Физическое проектирование

Стадия физического проектирования БД в общем случае включает:

1. выбор способа организации БД;

2. разработку спецификации внутренней схемы средствами модели данных ее внутреннего уровня;

3. описание отображения концептуальной схемы во внутреннюю.

Важно заметить, что в отличие от ранних СУБД, многие современные системы не предоставляют разработчику какого-либо выбора на этой стадии. Реально к вопросам проектирования физической модели можно отнести выбор схемы размещения данных (разделение по файлам или тип RAID-массива) и определение числа и типа индексов (например, кластеризованный или некластеризованный в случае MS SQL Server).

Способ хранения БД определяется механизмами СУБД автоматически «по умолчанию» на основе спецификаций концептуальной схемы БД, и внутренняя схема в явном виде в таких системах не используется.

Следует также отметить, что внешние схемы БД обычно конструируются на стадии разработки приложений.

3.4. Пример проектирования бд «Организация обучения студентов»

Пример: Учебная область.

A0 – Организация обучения студентов

Таблица 1 (СТУДЕНТ)

№ зачётки	Фамилия	Имя	Отчество	Курс	Группа
1	Иванов	Иван	Иванович	2	1
2	Петров	Пётр	Петрович	4	1
3	Сидоров	Евгений	Валерьевич	1	1
4	Кузнецов	Михаил	Ефимович	1	2

Таблица 2 (ПРЕДМЕТ)

	Название	№ зачётки (FK)
01	ИС	1
02	ВТ	2
03	АСУ	3
04	АСУ	4

Таблица 3 (ОТЧЁТНОСТЬ)

001	Зачёт	Зачёт/не зачёт	01
002	Диф. зачёт	1..5	02
003	экзамен	1..5	03

3.5. Использование Access для проектирования бд, как субд

СУБД Access является системой управления БД реляционного типа. Всю БД по умолчанию Access хранит на диске в виде одного файла с расширением *.mdb, а вообще Access поддерживает ряд стандартов БД. Данные хранятся в виде таблиц, строки которых состоят из наборов полей определенных типов. С каждой таблицей могут быть связаны индексы (ключи), задающие нужные пользователю порядки на множестве строк. Таблицы могут иметь однотипные поля (столбцы), и это позволяет устанавливать между ними связи, выполнять операции реляционной алгебры.

Типичными операциями над БД являются:

• Работа с таблицами (создание, модификация, удаление таблиц, создание и модификация схем взаимосвязи существующих таблиц);

• Ввод данных в таблицы непосредственно или с помощью формы, проверку вводимых данных;

• Поиск данных в таблицах по определенным критериям (выполнение запросов);

• Создание отчетов о содержимом БД.

Объекты Access:

1. Таблицы создаются пользователем для хранения данных, для каждого объекта модели данных создаётся одна таблица (до 32.768 объектов). Работа в Access начинается с определения реляционных таблиц и их полей, которые будут содержать данные, т.е. создания макета таблицы. Открытие рабочего окна Access сопровождается записью на диске файла БД. Затем в рабочем окне Access появляется окно вновь созданной БД.

Замечание: все объекты Access могут создаваться в режиме конструктора и в режиме мастера.

Создание таблиц предпочтительней в режиме конструктора. Здесь задаются имена полей и свойства, ниже находится редактор свойств полей, где указываются свойства (если поле текстовое – его длина, числовое – тип целый или вещественный). Редактор свойств полей имеет скрытые элементы управления. Например, щелчок по полю ввода «размер поля» приведет к появлению элемента списка, в результате нажатия на который появляется раскрывающийся список выбора свойств. В завершении создания таблицы при записи задается имя таблицы. Схема отношения может быть отредактирована путем повторного открытия её в режиме конструктора.

Далее определяются реляционные связи между таблицами, для чего открывается окно «Схема данных». В окне «Добавление таблицы» выбираем таблицы, которые следует связать. Затем методом перетаскивания указываем связываемые поля, после чего появляется окно «Изменение связей», в котором указываем тип обеспечения целостности. Завершается этот этап нажатием кнопки «Создать».

2. Формы предназначены для ввода и просмотра взаимосвязанных данных на экране, в удобном виде и, как правило, соответствует привычному для пользователя документу. Формы представляют собой окна с размещенными в них элементами управления. Существует возможность динамического создания форм при исполнении программы, однако естественным режимом их создания является режим визуального конструирования. Выбор команды «Форма» в меню «Вставка» выводит на экран окно «Новая форма», позволяющее задать таблицу или запрос, для которых создается новая форма, и указать режим её создания. Создание формы можно автоматизировать, используя «Мастер форм».

Для создания формы с помощью Мастера форм предполагается следующая последовательность действий: меню Формы/Создать. На экране появится окно диалога «Новая форма», в котором необходимо выбрать метод построения формы и исходный объект для построения формы. В качестве такого объекта могут быть выбраны таблица или запрос.

На следующих шагах Мастер форм предлагает выбрать форму представления отчета (в столбец, ленточную, табличную или выровненную) и стиль оформления. Стили представляют собой набор различных фоновых рисунков с соответствующим подбором шрифтов и форм полей. На последнем шаге можно изменить предлагаемое название формы на свое собственное и завершить процесс создания формы, нажав кнопку «Готово».

