Базы данных
Компьютерная обработка информации. Иерархическая, сетевая и реляционная модели данных. Структура базы данных. Поля баз данных. Средства, обеспечивающие многопользовательскую работу. Область применения баз данных. Защита от несанкционированного доступа.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.04.2014 |
| Размер файла | 45,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Можно с большой степенью достоверности утверждать, что большинство приложений, которые предназначены для выполнения хотя бы какой-нибудь полезной работы, тем или иным образом используют структурированную информацию или, другими словами, упорядоченные данные. Такими данными могут быть, например, списки заказов на тот или иной товар, списки предъявленных и оплаченных счетов или список телефонных номеров ваших знакомых. Обычное расписание движения автобусов в вашем городе - это тоже пример упорядоченных данных.
При компьютерной обработке информации, упорядоченные каким либо образом данные принято хранить в базах данных - особых файлах, использование которых вместе со специальными программными средствами позволяет пользователю, как просматривать необходимую информацию, так и, по мере необходимости, манипулировать ею, например, добавлять, изменять, копировать, удалять, сортировать и так далее.
Таким образом, дать простое определение базы данных можно следующим образом. База данных - это набор информации, организованной тем, или иным способом. Пожалуй, одним из самых банальных примеров баз данных может быть записная книжка с телефонами ваших знакомых. Наверное, у вас есть сейчас или когда-либо была эта полезная вещь. Этот список фамилий владельцев телефонов и их телефонных номеров, представленный в вашей записной книжке в алфавитном порядке, представляет собой, вообще говоря, проиндексированную базу данных. Использование индекса - в данном случае фамилии (или имени) позволяет вам достаточно быстро отыскать требуемый номер телефона. Так или иначе можно сказать с уверенностью, что Базы данных крепко вошли в нашу повседневную жизнь и представить без них наше общество нельзя, что естественно означает, что без более или менее детального знакомства с основами дисциплины «Базы Данных» в наше время невозможно быть не только квалифицированным программистом, но даже и грамотным пользователем компьютеров. Поэтому можно смело сказать, что навыки работы в этой области не только повышают интеллектуальный потенциал пользователя, но являются в этом вопросе одним из основополагающих факторов.
Глава 1. Основные понятия
1.1 Определение Базы данных
База данных -- организованная в соответствии с определёнными правилами и поддерживаемая в памяти компьютера совокупность данных, характеризующая актуальное состояние некоторой предметной области и используемая для удовлетворения информационных потребностей пользователей.
Базы данных нужны, прежде всего, для записи, хранения, обработки и сортировки данных. Это наиболее удобный вид хранения информации. В базе данных могут храниться не просто сотни, миллионы записей, и в любое время среди них можно найти необходимую в данный момент. На их эффективность влияет среда использования, а организованны базы данных, как правило, в виде таблиц. Такой вид предоставления информации постоянно используются в документах либо отчетах, благодаря наглядности и удобству. Область применения баз данных просто огромна - их используют организации в бухучете, в ресторанах, где такой базой является меню, даже в школе - всем известный журнал с оценками есть ни что иное, как база данных. Простейшую базу данных можно представить как прямоугольную таблицу, состоящую из вертикальных столбцов и горизонтальных строк. Вертикальные столбцы называются полями, а горизонтальные строки - записи. Кроме того, база данных - это хранилище данных для совместного использования. При автоматизации деятельности человека происходит перенос реального мира в электронный формат. Для этого выделяется какая-то часть этого мира и анализируется на предмет возможности автоматизации. Она называется предметной областью и строго очерчивает круг объектов, которые изучаются, измеряются, оцениваются и т.д. В результате этого процесса выделяются объекты автоматизации и определяются реквизиты, по которым данные объекты оцениваются. Графически данный процесс схематично показан на рис.1.
Предметная область
Объекты
Реквизиты: рост, возраст, размер обуви
Рис.1.
1.2 Виды моделей данных
база данные доступ модель
Ядром любой базы данных является модель данных. Модель данных представляет собой множество структур данных, ограничений целостности и операций манипулирования данными. С помощью модели данных могут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи между ними.
