Тема : бази даних та їх типи. Системи управління базами даних (СУБД). Призначення та основні функції СУБД.

Мета

дидактична: Розповісти студентам про різних програмах зберігання, пошуку і сортування інформації. Дати основні поняття: Системи управління базами даних (СУБД); Бази даних (БД); Структура бази даних; Таблиця бази даних; Запит у базах даних; Форма у базі даних; Звіт в базі даних; Програми; Реалізації СУБД.

розвиваюча: Розвивати знання студентів у галузі інформаційних технологій.

виховна: Показати важливість знань і умінь у сфері інформаційних комп'ютерних технологій, а саме технологій зберігання, пошуку і сортування інформації.

Вид занять : лекція.

Література :

1. Інформатика. Комп'ютерна техніка. Комп'ютерні технології: Підручник для студентів вищих навчальних закладів / За ред. О.І. Пушкаря. — К.: Видавничий центр "Академія", 2002.

2. Слєдзінський І.Ф., Василенко Я.П. Основи інформатики. Посібник для студентів педагогічних вищих закладів освіти.- Тернопіль: ТДПУ, 2003.-109 с.

3. Андреев А.Г., Беззубов Е.Ю., Емельянов М.М. и др. Новые технологии Windows 2000 /Под ред. А.Н. Чекмарева — СПб: БХВ - Санкт-Петербург, 1999.

4. Основы современных компьтерных технологий : Учебное пособие/ Под ред. А. Д. Хоменко— СПб.: КОРОНА-принт, 1998.

5. Информатика. Базовый курс / Симонович С.В. и др.— СПб.: Издательство "Питер", 1999

6. Дибкова JI.M. Інформатика та комп'ютерна техніка: Посібник для студентів вищих навчальних закладів. — К.: "Академвидав", 2002.

7. Питер Нортон, Джон Гудмен. Внутренний мир персональных компьютеров, 8-е издание. Избранное от Питера Нортона: Пер. с англ./ Питер Нортон, Джон Гудмен — К.: И-во "ДиаСофт", 1999.

План

• Бази даних та їх типи. Системи управління базами даних (СУБД). Призначення та основні функції СУБД.

• Робота з таблицями в реляційних базах даних. Режими створення таблиць, введення даних, редагування.

• Створення форм.

• Запити при роботі з базами даних. Призначення та основні типи запитів.

Хід заняття

1. Організаційний етап.

Привітання зі студентами. Виявлення кількості відсутніх.

Перевірка готовності до заняття.

2. Повідомлення теми.

Ми починаємо вивчення теми «Бази даних». У нас буде одна лекція і чотири практичні, після яких Ви напишете контрольну в тестовій формі.

2. Вивчення нової теми.

Бази даних та їх типи. Системи управління базами даних (СУБД). Призначення та основні функції СУБД.

У зв'язку з розвитком інформаційних ресурсів, появою нових інформаційних та інформаційно-пошукових систем з'явилась необхідність зберігати та опрацьовувати великі набори даних.

Давайте розглянемо поняття дані. Що таке, на вашу думку, дані? Дані - будь-яка інформація, яку потрібно зберегти в комп'ютері до якої звертаються для

одержання відповідей; оновлення інформації; видалення інформації; додавання нової інформації.

Дані - інформаційні об'єкти, які мають свої властивості, а також зв'язки. Оберемо конкретну інформаційну область «Університет». Іншими словами предметну область. Що нас може цікавити в університеті, які об'єкти, складові?

студенти; предмети; аудиторії; оцінки;

період навчання.

Ефективна обробка даних ставить перед розробниками програмного забезпечення ряд задач: як організувати інформацію в пам'яті комп'ютерів, які операції по її обробці є найбільш зручними та потрібними. Розвиток методів розв' язання таких задач привів у 60-х роках XX століття до появи поняття бази даних, яке є одним із центральних в інформатиці.

Під базою даних (БД) розуміють сукупність взаємозв'язаних та спеціальним чином організованих даних деякої предметної області, які зберігаються на зовнішніх носіях інформації і доступ до яких мають різні користувачі для розв'язання своїх задач.

БД є інформаційною моделлю зовнішнього світу. У ній зберігаються відомості про об'єкти, їх властивості та характеристики.

Вимоги до пам'яті, яка потрібна для збереження БД:

• вона повинна бути довготривалою, оскільки дані з БД для розв'язування задач використовуються неодноразово;

• мати прямий (а не послідовний) доступ до даних, як цього вимагають сучасні методи обробки даних.

Таким вимогам в даний час задовольняє пам' ять на магнітних дисках.

За способом подання інформації із предметної області БД поділяють на фактографічні та документальні. У БД фактографічного типу фіксуються дані про події, явища, процеси, а також їх характеристики. У БД документального типу зберігаються набори документів, які містять інформацію про стан деякої предметної області.

