Информационное обеспечение

Содержание

1. Что такое база данных
2. Структура базы данных
3. Отношения между таблицами
4. Нормализация баз данных
5. Ключи и индексы

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Что такое база данных

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 т.д.

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.

2. Структура базы данных

Телефонный справочник представляет собой так называемую “плоскую” базу данных, в которой  вся информация располагается в  единственной таблице. Каждая запись в  этой таблице содержит идентификатор  конкретного человека - имя и фамилию и его номер телефона. Таким образом таблица состоит из записей, информация в которых разделена на несколько частей - полей. В данном случае полями являются “ФИО” и “Номер телефона”, как показано на рис.1.1.  
Рис.1.1. Таблица, запись и поле.

В отличие от плоских, реляционные базы данных состоят  из нескольких таблиц, связь между  которыми устанавливается с помощью  совпадающих значений одноименных  полей.

Здесь следует отметить, что использование реляционной  модели баз данных не является единственно  возможным способом представления  информации. В настоящее время  существует несколько различных  моделей представления данных, которые, однако, пока не получили такого широкого распространения среди разработчиков  и пользователей, как реляционная  модель. То есть при разработке систем управления базами данных реляционная  модель практически является стандартом.

В качестве примера  реляционной базы данных можно привести поставляемую вместе с Visual Basic базу данных BIBLIO.MDB, содержащую библиографическую информацию о книгах по программированию, их авторах и издательствах, эти книги опубликовавших.

Так как Visual Basic использует ту же систему управления базами данных (MS Jet Engine), что и MS Access, то несмотря на наличие в Visual Basic средств работы со многими форматами БД, все таки в приложениях предпочтительно использовать файлы баз данных в формате MS Access. Эти файлы имеют расширение MDB и здесь в основном будут описаны приемы работы с файлами именно такого формата.

Перейдем теперь к  исследованию базы данных с библиографией. Для этого откройте файл BIBLIO.MDB при  помощи MS Access или VisData.

Содержимое файла  базы данных BIBLIO.MDB показано на рис.1.2. В  базу данных входят таблицы (Tables), запросы (Queries), формы (Forms), отчеты (Reports), макросы (Macros) и модули (Modules). Макросы, формы и модули нам не интересны, так как это вотчина разработчиков, применяющих Visual Basic for Applications или, сокращенно, VBA.

 
Рис.1.2. Содержимое файла BIBLIO.MDB

Из рисунка видно, что база данных состоит из таблиц: PUBLISHERS, AUTHORS и TITLES. Каждая из таблиц содержит информацию об объектах одного типа. Из названий таблиц становиться понятно, что данные в каждой таблице принадлежат  одной и той же группе объектов. Каждая строка в этих таблицах однозначно определяет один объект из соответствующей  группы. Вообще, база данных может состоять из одной или нескольких таблиц. Запись, в свою очередь, состоит из нескольких полей, каждое из которых  содержит элемент данных об объекте.

Типы данных, которые  можно поместить в таблицу, зависят  от формата файла базы данных. В  таблице 1.1 приведены некоторые типы данных, которые поддерживаются системой управления базами данных Visual Basic для файлов MS Access.

Таблица 1.1

Таблица PUBLISHERS (Издатели) содержит информацию об издательствах (имя компании, ее адрес, телефон, факс и др.). На рис. 1.3 и 1.4 показаны структура  таблицы PUBLISHERS и ее содержимое в  табличном виде.

 
Рис.1.3. Структура таблицы PUBLISHERS 

 
Рис.1.4. Содержимое таблицы PUBLISHERS

Таблица AUTHORS (Авторы) содержит информацию о авторах - ФИО и год рождения. Структура этой таблицы и ее содержимое показаны на рис.1.5 и 1.6 соответственно.

 
Рис.1.5. Структура таблицы AUTHORS 

 
Рис.1.6. Содержимое таблицы AUTHORS

Таблица TITLES (Заголовки) содержит данные о самих книгах - название книги, год издания, код ISBN, издатель, краткое описание и др. Структура таблицы TITLES и ее содержимое показаны на рис.1.7 и 1.8 соответственно.

