Краткие теоретические сведения.

ЦЕЛЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.

· Изучить теоретические сведения по данной теме и научиться создавать базы данных, редактировать данные, производить сортировку и фильтрацию данных.

ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ.

1. Создание базы данных «Больница»

2. Редактирование данных

3. Сортировка и фильтрация данных

4. Создание форм

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.

База данных (БД) — именованнаясовокупностьструктурированных данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.

Под предметной областью принято понимать часть реального мира, подлежащего изучению для организации управления и, в конечном счете, автоматизации, например, предприятие, вуз и т.д.

Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро извлекать выборку с произвольным сочетанием признаков. Сделать это возможно, только если данные структурированы.

Структурирование данных - это введение соглашений о способах представления данных.

Неструктурированными называют данные, записанные, например, в текстовом файле.

Пример 1. На рис.1 пример неструктурированных данных, содержащих сведения о студентах (номер личного дела, фамилию, имя, отчество и год рождения). Легко убедиться, что сложно организовать поиск необходимых данных, хранящихся в неструктурированном виде, а упорядочить подобную информацию практически не представляется реальным.

Личное дело № 16493, Сергеев Петр Михайлович, дата рождения 1 января 1976 г.; Л/д № 16593, Петрова Анна Владимировна, дата рожд. 15 марта 1975 г.; № личн. дела 16693, д.р. 14.04.76, Анохин Андрей Борисович

Рис. 1. Пример неструктурированных данных

Чтобы автоматизировать поиск и систематизировать эти данные, необходимо выработать определенные соглашения о способах представления данных, т.е. дату рождения нужно записывать одинаково для каждого студента, она должна иметь одинаковую длину и определенное место среди остальной информации. Эти же замечания справедливы и для остальных данных (номер личного дела, фамилия, имя, отчество).

Пример 2. После проведения несложной структуризации с информацией, указанной в примере (рис. 1), она будет выглядеть так, как это показано на рис.2.

№ личного дела	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения
	Сергеев	Петр	Михайлович	01.01.76
	Петрова	Анна	Владимировна	15.03.75
	Анохин	Андрей	Борисович	14.04.76

Рис. 2. Пример структурированных данных

Система управления базами данных (СУБД) — совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

Access — это система управления базами данных (СУБД). Access дает возможность также автоматизировать часто выполняемые операции (например, расчет заработной платы, учет материальных ценностей и т.п.). С помощью Access можно не только разрабатывать удобные формы ввода и просмотра данных, но и со­ставлять сложные отчеты.

Access является приложением Windows, а поскольку и Windows и Access разработаны одной фирмой (Microsoft), они очень хорошо взаимодействуют друг с другом. СУБД Access работает под управлением Windows; таким образом, все преимущества Windows доступны в Access, например, вы можете вырезать, копировать и вставлять данные из лю­бого приложения Windows в приложение Access и наоборот.

Access — это реляционная СУБД.

Теоретической основой этой модели стала теория отношений, основу которой заложили два логика — американец Чарльз Содерс Пирс (1839-1914) и немец Эрнст Шредер (1841-1902). Основной структурой данных в модели является отношение, именно поэтому модель получила название реляционной (от английского relation — отношение). 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:

1. каждый элемент таблицы – один элемент данных

2. все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д.) и длину

3. каждый столбец имеет уникальное имя

4. одинаковые строки в таблице отсутствуют

5. порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Фамилия	Дисциплина	Оценка
Александров	Социология
Александров	Информационные технологии
Баранова	Социология
Петров	Информационные технологии
Петров	Социология

 

Отношения представлены в виде таблиц, строки которых соответствуют кортежам или записям, а столбцы – атрибутам отношений, доменам, полям.

Для начала покажем смысл этих понятий на примере отношения СОТРУДНИКИ, содержащего информацию о сотрудниках некоторой организации:

Тип данных

Понятие тип данных в реляционной модели данных полностью эквивалентно понятию типа данных в языках программирования.

Набор поддерживаемых типов данных определяется СУБД и может сильно различаться в разных системах. Однако практически все СУБД поддерживают следующие типы данных:

· целочисленные;

· вещественные;

· строковые;

· специализированные типы данных для денежных величин;

· специальные типы данных для временных величин (дата и/или время);

· типы двоичных объектов (данный тип не имеет аналога в языках программирования; обычно для его обозначения используется аббревиатура BLOB — Binary Large Object).

В нашем примере мы имеем дело с данными трех типов: строки символов, целые числа и "деньги".

