Введение. Система управления базой данных

В СУБД поддерживаются различные модели данных.

Модель данных - это метод (Принцип) логической организации данных используемой СУБД. Наиболее известными являются иерархическая, сетевая и реляционная модели.

В СУБД для  персональных компьютеров (настольных СУБД) поддерживается преимущественно реляционная модель, которую отличает простота и единообразие представления данных простейшими двумерными таблицами. Реляционная модель обеспечивает возможность использования в разных СУБД операций обработки данных, имеющих единую основу – алгебру отношений (реляционную алгебру), и универсального языка структурированных запросов –SQL (Sequential Query Language).

Основной логической структурной единицей манипулирования данными является строка таблицы – запись. Структура записи определяется составом входящих в неё полей. Совокупность полей записи соответствует логически связанным реквизитам, характеризующим некоторую сущность предметной области.

Типовыми функциями СУБД по манипулированию данными являются : выборка, добавление, удаление, изменение данных. 

Выборка данных – выборка записей из взаимосвязанных таблиц в соответствии с заданными условиями.

Добавление и удаление данных – добавление новых записей в  таблице и удаление существующих.

Изменение данных – модификация значений данных в полях существующих записей.

Данные из одной или нескольких взаимосвязанных таблиц могут  подвергаться обработке. К операциям обработки  относятся, например, расчеты в пределах каждой записи, группировка записей в соответствии с заданным критерием группировки и применение записям выделенных групп статических функций, таких как суммирование, определение максимального подсчета числа записей в группе и т.п.

СУБД Microsoft Access является системой управления реляционной базой данных, включающей все необходимые инструментальные средства для  создания локальной базы данных, общей базы данных в локальной сети с файловым сервером или базы данных на SQL – сервере, а так же для создания приложения пользователя, работающего с этими базами данных. База данных Access, создаваемая на локальном компьютере, отличается от баз данных других настольных СУБД. В её файле могут храниться не только данные, но и объекты интерфейса – формы, отчёты, а так же программный код. Благодаря этому можно создать приложение, целиком хранящееся в одном – единственном MDB – файле, что существенно упрощает как создание, так и распространение приложений для работы с базами данных.

СУБД Access включает разнообразные и многочисленные относительно автономные программные средства, ориентированные на создание объектов базы данных и приложений пользователя.

Средством графического конструирования позволяет пользователю создавать объекты базы данных и объекты приложений с помощью многочисленных графических элементов, и прибегая к программированию.

Диалоговые средства представлены разнообразными мастерами, который в режиме ведения диалога с пользователем позволяет создавать объекты  и выполнять разнообразные функции по реорганизации и преобразованию баз данных.

Среди многочисленных средств графического конструирования и диалоговых средств Access следует выделить средства для создания:

• Таблиц и схем баз данных;
• Запросов выборки, отбирающих и объединяющих данные нескольких таблиц в виртуальную таблицу, которая может использоваться во многих задачах приложения;
• Запросов на изменение данных базы;
• Экранных форм, предназначенных для ввода, просмотра и обработки данных в диалоговом режиме;
• Отчетов, предназначенных для просмотра и вывода на печать данных из базы и результатов их обработки в удобном для пользователя виде;
• Страниц доступа к данным, обеспечивающим работу с базами данных в среде Internet и intranet;
• Интерфейса управления приложением пользователя: меню, кнопочных форм , панелей управления приложением, позволяющих объединить различные операции по работе с базой данных в единый технологический процесс.

База данных является организованной на машинном носителе совокупностью взаимосвязанных данных и содержит сведения о различных сущностях одной предметной области – реальных объектах, процессах, событиях или явлениях.

Реляционная база данных представляет собой множество взаимосвязанных двухмерных таблиц – реляционных таблиц, называемых также отношениями, в каждой из которых содержатся сведения об одной сущности автоматизируемой предметной области.

Логическую структуру реляционной базы данных образует совокупность реляционных таблиц, между которыми установлены логические связи.

В таблицах базы должны сохранять все данные, необходимые для решения задач предметной области. Причем каждый элемент данных должен храниться в базе только в одном экземпляре. Для создания таблиц, соответствующих реляционной модели данных, используется процесс, называемый нормализацией данных. Нормализация – это удаление из таблиц повторяющихся данных путем их переноса в новые таблицы, записи которых не содержат повторяющихся значений.

Минимальное дублирование данных в реляционной базе обеспечивает высокую эффективность поддержания базы данных в актуальном и непротиворечивом состоянии, однократный ввод и корректировку данных.

Структура реляционной таблицы определяется составом полей. Каждое поле отражает определенную характеристику сущности. Для поля указывается тип и размер элементарного данного, размещаемого в нем, и ряд других свойств. Содержимое поля отображается в столбце таблицы. Столбец таблицы содержит данные одного типа.

Содержание таблицы заключено в ее строках, однотипных по структуре. Каждая строка таблицы содержит данные о конкретном экземпляре сущности и называется записью. Структура записи определяется составом входящих в нее полей. Для однозначного определения (идентификации) каждой записи таблица должна иметь уникальный (первичный) ключ. По значению ключа таблицы отыскивается единственная запись в таблице. Ключ может состоять из одного или нескольких полей таблицы. Значение уникального ключа не может в нескольких записях.

Логические связи между таблицами дают возможность объединять данные из разных таблиц. Связь каждой пары таблиц обеспечивается одинаковыми полями в них – ключом связи. Так обеспечивается рациональное хранение недублированных данных и их объединение в соответствии с требованиями решаемых задач.

В нормализованной реляционной базе данных связь двух таблиц характеризуется отношениями записей типа один – к – одному (1:1) или один – ко – многим (1:М). Отношение 1:1 предполагает, что каждой записи одной таблицы соответствует одна запись в другой. Отношение 1:М предполагает, что каждой записи первой таблицы соответствует много записей во второй, но каждой записи второй таблицы соответствует только одна запись  в первой.

Для двух таблиц, находящихся в отношении типа 1:М, устанавливается связь по уникальному ключу таблицы, представляющей в отношении сторону «один» - главной таблицы в связи. Во второй таблице, представляющей в отношении сторону «многие» и именуемой подчиненной, этот ключ связи может быть либо частью уникального ключа, либо не входить в состав ключа. В подчиненной таблице ключ связи называется еще внешним ключом. На рис.1.1 показаны две таблицы с перечнем кафедр и списком преподавателей, которые находятся в отношении типа 1:М и логически связанны с помощью общего поля (столбца)  Код кафедры  - ключа связи. Это поле является уникальным ключом в главной таблице  КАФЕДРА, и не ключевым полем в подчиненной таблице – ПРЕПОДАВАТЕЛЬ.

Рис.1.1 Две взаимосвязанные таблицы реляционной базы данных

Размещение сведений о каждой сущности в отдельной таблице  и связывание таблиц позволяет избежать повторения значений данных в разных таблицах. При этом обеспечивается однократный ввод данных при загрузке и корректировке базы данных. Если данные двух таблиц в приведенном примере разместить в одной таблице, то каждая запись должна соответствовать одному преподавателю. Причем данные о кафедре (наименование, телефон и др.) будут повторяться во всех записях о преподавателях одной кафедры, что усложняет ввод, корректировки и обеспечение актуального состояния базы данных. При хранении данных в двух таблицах повторяются только значение ключевых полей.

Начиная с версии Access 2000, было реализовано средство просмотра и редактирования связанных записей из нескольких таблиц. При этом данные отображаются в иерархическом виде. При раскрытии одного уровня иерархии рядом с записью главной таблицы отображаются связанные записи подчиненной. Для записи подчиненной таблицы также могут быть открыты связанные записи и т.д. иерархический просмотр записей возможен также для таблиц запросов и для форм в режиме таблицы. Например, для таблиц КАФЕДРА, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (рис.1.2), связанных отношением один – ко – многим, для каждой записи таблицы КАФЕДРА могут быть отображены и отредактированы связанные записи в таблице ПРЕПОДАВАТЕЛЬ.

Рис.1.2 Отображение в записи главной таблицы связанных записей подчиненной таблицы