 
Рис.1.7. Структура таблицы TITLES 

 
Рис.1.8. Содержимое таблицы TITLES

Из рис.1.2 видно, что в базе данных BIBLIO.MDB присутствует еще и таблица TITLE AUTHOR. На первый взгляд непонятно зачем она нужна. Ведь в базе данных есть таблица TITLES с заголовками книг и таблица AUTHORS с данными об авторах. Однако все же эта таблица нужна и для чего она так необходима станет понятно, когда в дальнейшем будем рассматривать отношения между таблицами.

3. Отношения между таблицами

Отношения между таблицами  устанавливают связь между данными  находящимися в разных таблицах базы данных.

Отношения между таблицами  определяются отношением между группами объектов соответствующего типа. Например, один автор может написать несколько  книг и издать их в разных издательствах. Или издательство может опубликовать несколько книг разных авторов. Таким  образом, между авторами и названиями книг существует отношение один-ко-многим, а между издательствами и авторами существует отношение много-ко-многим.

Отношения между таблицами  базы данных BIBLIO.MDB показаны на рис.1.9.

 
Рис.1.9. Отношения между таблицами  базы данных BIBLIO.MDB.

Отношение один-к-одному

Если между двумя  таблицами существует отношение  один-к-одному, то это означает, что каждая запись в одной таблице соответствует только одной записи в другой таблице.

Примером такого отношения  может служить отношение между  таблицами. Таблица AUTHORS (Авторы) рассмотрена  выше (рис. 1.5 и 1.6) и содержит краткую  информацию о авторах (ФИО и год рождения). Таблица PERSON (Личность) содержит персональную информацию о авторах (домашний адрес, телефон, образование и др.) Структура таблицы PERSON показана на рис.1.10. Следует отметить, что в базе данных BIBLIO.MDB никакой таблицы PERSON нет и мы упоминаем о ней только как о иллюстрации отношения между таблицами - один-к-одному.

 
Рис.1.10. Структура таблицы PERSON

Между таблицами AUTHORS и PERSON существует отношение один-к-одному, так как одна запись, идентифицирующая автора, однозначно соответствует только одной записи в таблице PERSON, содержащей персональные данные об авторе.

Связь между таблицами  определяется с помощью совпадающих  полей: Au_ID в таблице AUTHORS и в таблице PERSON.

Отношение один-ко-многим

Хорошим примером отношения  между таблицами один-ко-многим является отношение между авторами и названиями книг (таблицы AUTHORS и TITLES), так как каждый автор может иметь отношение к созданию нескольких книг. Связь между таблицами AUTHORS и TITLES осуществляется с помощью совпадающих полей Au_ID в обеих таблицах.

Аналогичное отношение  существует между издательствами и  названиями изданных книг, организацией и работающими в ней сотрудниками, автомобилем и деталями, из которых  он состоит и т.п. Понятно, что  подобный тип отношения между  таблицами наиболее часто встречается  при проектировании структуры баз  данных.

Отношение много-к-одному

Отношение много-к-одному полностью аналогично рассмотренному выше отношению один-ко-многим.

Отношение много-ко-многим

При отношении между  двумя таблицами много-ко-многим каждая запись в одной таблице связана с несколькими записями в другой таблице и наоборот. Иллюстрацией такого отношения может служить отношение между таблицами PUBLISHERS и AUTHORS. С одной стороны, каждое издательство может публиковать книги разных авторов и с другой стороны - каждый автор может публиковаться в разных издательствах.

Для удобства работы с таблицами, имеющими отношение  много-ко-многим, обычно в базу данных добавляют еще одну таблицу, которая находится в отношении один-ко-многим и много-к-одному к соответствующим таблицам. В случае базы данных BIBLIO.MDB такой таблицей является TITLE AUTHOR.

4. Нормализация баз данных

Рассмотрим процесс  нормализации базы данных на примере  базы данных BIBLIO.MDB. Вообще говоря, все  данные о книгах, авторах и издательствах  можно разместить в одной таблице, названной, например, BIBLIOS. Структура  этой таблицы показана на рис. 1.11. В  принципе, можно работать и с такой  таблицей. С другой стороны понятно, что такая структура данных является неэффективной. В таблице BIBLIOS будет  достаточно много повторяющихся  данных, например сведения об издательстве или авторе будут повторяться  для каждой опубликованной книги. Такая  организация данных приведет к следующим  проблемам, с которыми столкнется конечный пользователь вашей программы: