Конспект урока по теме: " Структура данных и система запросов на примерах баз данных различного назначения"

Тема: «Структура данных и система запросов на примерах баз данных

различного назначения»

Цель: Изучить основные понятия базы данных и систем запросов на примерах.                                     

1.                  Литература: Цветкова М. С., Великович Л. С. Информатика и ИКТ: учебник. — М., 2017

Оборудование: компьютеры, МsAccess

Изучение нового материала.

Теоретические сведения

I.        1. Введение понятия базы данных, СУБД.

Базы данных (БД), создаваемые с помощью компьютерных программ, подобны картотекам. Они могут содержать сотни и тысячи записей. Главное преимущество, которое даёт подход к автоматизированному ведению базы данных, - быстрый поиск необходимых сведений и представление их в удобной форме.

Простейшей базой данных является записная книжка сотовых телефонов, которые есть у многих  учеников.

А система управления базами данных (СУБД) – это программа, предназначенная для создания, редактирования и управления базами данных. Вот её возможные функции:

·         ввод и изменение данных;

·         поиск данных по заданным условиям;

·         создание экранных форм (для удобства работы с данными);

·         создание отчётов;

·         автоматизация решения стандартных задач;

·         создание собственных программных модулей, готовых к работе с БД.

Базу данных вообще-то вполне можно рассматривать как некий набор данных, необходимых для какой-нибудь работы. Однако данные – это абстракция; никто никогда не видел «просто данные». Они не возникают и не существуют сами по себе. Данные суть отражение реального мира.

Главная функция баз данных: в большом объеме информации разыскивается та, которая необходима на данный момент. Ну а чтобы накапливать, измерять, хранить и искать нужную информацию, необходимо использовать специальные программы – системы управления базами данных (СУБД) и информационно-поисковые системы (ИПС).

Различие между СУБД и ИПС весьма условное. Пояснить его можно так. Если речь идёт о каталоге крупной библиотеки, то, конечно, было бы крайне безответственно позволить любому посетителю изменять информацию о книгах, хранящихся в её фондах. А вот посмотреть и выбрать то, что необходимо, - пожалуйста.

Можно сказать, что специалистам – сотрудникам библиотеки – доступны все возможности СУБД, а посетители работают только с информационно-поисковой системой.

Тематические базы данных для узких специалистов называют банками данных. Это может быть банк данных по микропроцессорам, банк по лекарственным средствам, банк публикаций в области ядерной физики и т.п.

В нашей стране действуют сотни банков данных. Пожалуй, самый большой из них – банк данных Российского института научной и технической информации. В нём содержится более 6 миллионов библиографических сведений о книгах и статьях практически по всем отраслям знаний

2. Классификации баз данных.

I. Классификация по характеру хранимой информации.

Фактографические БДсодержат данные, представляемые в краткой форме и строго фиксированных форматах. Такие БД являются аналогами бумажных картотек, например, библиотечного каталога или каталога видеотеки.

Другой тип баз данных – документальные БД. Здесь аналогом являются архивы документов, например, архив судебных дел, архив исторических документов и пр.

II. Классификация по способу хранения данных.

Централизованная БД – вся информация хранится на одном компьютере.

Распределенная БД – используется в локальных и глобальных компьютерных сетях. Разные части базы хранятся на разных компьютерах.

III. Классификация по признаку структуры: иерархические БД, сетевые БД, реляционные (табличные) БД.

Известно, что любую базу данных можно свести к табличной форме.

3. Структура реляционной базы данных.

В теории реляционных баз данных таблица называется отношением (от англ. «relation» - отношение).

Простейшая база данных состоит из одной таблицы. Хранение сведений в единой таблице имеет ряд неудобств.  Во-первых, происходит дублирование данных. Во-вторых, становится неясно, какие данные в отдельной записи ценные, а какие нет. Уничтожение длинной записи, часть информации в которой утратила силу, может привести к потере данных, которые будет невозможно восстановить. В-третьих, если данные хранятся в единой таблице, усложняется разграничение доступа к ним и обеспечение защиты данных.

Поэтому данные распределяют по нескольким таблицам, которые связывают между собой. Рассмотрим пример.

