Опис БД

Мова опису даних (ЯОД) - Засоби опису даних у БД та зв'язків між ними. Засобами цієї мови описується структура БД, формати записів, паролі, які захищають дані.

Мова маніпулювання даними (ЯМД) - мова для виконання операцій над даними, дозволяє змінювати їх будову.

Для різних СУБД реалізація цих рівнів мов може бути різною. В одних випадках ЯОД і ЯМД вимагає складання користувачем програми повністю "вручну", в інших (що відображає сучасну тенденцію) в СУБД є засоби візуальної (зримою, наочної) розробки програм. Для цього в сучасних СУБД є редактори екранних форм, звітів. "Цегла" (інструментами) таких редакторів є поля різних видів (перемикачі, поля виводу, обчислювані поля), процедури обробки різних типів (форми введення, таблиці, звіти, запити). На підставі створених користувачем об'єктів програми - генератори формують програмний код на мові конкретної машини або на проміжному мовою.

2.3 Структура найпростішої бази даних

Відразу пояснимо, що якщо в базі немає ніяких даних (порожня база), то це все одно повноцінна база даних. Цей факт має методичне значення. Хоча даних в базі і немає, але інформація в ній все-таки є - це структура бази. Вона визначає методи занесення даних і зберігання їх в базі. Найпростіший «некомп'ютерним» варіант бази даних - діловий щоденник, в якому кожному календарному дню виділено по сторінці. Навіть якщо в ньому не записано ні рядка, він не перестає бути щоденником, оскільки має структуру, чітко відрізняє його від записних книжок, робочих зошитів та іншої папером продукції.

Бази даних можуть містити різні об'єкти. Основними об'єктами будь-якої бази даних є її таблиці. Найпростіша база даних має хоча б одну таблицю. Відповідно, структура найпростішої бази даних тотожно дорівнює структурі її таблиці.

Структуру двовимірної таблиці утворюють стовпці і рядки. Їх аналогами в найпростішої базі даних є поля і записи. Якщо записів в таблиці поки немає, значить, її структура утворена тільки набором полів. Змінивши склад полів базової таблиці (або їх властивості), ми змінюємо структуру бази даних і, відповідно, отримуємо нову базу даних.

2.4 Властивості полів бази даних

Поля бази даних не просто визначають структуру бази - вони ще визначають групові властивості даних, записуваних в комірки, що належать кожному з полів. Нижче перераховані основні властивості полів таблиць баз даних на прикладі СУБД Microsoft Access.

Ім'я поля - визначає, як слід звертатися до даних цього поля при автоматичних операціях з базою (за замовчуванням імена полів використовуються як заголовків стовпців таблиць).

Тип поля - визначає тип даних, які можуть міститися в даному полі.

Розмір поля - визначає максимальну довжину (в символах) даних, які можуть розміщуватися в даному полі.

Формат поля - визначає спосіб форматування даних в комірках, що належать поля.

Маска вводу - визначає форму, в якій вводяться дані а поле (засіб автоматизації введення даних).

Підпис - визначає заголовок стовпця таблиці для даного поля (якщо підпис не вказана, то в як заголовок стовпця використовується властивість Ім'я поля).

Значення за замовчуванням - те значення, яке вводиться в комірки поля автоматично (засіб автоматизації введення даних).

Умова на значення - обмеження, яке використовується для перевірки правильності введення даних (засіб автоматизації введення, яке використовується, як правило, для даних, що мають числовий тип, грошовий тип або тип дати).

Повідомлення про помилку - текстове повідомлення, яке видається автоматично при спробі введення в поле помилкових даних.

Обов'язкове поле - властивість, що визначає обов'язковість заповнення цього поля при наповненні бази.

Порожні рядки - властивість, що дозволяє введення порожніх строкових даних (від властивості Обов'язкове поле відрізняється тим, що відноситься не до всіх типів даних, а лише для деяких, наприклад до текстових).

Індексовані полі - якщо поле володіє цією властивістю, всі операції, пов'язані з пошуком або сортуванням записів за значенням, що зберігається в даному полі, істотно прискорюються. Крім того, для індексованих полів можна зробити так, що значення в записах будуть перевірятися по цьому полю на наявність повторів, що дозволяє автоматично виключити дублювання даних.

