Информационные системы и экспертные работы

- длина (количество цифр или  букв);

- точность для числовых данных.

Для описания объекта в базе данных используется набор полей, в каждом из которых записано значение какого-либо атрибута, описывающего объект. Такой  набор полей записывается в виде строки, называемой также записью.

Таких однотипных записей может  быть достаточно много (тысячи и даже миллионы). В совокупности однотипные записи вместе с оглавлениями столбцов образуют таблицы базы данных.

В каждом столбце таблицы базы данных расположены значения одного и того же атрибута для различных однотипных объектов, принадлежащих описываемой  предметной области.

В случае, если типов объектов много, для их описания используется набор  таблиц. Поскольку объекты предметной области взаимосвязаны, то связанными оказываются и описания этих объектов, представленные в виде записей в  различных таблицах.

                                            столбец                                                                                                                                               

                                                                   поле                                               запись

Рис.2.2. Поля, записи и столбцы в таблице

 

2.3. Модели баз данных

 

Любая база данных создается на основании  модели данных.

Модель данных представляет собой  совокупность структур данных, ограничений  целостности базы данных и операций по обработке данных.

В настоящее время в  базах данных используются в основном следующие модели данных:

- иерархическая модель  данных;

- сетевая модель данных;

- реляционная модель  данных.

В иерархической модели данных объекты базы данных связаны  между собой иерархическими отношениями, образующими ориентированный граф в виде перевернутого дерева (рис.2.3.).

Уровень 1                                                 А

                                                          

  Уровень 2                   В1                В2       В3                       В4                      В5      

 

Уровень 3    С1           С2        С3     С4   С5              С6        С7         С8

Рис.2.3. Графическое  изображение иерархической структуры  базы данных

 

К основным понятиям иерархической  структуры относятся: уровень, элемент (узел), связь.

Узел – это совокупность атрибутов  данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящимся  на более высоком уровне. Иерархическое  дерево имеет только одну вершину (корень дерева) и не подчиненную другим вершинам. Зависимые (подчиненные узлы) находятся на втором, третьем и  т.д. уровнях.

К каждой записи базы данных существует только один путь от корневой записи.

В сетевой структуре используются те же основные понятия, что и в иерархической модели – уровень, узел, связь. Однако в этой модели каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

Достоинством обоих типов моделей  является их гибкость (это особенно относится к сетевой модели), что  позволяет адекватно представить  самые различные отношения между  объектами.

К недостаткам следует отнести  сложность поиска, необходимость  знания пользователем множества  деталей настройки и типов  связей между элементами базы данных, проблемы с обеспечением целостности  и единственности данных.

Базы данных указанных типов  использовались в основном в 60-70-х  годах 20-го века и затем были вытеснены  реляционными моделями данных. В настоящее  время иерархическая и структурная  модели используются  не для работы с данными, а со знаниями.

А

C

H

D

G

E

L

В

 

 

 

 

 

Рис.2.4. Графическое  изображение сетевой структуры

 

Реляционная модель данных

В реляционной модели данные представлены в виде набора таблиц. Структура  базы данных определяется установлением  связей между таблицами с помощью  так называемых индексов или ключей.

Каждая реляционная таблица  представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

- каждый элемент таблицы –  один элемент данных;

- все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце  имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д) и длину;

- каждый столбец имеет уникальное  имя;

- одинаковые строки в таблице  отсутствуют;

      - порядок следования строк и  столбцов может быть произвольным.

Пример реляционной таблицы (информация о товарах):

№ п/п	Товар	№ накладной	Дата выдачи	К-во, штук	Поставщик	Покупатель
1	Видеоплаты	2231	10.10.04	1000	ООО «Кристалл	ООО«Комп»
2	Мониторы	2232	12.10.04	20	ООО «Украина»	ООО«Комп»
3	Процессоры	1234	12.10.04	2000	ООО «Украина»	ООО«Комп»

 

Поле (столбец), каждое значение которого однозначно определяет соответствующую  запись (строку, кортеж), называется простым  ключом или просто ключом (ключевым полем). В показанном выше примере  ключом является порядковый номер записи. В качестве ключа могут служить  такие показатели, как номер приказа  или номер накладной (на одном  и том же предприятии). Если записи однозначно определяются не одним полем, а несколькими, то набор этих полей  образует составной ключ. Например, в качестве сосавного ключа может  быть использована фамилия, имя и  отчество сотрудника вместе с адресом (такой набор уникален для каждого  человека).

Чтобы связать две таблицы в  базе данных, необходимо ключ из первой таблицы включить (в качестве дополнительного  поля) также и во вторую таблицу, или, наоборот, ключ из второй таблицы  добавить в первую.

Ключи являются принципиально необходимыми элементами баз данных, отличающих их от таблиц (создаваемых, например, средствами Excel). С помощью ключей организуются связи между таблицами, обработка данных, запросы, модификация таблиц, быстрое создание новых, более удобных для решения текущих задач таблиц и многое другое.