Модель данных -- совокупность структур данных и операций их обработки.
СУБД основывается на использовании иерархической, сетевой или реляционной модели, на комбинации этих моделей или на некотором их подмножестве.
Рассмотрим три основных типа моделей данных: иерархическую, сетевую и реляционную.
Иерархическая модель данных
Иерархическая структура представляет совокупность элементов, связанных между собой по определенным правилам. Объекты, связанные иерархическими отношениями, образуют ориентированный граф (перевернутое дерево).
К основным понятиям иерархической структуры относятся: уровень, элемент (узел), связь. Узел -- это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева элементы представляются вершинами графа. Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящимся на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень дерева), не подчиненную никакой другой вершине и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне. Зависимые (подчиненные) узлы находятся на втором, третьем и т.д. уровнях. Количество деревьев в базе данных определяется числом корневых записей.
К каждой записи базы данных существует только один (иерархический) путь от корневой записи.
Сетевая (полносвязная) база данных.
В сетевой структуре базы данных при тех же основных понятиях иерархической базы данных: узел, уровень, связь - каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.
Реляционная модель данных
Понятие реляционный (англ. relаtion -- отношение) связано с разработками известного американского специалиста в области систем баз данных Е. Кодда.
Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.
Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:
· каждый элемент таблицы -- один элемент данных;
· все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д.) и длину;
· каждый столбец имеет уникальное имя;
· одинаковые строки в таблице отсутствуют;
· порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.
Отношения представлены в виде таблиц, строки которых соответствуют записям, а столбцы --полям.
Поле, каждое значение которого однозначно определяет соответствующую запись, называется простым ключом (ключевым полем). Если записи однозначно определяются значениями нескольких полей, то такая таблица базы данных имеет составной ключ.
1.3 СУБД
Следует отметить, что термин база данных часто используется даже тогда, когда на самом деле подразумевается СУБД, но это является ошибкой. Термин СУБД тесно связан с Базой данных, но оно является лишь средством управления ими. Система управления базами данных (СУБД) -- совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных. СУБД позволяет сосредоточиться на работе с данными, абстрагировавшись от их физического размещения, а также берет на себя заботу эффективного их сохранения и выборки. Основные функции СУБД -- это определение данных (описание структуры баз данных), обработка данных и управление данными. Прежде чем заносить данные в таблицы, нужно определить структуру этих таблиц. Под этим понимается не только описание наименований и типов полей, но и ряд других характеристик (например, формат, критерии проверки вводимых данных). Кроме описания структуры таблиц, обычно задаются связи между таблицами. Связи в реляционных базах данных определяются по совпадению значений полей в разных таблицах. Например, клиенты и заказы связаны отношением "один-ко-многим", т. к. одной записи в таблице, содержащей сведения о клиентах, может соответствовать несколько записей в таблице заказов этих клиентов. Если же рассмотреть отношение между преподавателями и курсами лекций, которые они читают, это будет отношение "многие-ко-многим", т. к. один преподаватель может читать несколько курсов, но и один курс может читаться несколькими преподавателями. И последний тип связей между таблицами -- это отношение "один-к-одному". Такой тип отношений встречается гораздо реже. Как правило, это бывает в двух случаях: запись имеет большое количество полей, и тогда данные об одном типе объектов разносятся по двум связанным таблицам, или нужно определить дополнительные атрибуты для некоторого количества записей в таблице, тогда создается отдельная таблица для этих дополнительных атрибутов, которая связывается отношением "один-к-одному" с основной таблицей.
Любая СУБД позволяет выполнять четыре простейшие операции с данными:
· добавлять в таблицу одну или несколько записей;
· удалять из таблицы одну или несколько записей;
· обновлять значения некоторых полей в одной или нескольких записях;
· находить одну или несколько записей, удовлетворяющих заданному условию.