Оскільки в різних полях можуть міститися дані різного типу, то й властивості у полів можуть відрізнятися в залежності від типу даних. Так, наприклад, список вищевказаних властивостей полів відноситься в основному до полів текстового типу. Поля інших типів можуть мати або не мати ці властивості, але можуть додавати до них і свої. Наприклад, для даних, що представляють дійсні числа, важливим властивістю є кількість знаків після десяткової коми. З іншого боку, для полів, що використовуються для зберігання малюнків, звукозаписів, відео кліпів та інших об'єктів OLE, більшість вищевказаних властивостей не мають сенсу.

2.5 Типи даних

Таблиці баз даних, як правило, допускають роботу з набагато великою кількістю різних типів даних. Так, наприклад, бази даних Microsoft Access працюють з наступними типами даних.

Текстовий - тип даних, що використовується для зберігання звичайного неформатованого тексту обмеженого розміру (до 255 символів).

Числовий - тип даних для зберігання дійсних чисел.

Поле Мемо - спеціальний тип даних для зберігання великих обсягів тексту (до 65 535 символів). Фізично текст не зберігається в полі. Він зберігатися в іншому місці бази даних, а в полі зберігатися покажчик на нього, але для користувача такий поділ помітно не завжди.

Дата/час - тип даних для зберігання календарних дат та поточного часу.

Грошовий - тип даних для зберігання грошових сум. Теоретично, для їх запису можна було б користуватися і полями числового типу, але для грошових сум є деякі особливості (наприклад, пов'язані з правилами округлення), які роблять більш зручним використання спеціального типу даних, а не настройку числового типу.

Счетчик - спеціальний тип даних для унікальних (не повторюються у полі) натуральних чисел з автоматичним нарощуванням. Природне використання - для порядкової нумерації записів.

Логічний - тип для зберігання логічних даних (можуть приймати тільки два значення, наприклад Так або Ні).

Гіперпосилання - спеціальне поле для зберігання адрес URL Web-об'єктів Інтернету. При натисканні на посилання автоматично відбувається запуск броузера і відтворення об'єкта в його вікні.

Майстер підстановок - це не спеціальний тип даних. Це об'єкт, настроюванням якого можна автоматизувати введення даних у поле так, щоб не вводити їх вручну, а вибирати їх із списку, що розкривається.

2.6 Безпека баз даних

Бази даних - це теж файли, але робота з ними відрізняється від роботи з файлами інших типів, що створюються іншими додатками. Вище ми бачили, що всю роботу по обслуговуванню файлової структури бере на себе операційна система. Для бази даних пред'являються особливі вимоги з точки зору безпеки, тому в них реалізований інший підхід до збереження даних.

Бази даних - це особливі структури. Інформація, яка в них міститься, дуже часто має суспільну цінність. Нерідко з однією і тією ж базою працюють тисячі людей по всій країні. Від інформації, яка міститься в деяких базах, може залежати добробут багатьох людей. Тому цілісність вмісту бази не може і не повинна залежати ні від конкретних дій якогось користувача, який забув зберегти файли перед завершенням роботи комп'ютера, ні від перебоїв у електромережі.

Проблема безпеки баз даних вирішується тим, що в СУБД для збереження інформації використовується подвійний підхід. У частині операцій, як завжди, бере участь операційна система комп'ютера, але деякі операції збереження відбуваються в обхід операційної системи. Проектування баз даних

3.1 Режими роботи з базами даних

Зазвичай з базами даних працюю дві категорії користувачів. Перша категорія - проектувальники. Їх завдання полягає у розробці структури таблиць бази даних і узгодження її із замовником. Крім таблиць проектувальники розробляють та інші об'єкти бази даних, призначені, з одного боку, для автоматизації роботи з базою, а з іншого боку - для обмеження функціональних можливостей роботи з базою (якщо це необхідно з міркувань безпеки). Проектувальники не наповнюють базу конкретними даними, (замовник може вважати їх конфіденційними і не надавати стороннім особам). Виняток становить експериментальне наповнення модельними даними на етапі налагодження об'єктів бази.

Друга категорія виконавців, що працюють з базами даних, - користувачі. Вони отримують вихідну базу даних від проектувальників і займаються її наповненням та обслуговуванням. У загальному випадку користувачі не мають засобів доступу до управління структурою бази - Тільки до даних, та й то не до всіх, а до тих, робота з якими передбачена на конкретному робочому місці.