Перед створенням БД вибирають модель подання даних в ній, яку ще називають її типом. На даний час найбільш широко використовуються ієрархічна, мережева тареляційна моделі даних (відповідно типи БД).

В ієрархічній БД відношення між різними типами записів мають деревоподібну структуру. Елементи такого дерева відношень називають вузлами. На найвищому рівні ієрархії є вузол, який не підпорядковується жодному іншому, він називається коренем дерева. Кожний інший вузол підпорядковується тільки одному вищестоящому.

У мережевих БД кожний елемент (тип записів) може мати довільні зв'язки з будь- якими іншими. Тут між елементами різних рівнів існують двосторонні зв'язки.

Найбільшого розповсюдження набула реляційна модель, основним способом подання даних в якій є двомірна таблиця. Зв'язки між записами різних типів тут організовуються через спільні поля. Кожний файл даних в такій моделі містить дані, які можна подати у вигляді таблиці, колонки якої відповідають окремим полям, а рядки — записам. Кожна колонка таблиці має ім'я і містить однорідні дані (однакового типу). Перевагою таких БД є наглядність і зрозумілість організації даних, швидкість пошуку потрібних даних. У БД реляційного типу зручно здійснювати сортування даних, вибірку даних, що задовольняють певним умовам. До реляційних БД можна звести ієрархічні та мережеві БД.

Уже при роботі з першими БД виявилось, що на створення програмного забезпечення для кожної з них витрачається багато часу і зусиль. Тому виникла необхідність в розробці програм універсального характеру відносно змісту тієї інформації, яка зберігається в БД. Це спричинило появу систем керування БД як універсального інструменту для створення та експлуатації баз даних.

Під системою керування базами даних (СКБД) розуміють таку програмну систему, яка забезпечує виконання всіх операцій, які пов'язані із створенням БД, збереженням її на магнітних носіях, обробкою даних, що міститься в БД, розв'язанням прикладних задач, формуванням звітів та підсумкових документів.

Функціями СКБД є:

• можливість здійснювати опис даних та змінювати їх структуру;

• маніпулювання даними: виконання над даними операцій, які дозволять розв' язувати різні задачі;

• можливість формувати звіти;

• реалізація запитів;

• наявність діалогових засобів спілкування з користувачем.

Існує чимало різних СКБД. Вони відрізняються внутрішньою архітектурою, командною мовою, працюють під керівництвом різних операційних систем. До СКБД, які встановлюються в невеликих організаціях і орієнтовані на роботу з кінцевими користувачами, належать FoxPro, Access, Paradox. Складнішими є розподілені СКБД, які призначені для роботи з великими базами даних, розподілених на кількох серверах. Потужними СКБД такого типу є Oracle, Sybase, Informix.

Робота з таблицями в реляційних базах даних. Режими створення таблиць, введення даних, редагування.

З

БД реляційного типу зберігаються у файлах даних, що містять одну або більше таблиць. Кожна таблиця даних — це послідовність записів певної структури. Записи — інформаційні структуровані одиниці, які складаються з полів. Кожне поле має своє ім'я і атрибути: тип даних, які в нього заносяться та довжину — кількість символьних позицій. Проектуючи БД, потрібно у структуру записів включити такі поля, які відображають характеристики об'єктів та зв'язки між ними.

Розглянемо порядок створення БД та заповнення її інформацією на прикладі СУБД Microsoft Access. Базу даних в Access створюють у вигляді однієї чи декількох таблиць. Для цього після запуску програми треба виконати таку послідовність команд: Файл/Создать; на закладці Общие вибрати База данных/Ok; вибрати потрібну папку і надати файлу назву; Создать; активізувати режим Создание таблицы в режиме конструктора.

Далі описується задається структура записів таблиці, тобто вказуються назви полів, їхні типи та властивості, визначені користувачем під час аналізу конкретної задачі. Структура визначає послідовність розташування даних у записі на фізичному носії і вигляд даних на екрані.

Наведемо приклади назв, типів і значень полів.

Назва поля	Тип поля	Значення поля
Прізвище	Текстовий	Артист І. О.
Телефон	Числовий	972216
Дата народження	Дата	12-24-80
Меморандум	MEMO	Текст про хобі
Оклад	Грошовий	290 грн.
Номер у списку	Лічильник	5
Нагороди	Логічний	Так
Біографія	Гіперпосилан ня	Текстовий файл
Фотографія	Об'єкт	Файл bmp

Назви полям дає користувач, назви типів є стандартні, а значення полів випливають зі змісту конкретної задачі.

У кожній з таблиць задають ключове поле. Дані в такому полі не можуть повторюватися (повинні бути унікальними). Наприклад, для таблиці даних про студентів таким полем може бути індивідуальний номер кожного студента. Якщо таких полів, які можна використати як ключові, в таблиці немає, то вводять додаткове поле типу Счетчик — воно ніколи не містить даних, що повторюються.