Для выполнения этих операций используется механизм запросов. Результатом выполнения запросов является либо отобранное по определенным критериям множество записей, либо изменения в таблицах. Запросы к базе формируются на специально созданном для этого языке, который так и называется язык структурированных запросов (SQL -- Structured Query Lаnguаge).И последняя функция СУБД -- это управление данными. Под управлением данными обычно понимают защиту данных от несанкционированного доступа, поддержку многопользовательского режима работы с данными и обеспечение целостности и согласованности данных.
Защита от несанкционированного доступа обычно позволяет каждому пользователю видеть и изменять только те данные, которые ему разрешено видеть или менять. Средства, обеспечивающие многопользовательскую работу, не позволяют нескольким пользователям одновременно изменять одни и те же данные. Средства обеспечения целостности и согласованности данных не дают выполнять такие изменения, после которых данные могут оказаться несогласованными. Например, когда две таблицы связаны отношением "один-ко-многим", нельзя внести запись в таблицу на стороне "многие" (ее обычно называют подчиненной), если в таблице на стороне "один" (главной) отсутствует соответствующая запись.
1.4 Структура простейшей базы данных
Сразу поясним, что если в базе нет никаких данных (пустая база), то это все равно полноценная база данных. Этот факт имеет методическое значение. Хотя данных в базе и нет, но информация в ней все-таки есть -- это структура базы. Она определяет методы занесения данных и хранения их в базе. Простейший "некомпьютерный" вариант базы данных -- деловой ежедневник, в котором каждому календарному дню выделено по странице. Даже если в нем не записано ни строки, он не перестает быть ежедневником, поскольку имеет структуру, четко отличающую его от записных книжек, рабочих тетрадей и прочей писчебумажной продукции.
Базы данных могут содержать различные объекты, но, забегая вперед, скажем, что основными объектами любой базы данных являются ее таблицы. Простейшая база данных имеет хотя бы одну таблицу. Соответственно, структура простейшей базы данных тождественно равна структуре ее таблицы. Мы знаем, что структуру двумерной таблицы образуют столбцы и строки. Их аналогами в структуре простейшей базы данных являются поля и записи. Если записей в таблице пока нет, значит, ее структура образована только набором полей. Изменив состав полей базовой таблицы (или их свойства), мы изменяем структуру базы данных и, соответственно, получаем новую базу данных.
1.5 Поля баз данных
В компьютерной базе данных информация представляется в виде таблицы, очень похожей на электронную таблицу. Названия столбцов, представляющих «шапку» таблицы, называют реквизитами или именами полей, а сами столбцы - полями. Данные в полях называют значениями реквизитов или значениями полей. Ниже перечислены основные свойства полей таблиц баз данных на примере СУБД Microsoft Аccess, который входит в прикладной пакет MS Office 2010:
Имя поля - определяет, как следует обращаться к данным этого поля при автоматических операциях с базой (по умолчанию имена полей используются в качестве заголовков столбцов таблиц).
Тип поля - Подобно электронной таблице, работающей с тремя типами полей: текстовый, числовой и формула, в таблицах используется несколько большее количество типов полей.
Размер поля - определяет предельную длину (в символах) данных, которые могут размещаться в данном поле.
Формат поля - определяет способ форматирования данных в ячейках, принадлежащих полю.
Маска ввода - форма средства автоматизации ввода, в которой вводятся данные в поле. Например, одно и то же значение имеют поля даты: 03.03.95 или 03.03.1995, или 03-март-1995, но отличаются по формату.
Подпись - определяет заголовок столбца таблицы для данного поля (если подпись не указана, то в качестве заголовка столбца используется свойство Имя поля).
Значение по умолчанию - то значение, которое вводится в ячейки поля автоматически (средство автоматизации ввода данных).
Условие на значение - ограничение, используемое для проверки правильности ввода данных (средство автоматизации ввода, которое используется, как правило, для данных, имеющих числовой тип, денежный тип или тип даты).
Сообщение об ошибке - текстовое сообщение, которое выдается автоматически при попытке ввода в поле ошибочных данных.
Обязательное поле - свойство, определяющее обязательность заполнения данного поля при наполнении базы.
Пустые строки - свойство, разрешающее ввод пустых строковых данных (от свойства Обязательное поле отличается тем, что относится не ко всем типам данных, а лишь к некоторым, например текстовым).