Объекты для базы данных видеоколлекции – это художественные и мультипликационные фильмы, записи концертных программ и т.д., а их признаками будут: жанр, название фильма, фамилия режиссера, год выхода фильма, список исполнителей главных ролей. База данных может быть организована в следующую таблицу:

Строки этой базы данных описывают атрибуты каждой конкретной видеозаписи. Рассмотрим более внимательно то, какие значения может принимать атрибут. На первый взгляд любые. Скажем, название фильма – тут фантазия безудержна, даже принимая во внимание рекламную нумерацию типа «Терминатор-3» или «Мёртвый полицейский-9». Со студиями уже все не так свободно, а жанры и вовсе можно сосчитать на пальцах. Поэтому, если мы не хотим каждый раз монотонно писать одно и то же, имеет смысл ввести в нашу базу данных ещё одну таблицу, которая будет называться «Жанры».

Она могла бы выглядеть следующим образом:

В любой таблице должен быть один или несколько столбцов, значения которых однозначно идентифицируют каждую её строку. Такой столбец (или комбинация столбцов) называется первичным ключом.

Внесение взаимосвязанных изменений в разные таблицы автоматизируется. В реляционной базе данных можно получать сведения, основанные на данных из нескольких таблиц.

При установке связи одна из таблиц должна содержать ключевое поле. Иногда вместо термина ключевое поле говорят о первичном (или главном) ключе. В этом случае имеют в виду, что в качестве ключа может использоваться не отдельное поле, а совокупность полей. В каждом из этих полей значения могут повторяться, но любая комбинация значений уникальна и может идентифицировать запись.

Например, в таблице клиентов поле Фамилия может быть ключевым только в том случае, если в ней нет записей, соответствующих однофамильцам. Если же такие записи есть, первичный ключ создают из комбинации полей Фамилия, Имя и Отчество.

Таблица, участвующая в связи своим ключевым полем, называется главной, другая таблица – связанной. Если данное поле в связанной таблице также является ключевым, то говорят о связи «один-к-одному». В этом случае одной записи главной таблице соответствует ровно одна запись связанной. Если это поле не является ключевым в связанной таблице, то говорят о связи «один-ко-многим».  Одной записи главной таблицы может соответствовать несколько записей в связанной. Например, в список клиентов каждый человек может быть внесён только один раз, но в списке сделанных им заказов ему может соответствовать столько записей, сколько заказов он сделал.

Связь «многие-ко-многим» напрямую создать нельзя. В этом случае необходима дополнительная промежуточная таблица. Ключевые поля этой таблицы связаны с полями тех таблиц, для которых требуется данный вид связи.

Разработчиком теории реляционных баз данных считается Е. Кодд, 1960 год.

4. Распределенные базы данных.

В крупных базах данных накапливаются огромные объемы информации, которые должны быть постоянно доступны многим пользователям. Если доступ к данным возможен только через один компьютер, то выход его из строя по любой причине (например, из-за отключения электричества) сделает базу недоступной.

Необходимость противостоять сбоям и обеспечивать одновременный доступ многих пользователей обусловливает появление распределенных (сетевых) баз данных. В этом случае СУБД контролирует не только доступ к данным. Она также размещает их на разных компьютерах сети и управляет загрузкой серверов, в том числе её перераспределением  при выходе отдельных систем из строя. Распределённые базы данных обладают меньшим быстродействием, чем базы, сконцентрированные на одном компьютере. Зато они обеспечивают несравнимо более высокую надежность и облегчают одновременный доступ к записям для многих пользователей.

Одной из популярных СУБД является приложение MicrosoftAccess, входящая в состав интегрированного пакета MicrosoftOffice

Создание базы данных MicrosoftAccess

В MicrosoftAccess поддерживаются два способа создания баз данных.

Создание базы данных с помощью мастера

1. Нажмите кнопкуСоздать  на панели инструментов.
2. В области задач Создание файла выберите в группе Создание с помощью шаблона ссылку Общие шаблоны.
3. Выберите значок подходящего шаблона базы данных на вкладке Базы данных и нажмите кнопку OK.
4. В диалоговом окне Файл новой базы данных введите имя базы данных и укажите ее расположение, а затем нажмите кнопкуСоздать.
5. Следуйте инструкциям мастера баз данных.