В базі даних можна встановити зв'язки між таблицями, які ще називають схемою даних. Існує кілька типів можливих зв'язків між таблицями. Найбільш поширеними є «один до багатьох» і «один до одного». Зв'язок між таблицями організується на основі спільного поля, причому в одній з таблиць воно обов'язково повинно бути ключовим, тобто на стороні «один» повинно виступати ключове поле, що містить значення, які не повторюються. Значення на стороні «багато» можуть повторюватися.

С різні способи створення структури таблиці: 1) використання конструктора таблиці;

2) використання майстра бази даних.

Найчастіше структуру створюють командою Конструктор. Користувач у цьому випадку задає:

1. назви полів методом введення назви;

2. тип даних методом вибором типу із запропонованого списку;

3. описи, які є необов'язковими;

4. додаткові властивості (характеристики) полів (у разі потреби) методом заповнення таблиці властивостей (довжина поля; значення за замовчуванням; умови на значення, яке вводитимуть; формат поля; індексованість поля тощо).

У найпростіших СКБД достатньо задати назви полів і зазначити їхні типи, оскільки властивості фіксуються автоматично згідно з принципом замовчування. Після створення структури вікно конструктора треба закрити зі збереженням таблиці у файлі на диску з деякою назвою.

Щоб ввести дані в таблицю, її потрібно відкрити в режимі таблиці з головного вікна бази даних: Закладка Таблицы в групі операцій Объекты; ввиберіть назву таблиці; Открыть. Редагування даних у будь-якій відкритій таблиці здійснюється відповідно до загальноприйнятих правил роботи в системі Windows.

Для створення стандартних баз даних є спеціальні засоби — майстри. Достатньо виконати вказівки майстра і структура бази даних готова.

Редагування даних у будь-якій відкритій таблиці здійснюється відповідно до загальноприйнятих правил роботи в системі Windows. Для цього необхідно підвести курсор миші у відповідну клітинку і клацнути її лівою клавішею. Далі використовуються звичайні засоби редагування. У кінець відкритої таблиці можна додати новий запис. Якщо потрібно змінити структуру таблиці, то для цього потрібно її відкрити в режимі конструктора. Після цього можна змінювати імена полів та типи даних, додавати нові поля тощо. Пошук, упорядкування та фільтрування даних у сучасних базах даних.

Впорядковують дані в базах даних за допомогою сортування. Це дозволяє розташувати записи в певній послідовності. Сортування може проводитись в зростаючому чи спадному порядку. У зростаючому порядку Microsoft Access сортує від А до Я і від 0 до 9, а у спадному — від 9 до 0 і від Я до А. Для цього необхідно спочатку вибрати поля, які будемо використовувати для сортування. Причому не обов'язково виділяти заголовок поля, а досить помістити курсор в будь-який його запис. Після цього клацнути мишею на кнопці сортування (Сортировка по возрастанию або Сортировка по убыванию) і дані будуть відображені у відсортованому порядку. Якщо дані потрібно сортувати за кількома полями, виділити слід декілька стовпців. При цьому записи відсортуються спочатку по першому стовпцю, потім по другому і т. д. Якщо потрібно відновити порядок відображення записів, можна використати команду Записи/Удалить фильтр.

Пошук потрібних даних у базах даних роблять за допомогою фільтрів та запитів.

Фильтр по выделенному — це спосіб швидкого відбору записів в Access за виділеним зразком. Нехай ми помістили курсор в стовпець Середній бал і клацнули мишкою по кнопці Сортировка по возрастанию. Access відсортує дані за середніми балами студентів в зростаючому порядку. Тепер можна виділити будь-який запис, в якому середній бал дорівнює 10,5. Після натискування кнопки Фильтр по выделенному Access вибере лише ті записи, для яких значення у стовпці Середній бал дорівнюватимуть 10,5.

Фильтр по выделенному може збирати разом критерії відбору при кожному використанні цієї кнопки. Наприклад, пізніше помістивши курсор в стовпець їм 'я студента, в запис із ім'ям Наталя, і натиснувши кнопку Фильтр по выделенному, ми побачимо записи, в яких значення поля їм 'я студента буде Наталя.

Якщо ми хочемо задати вибір і передивитися значення, які йому не відповідають, то необхідно клацнути правою кнопкою на рядках і стовпцях і вибрати команду Исключить выделенное. Будуть вибрані всі записи крім останніх вибраних.

Кнопка Фильтр по выделенному надає користувачу великі можливості. Умови фільтрації передаються внутрішньому диспетчеру запитів. Навіть після натискування на кнопку Удалить фильтр для повернення відображення всіх записів, Access зберігає в пам'яті схему запиту. Якщо знову клацнути по кнопці Применить фильтр, буде відображено записи, що відповідають останнім умовам фільтрування.