Индексированное поле - если поле обладает этим свойством, все операции, связанные с поиском или сортировкой записей по значению, хранящемуся в данном поле, существенно ускоряются. Кроме того, для индексированных полей можно сделать так, что значение в записях будут проверяться по этому полю на наличие повторов, что позволяет автоматически исключить дублирование данных.
1.6 Объекты базы данных
Основу базы данных составляют хранящиеся в ней данные. Однако в базе данных Аccess есть и другие важные компоненты, которые принято называть объектами:
Запросы - эти объекты служат для извлечения данных из таблиц и предоставления их пользователю в удобном виде. С помощью запросов выполняют такие операции как отбор данных, их сортировку и фильтрацию. С помощью запросов можно выполнять преобразования данных по заданному алгоритму, создавать новые таблицы, выполнять автоматическое наполнения таблиц данными, импортированными из других источников, выполнять простейшие вычисления в таблицах и многое другое.
Формы. Если запросы - это специальные средства для отбора и анализа данных, то формы - это средства для ввода данных. Смысл их тот же - предоставить пользователю средства для заполнения только тех полей, которые ему заполнять положено. Одновременно с этим в форме можно разместить специальные элементы управления (счетчики, раскрывающиеся списки, переключатели, флажки и прочее) для автоматизации ввода. Преимущества форм раскрываются особенно наглядно, когда происходит ввод данных с заполненных бланков. В этом случае форму делают графическими средствами так, чтобы она повторяла оформление бланка - это заметно упрощает работу наборщика, снижает его утомление и предотвращает появление печатных ошибок.
Отчеты. По своим свойствам и структуре отчеты во многом похожи на формы, но предназначены только для вывода данных, причем для вывода не на экран, а на принтер. В связи с этим отчеты отличаются тем, что в них приняты специальные меры для группирования выводимых данных и для вывода специальных элементов оформления, характерных для печатных документов.
Страницы - это специальные объекты баз данных, реализованных в последних версиях СУБД Microsoft Аccess (начиная с Аccess 2000). Правда, более корректно их называть страницами доступа к данным. Физически это особый объект, выполненный в коде HTML, размещаемый на Web-странице и передаваемый клиенту вместе с ней. Сам по себе этот объект не является базой данной, но содержит компоненты, через которые осуществляется связь переданной Web-страницы с базой данных, остающейся на сервере. Пользуясь этими компонентами, посетитель Web-узла может просматривать записи базы в полях страницы доступа. Таким образом, страницы доступа к данным осуществляют интерфейс между клиентом, сервером и базой данных, размещенной на сервере. Эта база данных не обязательно должна быть базой данных Microsoft Аccess. Страницы доступа, созданные средствами Microsoft Аccess, позволяют работать также с базами данных Microsoft SQL Server.
Макросы и модули - эти категории объектов предназначены как для автоматизации повторяющихся операций при работе с СУБД, так и для создания новых функций путем программирования. В СУБД Microsoft Аccess макросы состоят из последовательности внутренних команд СУБД и являются одним из средств автоматизации работы с базой. Модули создаются средствами внешнего языка программирования, в данном случае языка Visuаl Bаsicfor Аpplicаtions. Это одно из средств, с помощью которых разработчик базы может заложить в нее нестандартные функциональные возможности, удовлетворить специфическое требование заказчика, повысить быстродействие системы управления, а также уровень ее защищенности.
1.7 Типы данных
Текстовой-может хранить Алфавитно-цифровые данные (текст и числа) до 255 знаков.
Поле MEMO -специальный тип данных для хранения больших объемов текста (до 2 Гб, однако надо помнить что при добавлении 2 ГБ данных приводит к замедлению работы базы данных, при вводе данных вручную в поле и в любой элемент управления, связанный с этим полем, можно ввести и просмотреть максимум 65535 знаков).
Числовой - может хранить числовые данные, тип данных для хранения действительных чисел.
Дата/время - хранит все значения даты и времени в виде 8-байтовых целых чисел с двойной точностью.
Денежный - тип данных для хранения денежных сумм. Теоретически, для их записи можно было бы пользоваться и полями числового типа, но для денежных сумм есть некоторые особенности (например, связанные с правилами округления), которые делают более удобным использование специального типа данных, а не настройку числового типа.
Счетчик - специальный тип данных для уникальных (не повторяющихся в поле) натуральных чисел с автоматическим наращиванием. Естественное использование -- для порядковой нумерации записей
Логический - тип для хранения логических данных (могут принимать только два значения, например Да или Нет).
Поле объекта OLE -специальный тип данных, предназначенный для хранения объектов OLE, например мультимедийных. Реально, конечно, такие объекты в таблице не хранятся. Как и в случае полей МЕМО, они хранятся в другом месте внутренней структуры файла базы данных, а в таблице хранятся только указатели на них (иначе работа с таблицами была бы чрезвычайно замедленной).
Гиперссылка - специальное поле для хранения адресов URL Web-объектов Интернета. При щелчке на ссылке автоматически происходит запуск браузера и воспроизведение объекта в его окне.
Мастер подстановок - это не специальный тип данных. Это объект, настройкой которого можно автоматизировать ввод в данных поле так, чтобы не вводить их вручную, а выбирать из раскрывающегося списка.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Сущность и характеристика типов моделей данных: иерархическая, сетевая и реляционная. Базовые понятия реляционной модели данных. Атрибуты, схема отношения базы данных. Условия целостности данных. Связи между таблицами. Общие представления о модели данных.
курсовая работа [36,1 K], добавлен 29.01.2011Система управления базой данных (СУБД), централизованное обеспечение безопасности и целостности данных, защита от несанкционированного доступа. Построение концептуальной и реляционной моделей. Процесс нормализации. Проектирование базы данных в ACCESS.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 29.10.2008Базы данных и их использование в вычислительной технике. Особенности и основная конструктивная единица сетевой модели данных. Иерархическая модель, объекты предметной области. Реляционная модель, ее наглядность, представление данных в табличной форме.
реферат [115,8 K], добавлен 19.12.2011Сущность и функциональные особенности баз данных, их классификация и типы, внутренняя структура и элементы. Модели данных, хранящихся в базах: иерархическая, сетевая, реляционная, многомерная, объектно-ориентированная. Виды запросов и типы таблиц.
дипломная работа [66,7 K], добавлен 06.01.2014Виды и функции системы управления базами данных Microsoft Access. Иерархическая, сетевая, реляционная модель описания баз данных. Основные понятия таблицы базы данных. Особенности создания объектов базы данных, основные формы. Доступ к Internet в Access.
контрольная работа [19,8 K], добавлен 08.01.2011Сущности и функциональные зависимости базы данных. Атрибуты и связи. Таблицы базы данных. Построение ER-диаграммы. Организация ввода и корректировки данных. Реляционная схема базы данных. Реализация запросов, получение отчетов. Защита базы данных.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 06.02.2016Понятие базы данных, ее архитектура. Классификация баз данных. Основные модели данных. Примеры структурированных и неструктурированных данных. Достоинства и недостатки архитектуры файл-сервер. Иерархическая модель данных. Виды индексов, нормализация.
презентация [1,4 M], добавлен 06.08.2014Понятие базы данных, ее виды. Иерархическая, сетевая, реляционная модели данных. Создание автоматизированной системы "Учет зарплаты строительной фирмы". Анализ требований и выбор решений. Этапы создания базы данных. Источники финансирования проекта.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 11.06.2013Формы представляемой информации. Основные типы используемой модели данных. Уровни информационных процессов. Поиск информации и поиск данных. Сетевое хранилище данных. Проблемы разработки и сопровождения хранилищ данных. Технологии обработки данных.
лекция [15,5 K], добавлен 19.08.2013Модель данных как совокупность структур данных и операций их обработки. Иерархическая, сетевая и реляционная модели данных, их основные преимущества и недостатки. Операции над данными, определенные для каждой из моделей, ограничения целостности.
реферат [128,4 K], добавлен 16.02.2012
