширения не отображаются. Если необходимо видеть расширения файлов, надо в программах Windows ОБЗОР или МОЙ КОМПЬЮТЕР выполнить команду:

ВИД – СВОЙСТВА ПАПКИ – в окне открыть вкладку ВИД, где убрать флажок в переключателе НЕ ПОКАЗЫВАТЬ РАСШИРЕНИЯ ДЛЯ ЗАРЕГИСТРИРОВАННЫХ ТИПОВ ФАЙЛОВ.

Открытое окно новой базы данных содержит шесть вкладок – объектов БД Access: ТАБЛИЦЫ, ЗАПРОСЫ, ФОРМЫ, ОТЧЁТЫ, МАКРОСЫ, МОДУЛИ. На начальном этапе это окно пусто и там доступна только одна кнопка СОЗДАТЬ. Кроме того, там имеются кнопки ОТКРЫТЬ и КОНСТРУКТОР. Это окно можно раскрыть во весь экран двойным щелчком в полосе заголовка.

Кнопка СОЗДАТЬ служит для создания новых объектов Access, и её используют проектировщики базы. При её нажатии открывается окно создания выбранного объекта (ТАБЛИЦЫ, ФОРМЫ и т.д.), где перечислены инструменты для создания.

Кнопка ОТКРЫТЬ открывает выбранный объект. Если это таблица, то её можно просмотреть, внести новые записи или изменить те, что были введены ранее.

Кнопка КОНСТРУКТОР тоже открывает выбранный объект, но по-другому. Она открывает его структуру и позволяет править не содержание, а устройство. Если открыта таблица в режиме КОНСТРУКТОРА, то в неё можно вводить новые поля или изменять свойства существующих полей. Если это форма, в ней можно изменять или создавать элементы управления. Этот режим тоже предназначен для проектировщиков.

Режим создания новой базы данных с помощью Мастера баз данных позволяет построить БД на основе готового решения или шаблона базы данных соответствующей предметной области.

Режим открытия существующей базы данных позволяет загружать файлы БД, настроек, рабочих групп или MDE-файлы. Окно ОТКРЫТИЕ ФАЙЛА БД содержит стандартные для программы Microsoft средства поиска файлов.