Примечание.   С помощью мастера баз данных нельзя добавлять новые таблицы, формы и отчеты в существующую базу данных.

Создание базы данных без помощи мастера

2. Нажмите кнопкуСоздатьна панели инструментов.
3. В области задач Создание файла выберите в группе Создание ссылку Новая база данных.
4. В диалоговом окне Файл новой базы данных введите имя базы данных и укажите ее расположение, а затем нажмите кнопкуСоздать.

После открытия окна базы данных можно создать требуемые объекты базы данных: таблицы, формы, запросы, отчеты, модули, макросы.

Создание таблицы:

В режиме конструктора можно создать новую таблицу либо добавить, удалить или настроить поля существующей таблицы.

При  создании новой таблицы необходимо ввести : имя поля, тип данных этого поля, описание.

 Настройка  типа данных поля определяет тип значений, которые можно вводить в это поле. Тип данных поля- это характеристика поля, определяющая, какие данные могут сохраняться в поле. Например, в поле с типом «Текстовый» можно вводить как текст, так и числа, а в полях с типом «Числовой» допускается хранение только числовых данных. Например, если нужно, чтобы в поле содержались числовые значения, которые можно использовать в вычислениях, задайте Числовой или Денежный тип данных.

В поле «Описание» пишется информация, которая будет выводиться в виде подсказок при вводе данных в таблицу.

Для идентификации каждой записи в таблице используется уникальный маркер, который называют первичным ключом (Первичный ключ. Одно или несколько полей (столбцов), комбинация значений которых однозначно определяет каждую запись в таблице. Первичный ключ используется для связывания таблицы с внешними ключами в других таблицах.).

Свойства полей — это набор характеристик, обеспечивающих дополнительные возможности управления хранением, вводом и отображением данных в поле. Число доступных свойств зависит от типа данных поля.

Создание таблицы при помощи мастера таблиц

1. Для перехода в окно базы данных нажмите клавишу F11.
2. Выберите Таблицы    в списке Объекты и нажмите кнопкуСоздать на панели инструментов окна базы данных.
3. Дважды щелкните строку Мастер таблиц.
4. Следуйте инструкциям диалоговых окон мастера Создание таблиц.

Примечание.   Если в дальнейшем потребуется изменить или расширить созданную с помощью мастера таблицу, это можно сделать в режиме конструктора.

Создание связей между таблицами:

В окне базы данных выбрать в меню «Сервис» команду «Схемы данных»; в появившемся окне выбрать в меню «Связи» команду «Добавить таблицу»; выбрать имя таблицы и щелкнуть по кнопке «Добавить». Далее выбрать меню Связи ®Изменить связь, щелкнуть по кнопке «Новое…», выбрать имена связываемых таблиц и связываемых столбцов, щелкнуть по кнопке «ОК».В окне «Изменение связей » щелкнуть по кнопке «Создать».

Создание фильтра для вывода данных по заданному критерию:

Выведите таблицу, в которой хотите фильтровать данные, выберите в меню Записи команду Фильтр® Изменить фильтр; поставьте курсор в нужное поле  и введите критерий отбора (например, если в поле «должность» нужно отобрать всех инженеров, то в нем нужно написать «инженер». Все текстовые данные необходимо вводить в кавычках.)

Применение фильтра:Нажмите кнопку      - Применение фильтра     на панели инструментов.

Отмена фильтра:  Выведите таблицу, в которой хотите фильтровать данные, выберите в меню Записи команду Фильтр® Изменить фильтр, очистите все фильтры полей и Нажмите кнопку     .

Сортировка данных: выделить столбец, по которому будете сортировать, и на панели инструментов щелкните кнопку     - сортировать по возрастанию или       - сортировать по убыванию

Контрольные вопросы:

1.      Что такое СУБД? Перечислите ее основные функции.

2.      Назовите различия между СУБД и ИПС.

3.      Как классифицируют БД по характеру хранимой информации?

4.      Как классифицируют БД по способу хранения данных?

5.      Как классифицируют БД по признаку структуры?

Д/З:

1. Изучить теоретические сведения.
2. Письменно ответить на контрольные вопросы

Скачано с www.znanio.ru