Реляционная модель базы данных

В процессе создания реляционной модели данных используется следующая терминология: таблицы называются отношениями, столбцы таблицы – атрибутами, а строки – кортежами.

Для того, чтобы данные, представленные в таблице можно было считать отношениями, необходимо выполнение следующих условий:

· столбцы таблицы должны иметь различные имена;

· данные в столбцах должны быть однородными;

· в таблице не должно быть повторяющихся строк.

Атрибут (группа атрибутов), значение которых однозначно определяют кортеж (строку таблицы), называется ключом.

Если ключ состоит из одного атрибута, то он называется простым ключом, а если из нескольких, то – составным ключом.

Все неключевые атрибуты должны зависеть от ключа таблицы, при этом виды зависимостей могут быть разными. При полной функциональной зависимости атрибут полностью зависит от ключа. Если атрибут зависит от части составного ключа, такая зависимость называется неполной.

Если атрибут полностью зависит от атрибута, который не является ключевым, а тот в свою очередь полностью зависит от ключа, то такая зависимость называется транзитивной.

Неполная функциональная зависимость и транзитивная зависимость между атрибутами являются нежелательными зависимостями в отношениях. Процесс устранения этих зависимостей в отношениях называется нормализацией.

Первая нормальная форма – это общий вид отношения, имеющего ключ. Все атрибуты зависят от ключа, но степень зависимости может быть разной.

Вторая нормальная форма – это отношение, представленное в первой нормальной форме, в котором отсутствуют неполные зависимости от составного ключа.

Третья нормальная форма – это отношение, представленное во второй нормальной форме, в котором отсутствуют транзитивные зависимости.

Объекты базы данных Access

СУБД Access относится к реляционным СУБД. Строки в таблицах реляционных БД называют записями, а столбцы называют полями.

СУБД Access работает с шестью видами объектов (таблицы, запросы, формы, страницы, отчеты, макросы и модули). Каждый объект можно открыть, изменить (с помощью конструктора) и создать.

Таблицы являются основным объектом БД. Формы создаются для удобства ввода данных в таблицы, запросы обрабатывают данные таблиц, а отчеты служат для подготовки обработанных данных к печати.

При создании таблиц для каждого поля необходимо указать имя и тип данных. Все типы данных ориентировочно можно подразделить на два класса: символьные и числовые.

К символьным данным относятся: текстовый тип (до 255 символов) и тип MEMO (до 65535 символов).

К числовым данным относятся: числовой тип (целое, длинное целое, с плавающей точкой), тип дата/время, денежный, логический и счетчик.

При создании таблиц обязательно нужно указать ключевые поля, т.е. в конструкторе таблиц поставить знак ключа рядом с именем поля.

Ключ, или первичный ключ, в таблице БД может быть простым (одно поле) или составным (несколько полей), но обязательно уникальным, однозначно идентифицирующим каждую запись.

Для создания ключа часто используют дополнительное поле, которое добавляется в таблицу в целях однозначной идентификации строки таблицы. Для такого ключа обычно выбирают тип данных – счетчик. Удобство использования счетчика заключается в том, что при добавлении в таблицу новой записи ключевое поле заполняется автоматически.

Проектирование баз данных

Проектирование базы данных в СУБД заключается в создании таблиц и установлении связей между ними. Таблицы связываются между собой посредством общих полей, которые должны содержать одинаковую смысловую информацию и соответственно одинаковый формат хранения данных, причем названия полей могут быть различными. связанное поле одной таблицы должно быть ключевым полем.

Связи между таблицами могут быть двух типов.

Связь один к одному (1:1) означает, что одной строке первой таблицы соответствует не более одной строки второй таблицы с тем же значением ключа.

Связь один к многим (1:М (1:∞)) означает, что одной строке первой таблицы могут соответствовать несколько строк второй таблицы с тем же значением ключа. При этом ключ первой таблицы является первичным, а второй таблицы – внешним.

Связи между таблицами в СУБД Access устанавливаются в специальном окне Схема данных.

Логическая модель базы данных представлена на рис. 4.3, где жирным шрифтом выделены ключевые поля. В версии MS Access 2007 виден знак ключика. Таблица Студенты связана с таблицей Успеваемость в отношении один ко многим (1:М). Таблица Специальность связана с таблицей Студенты в отношении один ко многим (1:М).