Інший спосіб фільтрування полягає у використанні кнопки Изменить фильтр. Клацнувши мишкою на цій кнопці, від всієї таблиці ми одержимо один запис. Кожне поле стає полем із списком, в якому можна зробити вибір зі списку всіх значень для даного поля. У нижній частині діалогового вікна фільтра можна задати умову Или для кожної групи заданих значень.

Використавши з попереднього прикладу дві умови фільтрування (середній бал 10,5 і ім'я студента Наталя), у вікні Изменить фильтр можна використати вкладку Или і після натискування кнопки Применить фильтр у полі буде відображено записи, що відповідають одній або іншій умові. Можна ввести скільки завгодно умов. Для управління вибором доцільно скористатися командою Записи/Фильтр/Расширенный фильтр.

Створення форму базі даних.

Форма —це об'єкт бази даних, призначений для введення та відображення інформації. Форма містить поля, у які користувач може вводити дані або їх редагувати. Загальноприйнято, що дані до баз даних вводяться за допомогою форм, а зберігаються у вигляді таблиць.

Розглянемо процес створення форми в СКБД Access за допомогою відповідного майстра.

• Відкрийте вікно бази даних, перейдіть на вкладку Формы і натисніть на кнопку Создать.

• У діалозі Новая форма виберіть режим Мастер форм, у розкривному списку вкажіть таблицю, для якої створюватиметься форма і клацніть кнопкою Ок.

• У наступному діалозі вкажіть поля, які мають бути присутні у формі. Для цього у списку Доступные поля виділіть по черзі кожне потрібне поле і натисніть на кнопку із символом ">". Вказані поля будуть переміщатися у список Выбраные поля. Натисніть кнопку Далее.

• Виберіть вигляд форми. За замовчуванням пропонується форма, у якій поля розташовуються у стовпчик. Натисніть кнопку Далее.

• Виберіть стиль оформлення (фон, кольори полів і написів форми). Натисніть кнопку Далее.

• У новому діалозі введіть ім'я форми (за замовчуванням пропонується ім'я таблиці-джерел а). Переконайтеся, що встановлено перемикач Открытие формы для просмотра или ввода данных і натисніть кнопку Готово.

В результаті з'явиться вікно форми, до якої можна вводити дані.

Для пошуку записів в БД можна використовувати запити

Запити при роботі з базами даних. Призначення та основні типи запитів.

Запити дозволяють відшукати записи, а також перетворювати таблиці і створювати на їхній основі нові.

Розрізняють декілька типів запитів. Найпростішим є звичайний запит (інша назва запит на вибірку), який відображає на екрані вибрані з БД записи. Ці запити не змінюють таблиці БД.

Загальна схема роботи з запитами на внесення змін така:

• виконують звичайний запит на вибірку записів;

• змінюють тип запиту, наприклад, на створення нової таблиці;

• запускають запит на виконання — буде створена нова таблиця з відібраними записами.

Запит створюють вручну в режимі конструктора або за допомогою майстра запиту на базі деякої таблиці чи декількох таблиць, які додають до запиту.

Щоб створити запит вручну, треба виконати таку послідовність команд з головного вікна бази даних: Запросы/Создать/Конструктор/Ok. Дальше додають таблицю і закривають вікно. Отримують вікно конструктора запитів. Конструювання запиту складається з декількох етапів:

1. У вікні таблиці вибирають усі чи потрібні поля і перетягують їх у рядок Поле таблиці конструктора. Інший спосіб: рядок Поле заповнюють, клацнувши у ньому і вибравши назви полів з запропонованого списку.

2. Задають, якщо потрібно, режим упорядкування (методом вибору режиму зі списку) і режим відображення полів на екрані.

3. Вводять умови в рядок умов.

Для редагування запиту треба повернутися в режим конструктора. Тип запиту можна змінити командою Тип запроса, яка виконується із контекстного меню в режимі конструктора.

Коли запит готовий, закривають конструктор зі збереженням запиту з деякою назвою у файлі БД.

Обмеження цілісності

Обмеженнями цілісності бази даних називається перелік вимог, яких слід дотримуватися при роботі з базою даних. У реляційній моделі даних існує два види таких обмежень - структурні і поведінкові.

Структурні обмеження :

♦♦♦ Унікальність первинного ключа у будь якому відношенні (таблиці);

• Автоматична перевірка значень атрибутів;

• Значення зовнішніх ключів у таблиці зв'язку обов'язково повинні бути у таблицях об'єктів що входять до зв'язку.

Поведінкові обмеження задаються окремо від таблиць і характеризують різні властивості бази даних. Для того щоб вони були враховані пишуть спеціальні програми.