В рассматриваемом примере используются три типа данных — строковый (столбцы «Имя» и «Специальность»), временной тип (столбец «Дата_рождения») и це­лочисленный тип («Курс» и «№_студенческого_билета»).

Значение

Значение – это наименьшая единица данных реляционной модели, то есть отдельное атомарное(неразложимое) для данной модели значение данных. Над значением (простым значением) операции выполняются как над целым. Сложное значение – составное значение – значение составленное из простых значений.

Домен

Доменсостоит из множества атомарных значений одного и того же типа.

Домен представляет собой допустимое потенциальное множество значений данного типа. Например, домен "Имена" в нашем примере определен на базовом типе строк символов, но в число его значений могут входить только те строки, которые могут изображать имя (в частности, такие строки не могут начинаться с мягкого знака).

Понятие домена более специфично для баз данных, хотя и имеет некоторые аналогии с подтипами в некоторых языках программирования. В самом общем виде домен определяется заданием некоторого базового типа данных, к которому относятся элементы домена, и произвольного логического выражения, применяемого к элементу типа данных. Если вычисление этого логического выражения дает результат "истина", то элемент данных является элементом домена.

Атрибут

Вхождение домена в отношение принято называть атрибутом.

Столбцы отношения называют атрибутами, им присваиваются имена, по которым к ним затем производится обращение.

Атрибут отображает (представляет) свойство объекта предметной области. Атрибуты это свойства объектов в их простейшем виде. Атрибуты описывают определенные аспекты объектов:

- это значения (экземпляры атрибута) описывающие свойства конкретных объектов (экземпляров объектов),

- имена атрибутов служат именами столбцов.

Атрибут – это: имя атрибута + совокупность значений атрибута (являющихся подмножеством домена) (набор значений из соответствующего домена).

Атрибут – это поименованное множество значений, принадлежащее определенному домену (или определенного типа) и представляющее свойства множества экземпляров объектов.

Кортеж

Кортеж, соответствующий данной схеме отношения, - это множество пар {имя атрибута, значение}, которое содержит одно вхождение каждого имени атрибута, принадлежащего схеме отношения. Значение является допустимым значением домена данного атрибута (или типа данных, если понятие домена не поддерживается). Тем самым, степень или "арность" кортежа, т.е. число элементов в нем, совпадает с "арностью" соответствующей схемы отношения. Попросту говоря, кортеж - это набор именованных значений заданного типа.

Отношение

Отношение - это множество кортежей, соответствующих одной схеме отношения. Иногда, чтобы не путаться, говорят " отношение-схема " и " отношение-экземпляр ", иногда схему отношения называют заголовком отношения, а отношение как набор кортежей - телом отношения.

Обычным житейским представлением отношения является таблица, заголовком которой является схема отношения, а строками - кортежи отношения-экземпляра; в этом случае имена атрибутов именуют столбцы этой таблицы. Поэтому иногда говорят "столбец таблицы", имея в виду "атрибут отношения".

Реляционная база данных - это набор отношений, имена которых совпадают с именами схем отношений в схеме БД.

Как видно, основные структурные понятия реляционной модели данных (если не считать понятия домена) имеют очень простую интуитивную интерпретацию, хотя в теории реляционных БД все они определяются абсолютно формально и точно.

Пустые значения

Следует понимать, что пустое значение — это не ноль и не пустая строка, а неизве­стное значение атрибута, которое не определено в данный момент времени и в прин­ципе может быть определено позднее.

Для обозначения пустых значений полей используется слово NULL.

Ключи

Поскольку отношение с математической точки зрения является множеством, а мно­жества по определению не содержат совпадающих элементов, то никакие два корте­жа отношения не могут быть дубликатами друг друга в любой произвольно задан­ный момент времени.

Ключ отношения – это атрибут или набор атрибутов однозначно определяющий каждый кортеж отношения.

· уникальность:в произвольный момент времени никакие два различных корте­жа отношения R не имеют одного и того же значения

· минимальность:ни один из атрибутов не может быть исключен из ключа без нарушения уникальности.

Для каждого отношения свойством уникальности обладает, по крайней мере, пол­ный набор его атрибутов. Однако требуется обеспечить и условие минимальности. Поэтому, как правило, в отношении всегда имеется один атрибут, обладающий свойством уникальности и являющийся первичным ключом.

Ключи необходимы для:

1. исключения дублирования значений в ключевых атрибутах,

2. упорядочения кортежей,

3. ускорения работы с кортежами отношения (индексы),

4. организации связывания отношений.