Рис. 4.3

В СУБД Access процесс установления связей между таблицами сопровождается установкой параметров обеспечения целостности данных.

Целостность – это непротиворечивость данных в связанных таблицах. Целостность поддерживается набором правил, предназначенных для защиты от случайного удаления или изменения связанных данных.

При установлении параметра целостности:

· в поле внешнего ключа нельзя ввести данные, если их нет в ключевом поле главной таблице;

· в поле первичного ключа нельзя изменять данные, если в подчиненной таблице имеются связанные с ними записи;

· в главной таблице нельзя удалить запись, если существуют связанные с ней записи в подчиненной таблице.

Задание параметра каскадного обновления связанных полей позволяет редактировать связанные записи в главной таблице, а в подчиненной таблице изменения будут вноситься автоматически.

Задание параметра каскадного удаления связанных полей позволяет удалять связанные записи в главной таблице, что ведет к автоматическому удалению записей в подчиненных таблицах.

Транзакция представляет собой выполнение последовательности операций, при которой БД переводится из одного целостного состояния в другое. Для пользователя транзакция выполняется по принципу «все или ничего», т.е. либо транзакция выполняется целиком, либо, если по каким-то причинам произошло нарушение работы системы, база данных возвращается в исходное состояние, которое было до начала транзакции (происходит откат транзакции).

Основные операции с данными

Ввод и редактирование данных. Существуют два способа ввода и редактирования данных: с помощью таблиц и с помощью форм.

Экранные формы предназначены для удобства ввода данных в таблицы. В формах видны внедренные графические объекты и фотографии, размещенные в таблицах.

Блокировки – это встроенные в СУБД механизмы, позволяющие корректно отслеживать изменения в данных, осуществляемых параллельно (например, разными пользователями). При редактировании отдельной записи таблицы одним из пользователей БД эта запись блокируется и становится временно недоступной для других пользователей.

Сортировка и фильтрация. Сортировка данных в таблицах и запросах СУБД Access может осуществляться по одному или нескольким полям, как по возрастанию, так и по убыванию.

Фильтрация – это операция выбора записей из таблицы по определенным условиям. Несколько условий должны быть связаны логическими связками (И, ИЛИ).

В случае если необходимо выполнение нескольких условий одновременно, применяется логическая связка И. Логическая связка ИЛИ применяется, если достаточно выполнения хотя бы одного из условий.

Запросы. С помощью запросов в СУБД Access можно выполнять стандартные операции по обработке данных в таблицах. Данные можно выбирать, группировать и изменять. Всего имеется семь видов запросов. Запрос представляет собой команду на встроенном в Access языке программирования SQL.

Запрос на Выборку предназначен для выбора записей из одной или нескольких таблиц по определенным условиям.

Результат выполнения запроса на выборку, а также группового и перекрестного запросов представляется в виде таблицы.

С помощью запросов можно создавать таблицы (запрос на Создание таблицы), а также удалять (запрос Удаление), добавлять (запрос на Добавление) и обновлять (запрос на Обновление) записи. Перекрестный запрос позволяет проводить вычисления в таблицах по группам данных.

Конструктор запросов предназначен для визуального проектирования конструкций SQL. В верхней части окна конструктора запросов находятся таблицы с перечнем полей, в нижней части – таблица условий.

Таблица условий

Таблицы с перечнем полей

Рис. 4.6

В таблице условия выбора данных из таблиц. Условия, связанные логической связкой И, необходимо располагать в одной строке, а условия, связанные логической связкой ИЛИ, - в разных строках таблицы условий. Условия отбора могут содержать операторы сравнения: =, <> (не равно), <, >, <=, >=, логические операторы And, Or, Not, а также специальные операторы Like и Between.

Оператор Like предназначен для задания условий выборки символьных данных. Для отбора информации используются подстановочные знаки.

Оператор Between служит для задания условий выборки числовых значений, находящихся в определенном диапазоне.

Результатом выполнения запроса, представленного на рис. 4.6., будут фамилии сотрудников планового отдела, т.к. условие отбора по полю Отделы – Плановый, а у поля Фамилия установлена опция отображения на экране.

Базы знаний