Відповідно СУБД має два режими роботи: проектувальний і призначений для користувача. Перший режим призначений для створення або зміни структури бази і створення її об'єктів. У другому режимі відбувається використання раніше підготовлених об'єктів для наповнення бази або отримання даних з неї.

3.2 Об'єкти бази даних

3.2.1 Таблиці

Таблиці - це основні об'єкти будь-якої бази даних. По-перше, в таблицях зберігаються всі дані, наявні в базі, а по-друге, таблиці зберігають і структуру бази (поля, їх типи і властивості).

3.2.2 Запити

Ці об'єкти служать для отримання даних з таблиць і надання їх користувачеві в зручному вигляді. З допомогою запитів виконують такі операції як відбір даних, їх сортування і фільтрацію. За допомогою запитів можна виконувати перетворення даних за заданим алгоритму, створювати нові таблиці, виконувати автоматичне наповнення таблиць даними, імпортованими з інших джерел, виконувати найпростіші обчислення в таблицях і багато іншого.

3.2.3 Форми

Якщо запити - це спеціальні засоби для відбору та аналізу даних, то форми - це кошти для введення даних. Сенс їх той самий - надати користувачеві засоби для заповнення лише тих полів, які йому заповнювати положе?? о. Одночасно з цим у формі можна розмістити спеціальні елементи управління (лічильники, що розкриваються списки, перемикачі, прапорці та інше) для автоматизації введення. Переваги форм розкриваються особливо наочно, коли відбувається введення даних з заповнених бланків. У цьому випадку форму роблять графічними засобами так, щоб вона повторювала оформлення бланка - це помітно спрощує роботу складача, знижує його стомлення і запобігає появі друкарських помилок.

3.2.4 Звіти

По своїх властивостях і структурі звіти багато в чому схожі на форми, але призначені тільки для виводу даних, причому для висновку не на екран, а на принтер. У зв'язку з цим звіти відрізняються тим, що в них прийняті спеціальні заходи для групування виведених даних і для виведення спеціальних елементів оформлення, характерних для друкованих документів.

3.2.5 Сторінки

Це спеціальні об'єкти баз даних, реалізованих в останній версії СУБД Microsoft Access (Access 2000). Правда, більш коректно їх називати сторінками доступу до даних. Фізично це особливий об'єкт, виконаний в коді HTML, що розміщується на Web-сторінці і передається клієнту разом з нею. Сам по собі цей об'єкт не є базою даної, але містить компоненти, через які здійснюється зв'язок переданої Web-сторінки з базою даних, що залишається на сервері. Користуючись цими компонентами, відвідувач Web-сайту може переглядати записи бази в полях сторінки доступу. Таким чином, сторінки доступу до даних здійснюють інтерфейс між клієнтом, сервером і базою даних, розміщеної на сервері. Ця база даних не обов'язково повинна бути базою даних Microsoft Access. Сторінки доступу, створені засобами Microsoft Access, посволяют працювати також з базами даних Microsoft SQL Server.

3.2.6 Макроси та модулі

Ці категорії об'єктів призначені як для автоматизації повторюваних операцій при роботі з СУБД, так і для створення нових функцій шляхом програмування. В СУБД Microsoft Access макроси складаються з послідовності внутрішніх команд СУБД і є одним із засобів автоматизації роботи з базою. Модулі створюються засобами зовнішнього мови програмування, в даному випадку мови Visual Basic for Applications. Це один із засобів, з допомогою яких розробник бази може закласти в неї нестандартні функціональні можливості, задовольнити специфічне вимогу замовника, підвищити швидкодію системи управління, а також рівень її захищеності.

3.3 Проектування бази даних

Методично правильно починати роботу з олівцем і аркушем паперу в руках, не використовуючи комп'ютер. На даному етапі він просто не потрібен. Неоптимальні рішення і прямі помилки, закладені на етапі проектування, згодом дуже важко усуваються, тому цей етап є основним.

3.4 Розробка технічного завдання

Технічне завдання на проектування бази даних повинен надати замовник. Однак для цього він повинен володіти відповідною термінологією і знати, хоча б у загальних рисах, технічні можливості основних СУБД. На жаль, на практиці такий стан зустрічається не завжди. Тому зазвичай використовують такі підходи:

Демонструють замовнику роботу аналогічної бази даних, після чого погоджують специфікацію відмінностей;

Якщо аналога немає, з'ясовують коло завдань і потреб замовника, після чого допомагають йому підготувати технічне завдання.