В режиме конструктора можно создать специальные формы с листами данных, диаграммами и сводными таблицами в формате Excel. На форме можно расположить элементы управления в виде графических примитивов, надписей, рисунков и др. Элементы управления могут использовать для ввода и отображения дат, а также для выполнения вычислений и вывода результата. Элементами управления являются кнопки команд, которые активизируют исполнение различных операций; объекты типа «подчиненные формы» (бланк таблицы, дочерней по отношению к форме); объекты, облегчающие восприятие данных, такие как календарь или счетчик, а также элементы пользователя.

3. Запросы создаются пользователем для выборки нужных данных из одной или нескольких таблиц. Он может формироваться с помощью QBE (Query By Example) – запросы по образцу, или с помощью инструкций SQL (Structured Query Language), из их структурированных запросов. Данные можно удалить, обновить, добавить, а также можно создавать новые таблицы на основе существующих.

При разумном подходе к проектированию БД пользователи не получают прямой доступ к базовым таблицам, а делают это посредством запросов. Запрос может предоставлять пользователю выборку из полей одной таблицы или из полей разных таблиц. Создать запрос можно в режиме мастера или в режиме конструктора. Создадим запрос в режиме конструктора, для чего в окне БД следует щелкнуть на кнопках «Запрос» и «Конструктор». Прежде всего, откроется окно «Добавление таблицы», в котором выберем таблицы, на основе которых строится запрос (допустим, ВУЗ и СТУДЕНТ). В результате откроется окно, называемое бланком запроса по образцу, где в верхней части указанные таблицы предстанут вместе со схемой данных. Двойным щелчком укажем на те поля, которые будут участвовать в запросе. Пусть это будут поля из таблицы СТУДЕНТ (ФАМИЛИЯ, ФАКУЛЬТЕТ) и из таблицы ВУЗ (НАЗВАНИЕ вуза). Указанные поля появятся в нижней части бланка запроса по образцу. Таким образом, нами был создан простейший запрос, который называется запрос на выборку на языке запросов по образцу (QBE - Query By Example). При его активации будет построена таблица с указанием фамилии, факультета и вуза, в котором обучается студент. Закрытие запроса сопровождается присвоением ему имени. Заметим, что запрос на выборку создает не физическую таблицу на дичке, а виртуальную в оперативной памяти, которая существует, пока мы пользуемся запросом.

Запрос на выборку может создавать большие таблицы, работать с которыми неудобно, поэтому более целесообразно результаты запроса сортировать. Сортировки возможны по возрастанию и по убыванию. Направление это указывается в строке «Сортировка бланка запроса по образцу». Если сортировка указана по нескольким полям, то сначала будет произведена сортировка по первому полю; при обнаружении повторяющихся записей, сортировка будет по второму полю и т.д.

Бланк запроса по образцу допускает отбор данных по условию. Для этого в строке «Условие отбора» можно поставить, например, в поле «Фамилия» = Иванов, и будут отобраны все студенты с фамилией Иванов.

Возможности языка QBE весьма широки, но все же ограничены. Если требуется нечто большее, то меню окна ЗАПРОС - ВИД - РЕЖИМ SQL позволяет построить запрос на языке SQL, более универсальном, но требующем специальных знаний.

4. Отчёты для вывода данных. Отчет похож на запрос, но служит для форматированного вывода данных на бумагу. Для создания отчетов рационально воспользоваться Мастером отчетов (БД СОЗДАТЬ – НОВЫЙ ОТЧЕТ), который похож на Мастера форм. Выполняется отчет за ряд шагов, в процессе которых:

   • Выясняются таблицы и запросы, на основе которых строится отчет;

   • Поля, по которым производится сортировка, фильтрация;

   • Стиль оформления печатного документа.

Редактировать отчет, созданный Мастером, можно с помощью конструктора.

5. Макросы содержат описание действий, которые должны быть выполнены в ответ на некоторое событие.

6. Модули содержат программы на языке VBFA (Visual Basic For Application), которые разрабатываются пользователем для реализации не стандартных процедур и функций при создании приложений.

4 вида связи:

1. 1- (один ко многим);

2. -1 (многие к одному). Одной записи в главной таблице соответствует одна запись в связанной. Однако одной записи в связанной таблице может соответствовать несколько записей в главной. В связанной таблице ключевое поле должно быть уникальным.

3. 1-1 (один к одному). Запись в главной таблице может иметь не более одной связанной записи в связанной таблице. Используется для разделения только широких таблиц, в таблице ключевое поле должно быть уникальным.

4.- (многие ко многим). Не требуется уникальность полей для связанных полей.

Основные режимы Access:

1. Режим запуска: он позволяет осуществлять сжатие, преобразование, шифрование, дешифрование и некоторые другие операции без открытия Б.Д. Команда этого режима доступна, только если не открыта ни одна Б.Д.

2. Режим конструктора: можно создавать и модифицировать структуру таблиц и запросов, разрабатывать формы и форматировать отчёты перед печатью.

3. Режим выполнения: макрокоманды можно вызывать только в этом режиме, для любого объекта Access. Для отчётов перед режимом выполнения существует предварительный просмотр.

Поле имеет имя, тип и свойства.

Поле – наименьший поименованный элемент информации, хранящийся в Б.Д. и рассматриваемый как единое целое.

Запись – совокупность полей, соответствующих одному объекту.

Файл (таблица) – совокупность связанных по какому-либо признаку записей.

Структура Б.Д. – описание всех имён, типов и размеров полей.

3