Лекція на тему «що таке база даних
Лекція на тему
«Що таке база даних. Реляційна база даних MS Access »
База даних (БД) - сукупність певним чином організованої інформації на якусь тему (в рамках деякої предметної області).
-
база даних книжкового фонду бібліотеки; база даних кадрового складу установи; база даних законодавчих актів в галузі кримінального права; база даних сучасної естрадної пісні.
Звичайно, вся ця інформація може зберігатися і на папері (наприклад, книжковий каталог бібліотеки). Але сучасна форма зберігання і обробки баз даних є, безумовно, комп'ютер. Надалі ми будемо мати на увазі тільки комп'ютерні БД.
Бази даних бувають фактографічними і документальними.
Сама по собі база даних не може обслужити запити користувача на пошук і обробку інформації. БД - це тільки «інформаційний склад». Обслуговування користувача здійснює інформаційна система.
Інформаційна система - це сукупність бази даних і всього комплексу апаратно-програмних засобів для її зберігання, зміни і пошуку інформації, для взаємодії з користувачем.
Прикладами інформаційних систем є системи продажу квитків на пасажирські поїзди і літаки. WWW - це теж приклад глобальної інформаційної системи.
Далі йтиметься буде тільки про фактографічних базах даних. Дамо більш суворе визначення комп'ютерної БД, ніж те, що наводилося вище.
База даних - організована сукупність даних, призначена для тривалого зберігання у зовнішній пам'яті ЕОМ і постійного застосування. Для зберігання БД може використовуватися як один комп'ютер, так і безліч взаємопов'язаних комп'ютерів.
Якщо різні частини однієї бази даних зберігаються на безлічі комп'ютерів, об'єднаних між собою мережею, то така БД називається розподіленою базою даних.
Очевидно, інформацію в Internet, об'єднану павутиною WWW, можна розглядати як розподілену базу даних. Розподілені БД створюються також і в локальних мережах.
Модель даних будується за принципом взаємопов'язаних таблиць - реляційної.
Один тип об'єкта є головним, все нижележащие - підлеглими - ієрархічна.
Будь-який тип даних одночасно може бути головним і підлеглим - мережевий.
Реляційні бази даних
Інформація в базах даних може бути організована по різному. Найчастіше використовується табличний спосіб.
Бази даних з табличній формою організації називаються реляційними БД.
У чому ж їх перевага?
Головне достоїнство таблиць - в їх зрозумілості. З табличній інформацією ми маємо справу практично кожен день. Загляньте, наприклад в свій щоденник: розклад занять там представлено у вигляді таблиці, відомість з оцінками за чверті має табличний вигляд. Коли ми приходимо на вокзал, дивимося розклад електричок. Який вид воно має? Це таблиця! А ще є таблиця футбольного чемпіонату. І журнал вчителя, куди він ставить вам оцінки - теж таблиця.
У реляційних БД рядок таблиці називається записом, а стовпець - полем. У загальному вигляді це виглядає так:
Кожне поле таблиці має ім'я. Наприклад, в таблиці «Іграшки» імена полів такі: НАЗВА, МАТЕРІАЛ, КОЛІР, КІЛЬКІСТЬ.
Одна запис містить інформацію про один об'єкт тієї реальної системи, модель якої представлена в таблиці.
Наприклад, одна запис про яке-небудь об'єкті - це інформація про одну іграшку.
Поля - це різні характеристики (іноді кажуть - атрибути) об'єкта. Значення полів в одному рядку відносяться до одного об'єкту. Різні поля відрізняються іменами. А чим відрізняються один від одного різні записи? Записи розрізняються значеннями ключів.
Головним ключем в базах даних називають поле (або сукупність полів), значення якого не повторюється у різних записів.
Не завжди вдається визначити одне поле в якості ключа. Ось, наприклад, база даних, яка зберігається в комп'ютері управління освіти області. У ній містяться відомості про всіх середніх школах районних центрів у вигляді такої таблиці:
У такій таблиці у різних записів не можуть співпасти тільки одночасно два поля МІСТО і НОМЕР ШКОЛИ. Ці два поля разом утворюють складовою ключ: МІСТО-НОМЕР ШКОЛИ. Складовою ключ може складатися і більш ніж з двох полів.
З кожним полем пов'язано ще одну дуже важливу властивість - тип поля.
Тип визначає безліч значень, які може приймати дане поле в різних записах.
У реляційних базах даних використовуються чотири основні типи полів:
-
числовий; символьний; дата; логічний.
Числовий тип мають поля, значення яких можуть бути тільки числами. Наприклад, в БД «Погода» три поля числового типу: ТЕМПЕРАТУРА, ТИСК, ВЛАЖНОСТЬ.
Тип «дата» мають поля, що містять календарні дати в формі «день / місяць / рік» (в деяких випадках використовується американська форма: місяць / день / рік). Тип «дата» має поле ДЕНЬ в БД «Погода».
Логічний тип відповідає полю, яке може приймати всього два значення: «так» - «ні» або «істина» - «брехня» або (по-англійськи) «true» - «false». Якщо двійкову матрицю представити у вигляді реляційної БД (табл. 6.4, 6.5), то її полях, які приймають значення «О» або «1», зручно поставити у відповідність логічний тип. При цьому «1» заміниться на значення «істина», «О» - на значення «брехня».
Отже, значення полів - це деякі величини певних типів.
Від типу величини залежать ті дії, які можна з нею робити.
Наприклад, з числовими величинами можна виконувати арифметичні операції, а з символьними і логічними - не можна.
Для взаємодії користувача з базами даних використовують системи управління даними (СУБД).
Принципи побудови систем управління баз даних випливають з вимог, яким повинна задовольняти організація баз даних:
· Продуктивність і готовність. Запити від користувача базою даних задовольняються з такою швидкістю, яка потрібна для використання даних. Користувач швидко отримує дані щоразу, коли вони йому необхідні.
· Мінімальні витрати. Низька вартість зберігання і використання даних, мінімізація витрат на внесення змін.
· Простота і легкість використання. Користувачі можуть легко дізнатися і зрозуміти, які дані є в їх розпорядженні. Доступ до даних повинен бути простим, що виключає можливі помилки з боку користувача.
· Простота внесення змін. База даних може збільшуватися і змінюватися без порушення існуючих методів використання даних.
· Можливість пошуку. Користувач бази даних може звертатися з самими різними запитами з приводу збережених у ній даних. Для реалізації цього служить так звана мова запитів.
· Цілісність. Сучасні бази даних можуть містити дані, які використовуються багатьма користувачами. Дуже важливо, щоб в процесі роботи елементи даних і зв'язку між ними не порушувалися. Крім того, апаратні помилки і різного роду випадкові збої не повинні призводити до необоротних втрат даних. Значить, система управління даними повинна містити механізм відновлення даних.
Одне з найважливіших переваг сучасних СУБД полягає в логічної і фізичної незалежності даних. Наприклад, база даних, реалізована в СУБД DBASE, фізично містить, як мінімум, три файли. У той же час цю ж базу даних можна перенести в СУБД Microsoft Access, де вона фізично розміститься в одному файлі. При цьому логічна організація даних не зміниться.
Далі на прикладі однієї з найпоширеніших систем управління базами даних - Microsoft Access входить до складу популярного пакету Microsoft Office - ми познайомимося з основними типами даних, способами створення баз даних і з прийомами роботи з базами даних.
Існує величезна кількість СУБД, наприклад: Lotus Approach, Visual FoxPro, Borland Paradox, Borland dBase.