Системи керування базами даних

Основна функції СКБД – безпосереднє керування даними у зовнішній пам'яті. Ця функція включає збереження та ведення структурної інформації (даних), перетворення даних за запитом на структурну інформацію для користувача. При цьому повинні забезпечуватися: простота використання системи; можливість автономного функціонування при порушеннях мережі або при адміністративних потребах; високий ступінь ефективності.

Існує декілька видів СКБД, які вирізняються моделями зберігання та доступу до інформації. Відомі ієрархічні, мережні та реляційні моделі даних. Дані у мережних моделях мають файлову структуру, а не груп таблиць єдиної структури БД. Більшість сучасних СКБД використовують реляційну модель, оскільки складаються з набору зв'язаних між собою об'єктів-таблиць (від англ, relation – відношення). У реляційній моделі даних зв'язок між відношеннями, що являють собою відповідні об'єкти, здійснюється за допомогою атрибутів. Атрибут – це поіменована характеристика об'єкта, за допомогою якої моделюється його властивість [26]. Значення кожного атрибута вибирають з відповідної множини значень, що включає всі потенційні значення, які можуть бути присвоєні атрибуту. Ця множина називається доменом (рис. 2.2).

Рисунок 2.2 – Форма об'єкта бази даних

Атрибути поділяються на прості (атомарні) й складені. Прості атрибути не можуть бути розділені на більш дрібні складові (наприклад, Ном_зал_книжки об'єкта СТУДЕНТ). Складений атрибут можна розбити на більш дрібні складові, кожну з яких можна використати окремо (наприклад, Дата_народження складається із трьох простих – [Рік, Число, Місяць].

Реляційна модель складається із трьох частин – структурної, маніпуляційної та цілісної.

У структурній частині фіксується, що єдиною структурою, яка використовується у реляційній базі, є нормальне я-арне відношення (л зв'язків між об 'єкта/uu БД).

У маніпуляційній частині моделі затверджуються два фундаментальні механізми маніпулювання реляційними БД – реляційна алгебра та реляційне обчислення. Перший механізм базується в основному на класичній теорії множин, а другий – на класичному логічному апараті обчислення предиктів першого порядку [ЗО].

З іншого боку, СКБД – це численні програмні засоби, більшість яких є не закінченими програмами, а спеціалізованими мовами програмування, за допомогою яких можна створювати такі структури, які потрібні для роботи та вводити в них необхідні елементи управління. До таких мов програмування належать Clipper, Paradox, FoxPro та багато інших, що вирізнялися інтерфейсом, складом операторів та рівнем предметної орієнтації. При використанні цих мовних засобів для створення конкретної системи під потреби підприємства необхідні програмісти. Як правило, кожна група програмістів розробляють своє власне програмне середовище (СКБД першого покоління), що призвело до появи численних несумісних програм. У системах керування другого покоління файли взаємопов'язаних даних об'єднуються у бази даних з певними закономірностями, що дозволило дещо уніфікувати програми для різних задач.

Стан справ значно змінився після появи у складі пакета Microsoft Office системи управління базами даних Access з інтерфейсом, орієнтованим на будь- якого користувача. За допомогою Access користувачі отримали зручний спосіб для створення та експлуатації досить потужних баз даних без необхідності щось програмувати відповідними мовами. Таким чином, системи керування даними третього покоління мають більш розвинуті можливості, доступні звичайним користувачам, з'явилась можливість уникнення надлишкових даних. До СКБД третього покоління належать такі як Visual FoxPro, DBasa – системи, Oracle Application і низка інших.

Вибір типу СКБД для розв'язання задач керування даними залежить від обсягів інформації, з якою працює користувач, кількості функціональних задач, що використовують дану базу. Відповідно до потужності та функціональних можливостей СКБД поділяють на класи. СКБД класу А типу FOXPRO, CLIPPER, ACCESS мають порівняно невеликі можливості щодо зберігання та обробки інформації. Фізично така СКБД може розміщуватись на одному автоматизованому робочому місці (АРМ) фахівця. Для великих підприємств можливості таких систем недостатні.

Коротка характеристика СКБД MS Access.

СКБД MS Access входить до пакета програм MS Office і через широке розповсюдження пакета СКБД Access знаходить повсюдне використання як настільна система для індивідуального та офісного використання.