Первичным ключом отношения (PRIMARY KEY) называется атрибут или набор атрибутов, используемый для однозначной идентификации каждого из его кортежей.

В зависимости от количества атрибутов, входящих в ключ, различают простые и сложные (или составные) ключи.

Простой ключ — ключ, содержащий только один атрибут. В общем случае опера­ции объединения выполняются быстрее в том случае, когда в качестве ключа ис­пользуется самый короткий и самый простой из возможных типов данных. С этой точки зрения наилучшим образом подходит целочисленный тип, который имеет аппаратную поддержку для выполнения над ним логических операций.

Если ключ состоит из нескольких атрибутов, то он называется составным или сложнымключом.

В СУБД Access предусмотрено много дополнительных сервисных возможностей. Мастера помогут вам создать таблицы, формы или отчеты из имеющихся заготовок, сде­лав за вас основную черновую работу. Выражения используются в Access, например, для проверки допустимости введенного значения. Макросы позволяют автоматизировать многие процессы без программирования, тогда как встроенный в Access язык VBA (Visual Basic for Applications) — специально разработанный компанией Microsoft диалект языка Basic для использования в приложениях Microsoft Office — дает возможность опытному пользо­вателю программировать сложные процедуры обработки данных. Просматривая свою фор­му или отчет, вы сможете представить, как они будут выглядеть в распечатанном виде. И наконец, используя такие возможности языка программирования С, как функции и обраще­ния к Windows API (Application Programming Interface — интерфейс прикладных программ Windows), можно написать подпрограмму для взаимодействия Access с другими приложе­ниями — источниками данных.

В Microsoft Access добавлено множество новых средств, разработанных для облегче­ния работы в Интернет и создания приложений для Web. Для доступа к сети Интернет и ис­пользования преимуществ новых средств необходимы средства просмотра Web, например Microsoft Internet Explorer, а также модем. Пользователь имеет возможность непосредствен­но подключаться к узлам Microsoft Web из программ Office (в том числе и из Access) с помощью команды Microsoft на Web из пункта меню?. При этом можно, например, полу­чить доступ к техническим ресурсам и загрузить общедоступные программы, не прерывая работу с Access.

Система Access содержит набор инструментов для управления базами данных, вклю­чающий конструкторы таблиц, форм, запросов и отчетов. Кроме того. Access можно рас­сматривать и как среду для разработки приложений. Используя макросы для автоматизации задач, вы можете создавать такие же мощные, ориентированные на пользователя приложе­ния, как и приложения, созданные с помощью "полноценных" языков программирования, дополнять их кнопками, меню и диалоговыми окнами. Программируя на VBA, можно соз­давать программы, по мощности не уступающие самой Access. Более того, многие средства Access, например мастера и конструкторы, написаны на VBA. Мощность и гибкость сис­темы Access делают ее сегодня одной из лучших программ для управления базами данных.

Работа с мастерами

Мастер (Wizard) — специальная программа, помогающая в решении какой-то задачи или создании объекта определенного типа. Эта программа поможет вам за несколько минут вы­полнить рутинную работу, на которую без применения этой программы может уйти не­сколько часов. Программа-мастер задает вопросы о содержании, стиле и формате объекта, а затем создает этот объект без какого-либо вмешательства с вашей стороны. В Access име­ется около сотни мастеров, предназначенных для проектирования баз данных, приложе­ний, таблиц, форм, отчетов, графиков, почтовых наклеек, элементов управления и свойств.

Контекстно-зависимая справка и Помощник

Справочная система фирмы Microsoft является, наверное, лучшей среди аналогичных про­грамм как для новичков, так и для опытных пользователей. Access дает возможность ис­пользовать контекстно-зависимую справку, для получения которой достаточно нажать правую клавишу мыши. Какие бы вы ни испытывали затруднения при работе с системой, вам поможет появляющаяся на экране справка по интересующей вас теме. Помимо этого справочная система Access имеет удобные и простые в использовании содержание, пред­метный указатель, систему поиска, журнал хронологии и закладки. В локализованной версии Access 97(как и во всем Microsoft Office 97) компания Microsoft добавила новое средство — Помощник. Помощник отвечает на вопросы, выдает советы и справки об осо­бенностях используемой программы.