При підготовці технічного завдання складають:

Список вихідних даних, з якими працює замовник;

Список вихідних даних, які необхідні замовнику для управління структурою свого підприємства;

Список вихідних даних, які не є необхідними для замовника, але які він повинен надати в інші організації (до вищих структур, до органів статистичного обліку, інші адміністративні та контролюючі організації).

При цьому дуже важливо не обмежуватися взаємодією з головним підрозділом замовника, а провести обговорення з усіма службами і підрозділами, які можуть виявитися постачальниками даних у базу або їх споживачами.

3.5 Розробка структури бази даних

З'ясувавши основну частину даних, які замовник споживає або поставляє, можна приступати до створення структури бази, тобто структури її основних таблиць.

1. Робота починається зі складання генерального списку полів - він може налічувати десятки і навіть сотні позицій.

2. Відповідно з типом даних, що розміщуються в кожному полі, визначають найбільш підходящий тип для кожного поля.

3. Далі розподіляють поля генерального списку з базових таблиць. На першому етапі розподіл виробляють за функціональною ознакою. Мета - забезпечити, щоб введення даних в одну таблицю вироблявся, по можливості, в рамках одного підрозділу, а ще краще - на одному робочому місці.

4. У кожній з таблиць намічають ключове поле. Як такий вибирають поле, дані в якому повторюватися не можуть. Наприклад, для таблиці даних про студентів таким поле може служити індивідуальний шифр студента. Для таблиці, в якій міститися розклад занять, такого поля можна і не знайти, але його можна створити штучним комбінуванням полів «Час заняття» і «Номер аудиторії ». Ця комбінація не повторимо, так як в одній аудиторії в один і той же час не ухвалено проводити два різні заняття. Якщо в таблиці взагалі немає ні яких полів, які можна було б використовувати, як ключові, завжди можна ввести додаткове поле типу Счетчик - воно не може містити повторюваних даних за визначенням.

5. За допомогою олівця і паперу розкреслюють зв'язку між таблицями. Такий креслення називається схемою даних. Існує кілька типів можливих зв'язків між таблицями. Найбільш поширеними є зв'язку «один до багатьох» і «один до одного». Зв'язок між таблицями організовується на основі загального поля, причому в одній з таблиць воно обов'язково повинно бути ключовим, тобто на боці «один» має виступати ключове поле, що містить унікальні, неповторним значення. Значення на стороні «багато» можуть повторюватися.

6. Розробкою схеми даних закінчується «паперовий» етап роботи над технічною пропозицією. Цю схему можна узгодити із замовником, після чого приступати до безпосереднього створення бази даних.

Слід пам'ятати, що по ходу розробки проекту замовнику неодмінно будуть приходити в голову нові ідеї. На всіх етапах проектування він прагне охопити єдиною системою все нові і нові підрозділи і служби підприємства. Можливість гнучкого використання його побажань багато в чому визначається кваліфікацією розробника бази даних. Якщо схема даних складена правильно, підключати до бази нові таблиці неважко. Якщо структура бази нераціональна, розробник може зазнати серйозні труднощі і ввійти в суперечність із замовником. Протиріччя виконавця з замовником завжди свідчать про недостатню кваліфікацію виконавця. Саме з цього етап попереднього проектування бази даних слід вважати основним. Від його успіху залежить, наскільки база даних стане зручним, і чи будуть з нею працювати користувачі. Якщо зазначається, що користувачі бази «саботують» її експлуатацію і вважають за краще працювати традиційними методами, це говорить не про низьку кваліфікації користувачів, а про недостатньої кваліфікації розробника бази.

На цьому етапі завершується попереднє проектування бази даних, і на наступному етапі починається її безпосередня розробка. З цього моменту слід почати роботу з СУБД.

Список використаної літератури

1. Інформатика. Базовий курс/Симонович С.В. и др. - СПб: Издательство «Питер», 2000. - 640с.

2. Інформатика. Учебное пособие/Под ред. В.Г. Кірія. - Іркутськ: ІрГТУ, 1998 частина 2. - 382с.

3. Інформатика. Навчальний посібник/Ломтадзе В.В., Шишкіна Л.П. - Іркутськ: ІрГТУ, 1999. - 116с.