СКБД MS Access підтримує реляційну модель БД і містить усі необхідні інструментальні засоби як для створення локальної бази, так і бази даних у локальній мережі з файловим сервером або бази даних на SQL Server і додатків користувача для роботи із цими БД. У системі є різні способи керування даними – через систему меню, панель інструментів, контекстне меню, покажчиком миші, комбінацію клавіш. Ці засоби, завдяки людино- орієнтованому інтерфейсу, створені для непідготовленого користувача і можуть бути швидко освоєні у процесі використання програми.

В Access база даних – це файл, який містить дані у вигляді однієї або кількох таблиць. База даних, створена на локальному комп'ютері, зберігається разом з елементами додатка й програмним кодом в одному mdb-файлі, що спрощує як створення, так і розповсюдження додатків БД.

Інструментальні засоби СКБД MS Access включають:

• – засоби графічного конструювання, що дозволяють користувачеві створювати об'єкти БД і об'єкти додатка, не використовуючи програмування;
• – майстри, що дозволяють створювати об'єкти БД і об'єкти додатка в діалоговому режимі, а також виконувати різноманітні функції з реорганізації та перетворення БД;
• – засоби програмування, куди входять мова структурованих запитів SQL, мова макрокоманд і об'єктно-орієнтована мова програмування високого рівня Visual Basic for Application (VBA).

Серед засобів графічного конструювання та діалогових засобів Access варто виділити:

• – засоби для створення таблиць і схем даних;
• – засоби конструювання запитів вибірки й запитів на зміну даних бази;
• – засоби створення екранних форм, призначених для введення, перегляду й обробки даних у діалоговому режимі;
• – засоби створення звітів, призначених для перегляду та виведення на друк даних з бази і результатів їх обробки;
• – засоби створення сторінок доступу до даних, що забезпечують роботу з БД у середовищах Інтернет і Інтранет;
• – засоби конструювання інтерфейсу користувача – меню, панелей керування додатком, що дозволяють об'єднати операції з роботи з БД у єдиний технологічний процес.

За необхідності створення нової бази даних користувач може використати численні заготовки – шаблони різних об'єктів бази, що входять до складу Access, або створювати свої об'єкти для конкретних задач.

Етапи створення бази даних у середовищі MS Access:

• – визначення мети створення бази даних, яка визначатиме перелік таблиць БД;
• – визначення структури таблиць (полів та їх типів);
• – призначення ключів таблиць та визначення зв'язків між таблицями;
• – завантаження даних до таблиці;
• – створення інших об'єктів бази даних – запитів, форм, звітів, макросів та модулів.

У MS Access для обслуговування, як і в інших СКБД, використовується спеціалізоване лінгвістичне забезпечення. У більшості випадків це спеціалізована мова для взаємодії з структурованою інформацією БД – SQL (Structered Query Language – структурована мова запитів), що була розроблена у середині 70-х років у рамках проекту експериментальної реляційної СКБД System R. Назва мови частково відображає її суть як зручного інструмента для формулювання запитів до реляційних баз даних. Розроблена мова SQL являє собою деяку комбінацію реляційного обчислення кортежів і реляційної алгебри. Разом з тим можливості мови SQL для окремих операцій ширші, ніж у реляційній алгебрі. Базовий набір мовних операторів SQL уміщує оператори визначення схеми БД, вибірки і маніпулювання даними, авторизації доступу до даних, підтримки вбудування SQL в інші мови програмування. Мова допускає три типи синтаксичних конструкцій, які починаються з ключового слова SELECT (вибрати):

• – специфікації курсора (cursor specification) для тимчасового зберігання результатів запиту у курсорі;
• – оператора вибірки (select statement) – список полів, що вибираються;
• – підзапит (subquery) на виконання певних операцій з даними полів.

Основою всіх них є синтаксична конструкція "табличний вираз (table expression)". Семантика табличного виразу складається з того, що на основі послідовного використання розділів from (список таблиць), where (умова вибірки), group by (умова групування) і having, із заданих у розділі from таблиць будується нова результуюча таблиця з невизначеною послідовністю рядків.

СКБД класу В типу Informix, SyBase, ІТ-підприєство, 1C: Предприятие 8.0 вимагають значних обсягів пам'яті для розміщення інформації та потужного програмного забезпечення, яке не вміщується на робочому комп'ютері АРМ. Більш того, при використанні потужних баз даних на великих підприємствах інформацію бази використовують десятки фахівців і керівників, що вимагає певної організації доступу до даних – архітектури програмного забезпечення.