Таблицы

Таблица предназначена для хранения данных об одном информационном объекте предметной области. Предварительно таблицу необходимо создать, т. е. определить названия полей, их тип и ключевые поля таблицы. Создание таблиц начинается с выбора элемента управления Таблицы. Чтобы создать таблицу вручную, следует использовать значок Создание таблицы в режиме конструктора. В первом столбце вводят имена полей. Тип для каждого поля выбирают из раскрывающегося списка, открываемого кнопкой выбора типа данных. Нижняя часть бланка содержит список свойств поля, выделенного в верхней части. Некоторые из свойств уже заданы по умолчанию. Свойства полей не являются обязательными. На рисунке 3 представлено главное окно базы данных.

При создании таблицы целесообразно задать ключевое поле. Это поможет впоследствии, при организации связи между таблицами. Для задания ключевого поля достаточно щелкнуть на его имени правой кнопкой мыши и в открывшемся меню выбрать пункт Ключевое поле.

Закончив создание структуры таблицы, бланк закрывают (при этом система выдает запрос на сохранение таблицы), после чего дают таблице имя, и с этого момента она доступна в числе прочих таблиц в основном окне База данных. Оттуда ее можно открыть в случае необходимости.

Рис. 3 Главное окно базы данных

 

 

После создания структуры таблицы в нее вводятся данные, которые автоматически сохраняются в этой таблице.

Редактирование данных

Редактирование данных производится очень просто — курсор переводится в нужную ячей­ку, старые данные удаляются (клавишами <Del> или <Backspase>) и вводятся новые дан­ные. Удалять можно не только данные в ячейках, но и целиком строки, предварительно их выделив. Но если таблица большая, то редактируемые данные надо сначала найти. Это де­лается следующим образом: переводят курсор в любую ячейку поля, начиная с которой бу­дет вестись поиск, затем открывают пункт меню Правка и выполняют команду Найти. В появившемся окне вводят образец искомых данных и щелкают по кнопке <Найти>. Если значение найдено, курсор перейдет в эту ячейку Иногда требуется большое количество одинаковых данных заменить на другое значение. Для этого надо открыть пункт меню Правка и выполнить команду Заменить. В появившемся окне ввести образцы того, что на­до найти и на что заменить. Затем надо решить, будете ли вы просматривать каждое заме­няемое значение или нет. Если будете, то надо щелкнуть по кнопке <3аменить>, а если нет — один раз щелкнуть по кнопке <3аменить все>.

Сортировка данных

Для удобства просмотра можно сортировать записи в таблице в определенной последова­тельности, например, в таблице Преподаватели записи можно отсортировать в порядке убывания стажа преподавателей. Кнопки сортировки на панели инструментов (или коман­ды меню Записи, Сортировка, Сортировка по возрастанию (сортировка по убыва­нию)) позволяют сортировать столбцы по возрастанию или по убыванию. Прежде чем щелкнуть по кнопке сортировки, следует выбрать поля, используемые для сортировки. Для выбора поля достаточно поместить курсор в любую его запись. После этого щелкните по кнопке сортировки — и данные отобразятся в отсортированном порядке. В режиме табли­цы можно выделить сразу два или несколько соседних столбцов, а затем выполнить по ним сортировку. По умолчанию в Access 2010 сортировка записей начинается с крайнего левого выделенного столбца. При этом записи таблицы будут отсортированы сначала по крайнему левому выделенному столбцу, затем (для одинаковых значений в первом сортируемом столбце) — по второму и т.д. Если вы хотите восстановить порядок отображения записей, используйте команду Записи, Удалить фильтр.

Примечание. Современные СУБД, такие, как Access 2010, никогда не сортируют таблицы физически, как это делалось раньше. Средства сортировки данных (а также фильтрации, поиска и замены) реализованы в Access 2010 как автоматиче­ски создаваемые запросы. Записи таблицы всегда располагаются в файле базы данных в том порядке, в котором они были добавлены в таблицу.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ.

ЗАДАНИЕ

1 Откройте программу Access.

2 Создайте новую базу данных.

3 Создайте таблицу «Пациенты» базы данных.

4 Определите поля таблицы в соответствии с табл. 1.

5 Сохраните созданную таблицу.

6 Введите ограничения на данные, вводимые в поле Пол; должны вводиться только М или Ж.

7 Задайте значение по умолчанию для поля Пол в виде слова М.

8 Заполните таблицу данными в соответствии с рисунком и проверьте реакцию системы на ввод неправильных данных в поле Пол.

9 Измените ширину каждого поля таблицы в соответствии с шириной данных.

10 Произведите поиск в таблице пенсионера Сергеева.

11 Произведите сортировку данных в поле Фамилия по убыванию.

12 Произведите фильтрацию данных по полю Пол.