Ключи используются во всех реляционных  СУБД, к наиболее распространенным из которых относятся Oracle, Informix, Access.

2.4. СУБД Microsoft Access

 

Одной из наиболее простых и доступных  СУБД является Microsoft Access. Рассмотрим типичные элементы базы данных на примере этой СУБД. При этом многие важные элементы, используемые в более развитых базах данных, окажутся опущенными (в частности, администрирование, работа в сети, безопасность и т.д.), но тем не менее, приведенных данных достаточно для того, чтобы познакомиться с деятельностью обычного пользователя СУБД.

Система управления базами данных Microsoft Access входит в состав Microsoft Office и работает в среде Windows.

Access всех версий для хранения и работы с данными использует реляционную модель данных. Основными элементами Access являются: таблицы баз данных, запросы, формы, отчеты, модули и макросы.

При открытии или создании базы данных Microsoft Access открывается окно базы данных с набором закладок, каждая из которых содержит один из шести объектов, указанных в списке.

Таблицы баз данных создаются пользователем  для хранения данных, относящихся  к объектам предметной области. Таблицы представляют собой основной объект хранения данных. Например, одна таблица может содержать данные о товарах, другая - о производителях, третья – о поставщиках этих товаров и т.д. Эти отдельные таблицы связываются воедино. Комбинация всех таблиц и их взаимных связей составляет «фундамент» базы данных.

Запросы создаются пользователем  для выборки необходимых данных из одной или нескольких взаимосвязанных  таблиц.

Формы предназначены для введения, просмотра и редактирования взаимосвязанных  данных в базе в удобном виде.

Отчеты предназначены для формирования выходного документа. Как правило, этот документ выводится на печать.

Макросы – это небольшие программы,  созданные пользователем с использованием встроенных в Access  средств, и позволяющие быстро выполнять стандартные наборы действий.

Модули – это более сложные  чем макросы программы, созданные  на языке программирования Visual BASIC. Обычно они используются как самостоятельные приложения, предназначенные для:

- автоматизации  многих  стандартных  задач управления  базами данных;

- разработки пользовательских приложений, например, для бухгалтерского учета,  налоговой отчетности и т.д.;

- обработки данных, расположенных  на других компьютерах;

- реализации функций, не доступных  стандартной среде Access.

Таблицы предназначены для ввода, хранения и редактирования данных. Однако, таблицы в Access больше, чем просто хранилище записей данных. Помимо собственно данных, таблицы Access содержат:

- информацию о внешнем виде  таблицы (шрифте для отображения  текстовых данных, ширине столбцов, цвете и фоне и др.);

- информацию о свойствах таблицы  как целого (связях между полями  таблиц, ключевых полях и т.д.);

- информацию о свойствах полей.

Под структурой таблицы  понимают ее состав (количество, порядок  следования, типы и свойства полей).

Поля как объекты  базы данных, к которым в процессе работы происходит обращение и над  которыми могут выполняться различные  операции, обладают определенными свойствами. К свойствам полей относят:

- имя, которое в пределах базы должно быть уникальным;

- тип данных.  В зависимости от значения свойства поля «тип данных» Microsoft   Access выделяет для хранения информации различное   место,   по-разному   эти   данные   интерпретирует, допускает над данными различных типов   разные   операции;

- размер поля - максимальное число символов, которое может в нем поместиться. Для числовых полей и полей некоторых других данных размер поля (длина) определяется их типом.

С организационной точки зрения в работе с любой базой данных выделяют два различных режима: проектировочный  и эксплуатационный.

Первый режим предназначен для разработчика (проектировщика) базы данных, который имеет право создавать в ней новые объекты (например, новые таблицы), задавать их структуру, определять и менять свойства полей, устанавливать связи. Такой специалист как разработчик базы имеет к ней полный доступ. У одной базы может быть один, два или несколько разработчиков.

Второй режим предназначен для  пользователей. Пользователь базы - это лицо, которое наполняет базу информацией, обрабатывает данные с помощью запросов, получает результаты работы с базой в виде результирующих таблиц и отчетов. У одной базы могут быть миллионы пользователей, и, конечно, доступ к структуре базы данных для них закрыт.

Важно отметить, что при  одновременной работе с базой  данных никакой монополизации базы не происходит. Пользователь, работающий с базой, блокирует только ту запись, с которой он в данный момент работает. Как только он завершает работу с  записью, она становится доступной  для использования другими пользователями.  

2.5. Технология создания баз данных

 

Объекты базы, а именно: таблицы, запросы, формы и отчеты, - можно создавать  разными способами: автоматически, вручную, с помощью Мастера.

Эти способы отличаются друг от друга уровнем «автоматизации», и, естественно, первый способ — это  автоматизация высшего уровня, которая  достигается либо «Импортом таблиц», либо «Связью с таблицами».