Имя поля	Тип данных		Размер поля
№ п\п	Числовой		Целое
Фамилия	Текстовый
Имя	Текстовый
Отчество	Текстовый
Пол	Текстовый
Адрес	Текстовый
Диагноз	Текстовый

Таблица 1. Таблица данных Пациенты

 

13. Создайте еще таблицу «Врачи» с данными из следующей таблицы

Имя поля	Тип данных		Размер поля
№ уд	Числовой		Целое
Фамилия	Текстовый
Имя	Текстовый
Отчество	Текстовый
Пол	Текстовый
Адрес	Текстовый
Специализация	Текстовый

Таблица 2. Таблица данных Врачи

14. Создайте дополнительную таблицу с именем «Отделение», которая будет содержать следующие поля: Отделение (текстовый), № уд (числовой), Телефон отделения (текстовый).

15. Создайте дополнительную таблицу с именем «Лечение», которая будет содержать следующие поля: № п/п (числовой), Отделение (текстовый).

16. Заполните таблицу Отделение и Лечение данными.

17. Создайте формы для просмотра таблиц.
ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТЫ

ЛИТЕРАТУРА

1. Информатика. Под редакцией Н.В. Макарова. М., «Финансы и статистика», 2004

2. Информатика. Под редакцией С.В. Симоновича. СПб, Питер, 2005.

3. Прикладное программное обеспечение. Лабораторный практикум, А. Н. Афанасьев, Т. В. Афанасьева, Ульяновск: УлГТУ, 2006.

4. Базы данных MS Access: Проблемы и решения, Виржиния Андерсен, «ЭКОМ», Москва, 2001

 

Зав. кафедрой физики, информатики

и математики Снегирева Л.В

 

Ответственный за курс, ассистент Катальникова Е.С.

ЦЕЛЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.

· Изучить теоретические сведения по данной теме и научиться создавать базы данных, редактировать данные, производить сортировку и фильтрацию данных.

ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ.

1. Создание базы данных «Больница»

2. Редактирование данных

3. Сортировка и фильтрация данных

4. Создание форм

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.

База данных (БД) — именованнаясовокупностьструктурированных данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.

Под предметной областью принято понимать часть реального мира, подлежащего изучению для организации управления и, в конечном счете, автоматизации, например, предприятие, вуз и т.д.

Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро извлекать выборку с произвольным сочетанием признаков. Сделать это возможно, только если данные структурированы.

Структурирование данных - это введение соглашений о способах представления данных.

Неструктурированными называют данные, записанные, например, в текстовом файле.

Пример 1. На рис.1 пример неструктурированных данных, содержащих сведения о студентах (номер личного дела, фамилию, имя, отчество и год рождения). Легко убедиться, что сложно организовать поиск необходимых данных, хранящихся в неструктурированном виде, а упорядочить подобную информацию практически не представляется реальным.

Личное дело № 16493, Сергеев Петр Михайлович, дата рождения 1 января 1976 г.; Л/д № 16593, Петрова Анна Владимировна, дата рожд. 15 марта 1975 г.; № личн. дела 16693, д.р. 14.04.76, Анохин Андрей Борисович

Рис. 1. Пример неструктурированных данных

Чтобы автоматизировать поиск и систематизировать эти данные, необходимо выработать определенные соглашения о способах представления данных, т.е. дату рождения нужно записывать одинаково для каждого студента, она должна иметь одинаковую длину и определенное место среди остальной информации. Эти же замечания справедливы и для остальных данных (номер личного дела, фамилия, имя, отчество).

Пример 2. После проведения несложной структуризации с информацией, указанной в примере (рис. 1), она будет выглядеть так, как это показано на рис.2.

№ личного дела	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения
	Сергеев	Петр	Михайлович	01.01.76
	Петрова	Анна	Владимировна	15.03.75
	Анохин	Андрей	Борисович	14.04.76

Рис. 2. Пример структурированных данных

Система управления базами данных (СУБД) — совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

Access — это система управления базами данных (СУБД). Access дает возможность также автоматизировать часто выполняемые операции (например, расчет заработной платы, учет материальных ценностей и т.п.). С помощью Access можно не только разрабатывать удобные формы ввода и просмотра данных, но и со­ставлять сложные отчеты.

Access является приложением Windows, а поскольку и Windows и Access разработаны одной фирмой (Microsoft), они очень хорошо взаимодействуют друг с другом. СУБД Access работает под управлением Windows; таким образом, все преимущества Windows доступны в Access, например, вы можете вырезать, копировать и вставлять данные из лю­бого приложения Windows в приложение Access и наоборот.