ПОНЯТИЯ БАЗ ДАННЫХ: КЛАССИФИКАЦИЯ, ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Основой информационной системы является база данных.

Целью любой информационной системы является обработка данных об объектах реального мира.

В широком смысле слова база данных - это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области.

Кроме того, база данных - это хранилище данных для совместного использования. При автоматизации деятельности человека происходит перенос реального мира в электронный формат. Для этого выделяется какая-то часть этого мира и анализируется на предмет возможности автоматизации. Она называется предметной областью и строго очерчивает круг объектов, которые изучаются, измеряются, оцениваются и т.д. В результате этого процесса выделяются объекты автоматизации и определяются реквизиты, по которым данные объекты оцениваются.

Результатом данного процесса становится база данных, которая описывает конкретную часть реального мира со строго определенных позиций.

Базы данных выполняют две основные функции. Они группируют данные по информационным объектам и их связям и предоставляют эти данные пользователям.

Данные - это формализованное представление информации, доступное для обработки, интерпретации и обмена между людьми или в автоматическом режиме.

Классификация БД

Существует огромное количество разновидностей баз данных, отличающихся по различным критериям. Рассмотрим основные классификации.

Классификация БД по модели данных:

- Иерархическая модель базы данных состоит из объектов с указателями от родительских объектов к потомкам, соединяя вместе связанную информацию. Иерархические БД могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй - объекты второго уровня и т.д.;

- Сетевая модель базы данных подобна иерархической, за исключением того, что в ней имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию;

- Реляционная модель - «реляционный» от англ. Relation (отношение), ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц, называемых еще реляционными таблицами. Информация, введенная в одну таблицу, может быть связана с одной или несколькими записями другой таблицы.

26. При работе с СУБД на экран выводятся рабочее поле и панель управления. Панель управления при этом включает меню, вспомогательную область управления и строку подсказки. Расположение этих областей на экране может быть произвольным и зависит от особенностей конкретной программы. Некоторые СУБД позволяют выводить на экран окно директив (командное окно) или строку команд.

Строка меню содержит основные режимы программы. Выбрав один из них, пользователь получает доступ к ниспадающему подменю, содержащему перечень входящих в него команд. В результате выбора некоторых команд ниспадающего меню появляются дополнительные подменю.

Вспомогательная область управления включает:

• строку состояния;

• панели инструментов;

• вертикальную и горизонтальную линейки прокрутки.

В строке состояния (статусной строке) пользователь найдет сведения о текущем режиме работы программы, имени файла текущей базы данных и т. п.

Панель инструментов (пиктографическое меню) содержит определенное количество кнопок (пиктограмм), предназначенных для быстрой активизации выполнения определенных команд меню и функций программы. Чтобы представить на экране области таблицы базы данных, формы или отчета, которые на нем в настоящий момент не отображены, используют вертикальную и горизонтальную линейки прокрутки.

Строка подсказки предназначена для выдачи сообщений пользователю относительно его возможных действий в данный момент.

Важная особенность СУБД — использование буфера промежуточного хранения при выполнении ряда операций. Буфер используется при выполнении команд копирования и перемещения для временного хранения копируемых или перемещаемых данных, после чего они направляются по новому адресу. При удалении данных они также помещаются в буфер. Содержимое буфера сохраняется до тех пор, пока в него не будет записана новая порция данных.

Программы СУБД имеют достаточное количество команд, у каждой из которых возможны различные параметры (опции). Такая система команд совместно с операциями образует меню со своими особенностями для каждого типа СУБД. Выбор определенной команды из меню производится одним из следующих двух способов:

• наведением курсора на выбранную в меню команду при помощи клавиш управления курсором и нажатием клавиши ввода;

• вводом с клавиатуры первой буквы выбранной команды.

Получить дополнительную информацию о командах, составляющих меню СУБД, и их использовании можно, войдя в режим помощи.

Несмотря на особенности СУБД, совокупность команд, предоставляемых в распоряжение пользователю некоторой усредненной системой управления базами данных, может быть разбита на следующие типовые группы:

1. команды для работы с файлами: создавать новые объекты базы данных; сохранять и переименовывать ранее созданные объекты; открывать уже существующие базы данных; закрывать ранее открытые объекты; выводить на принтер объекты базы данных, процесс печати начинается с выбора драйвера принтера. Для каждого типа принтера необходим свой драйвер. Следующий шаг состоит в задании параметров страницы, формировании колонтитулов, а также в выборе вида и размера шрифта. Далее следует установить число копий, качество печати и количество или номера печатаемых страниц документа.

2. команды редактирования: ввод данных и изменение содержимого любых полей таблиц БД, компонентов экранных форм и отчетов осуществляются с помощью группы команд редактирования, главными из которых являются перемещение, копирование и удаление. Среди команд редактирования особое место занимают команды нахождения и замены определенного пользователем контекста в рамках всего документа или выделенной его части, а также отмена последней введенной команды (откатка).

3. команды форматирования. Важное значение имеет визуальное представление данных при выводе. Большинство СУБД предоставляют в распоряжение пользователя большое число команд, связанных с оформлением выводимой информации. При помощи этих команд пользователь может варьировать направление выравнивания данных, виды шрифта, толщину и расположение линий, высоту букв, цвет фона и т. п.

4. команды для работы с окнами. Большинство СУБД дает возможность открывать одновременно множество окон, организуя тем самым " многооконный режим" работы. При этом некоторые окна будут видны на экране, другие находиться под ними. Открыв несколько окон, вы можете сразу работать с несколькими таблицами, быстро перемещаясь от одной к другой. Существуют специальные команды, позволяющие открывать новое окно, переходить в другое окно, изменять взаимное расположение и размеры окон на экране. Кроме того, у пользователя имеется возможность разделить окно на две части для одновременного просмотра различных частей большой таблицы или фиксировать некоторую часть таблицы, которая не будет исчезать с экрана при перемещении курсора в дальние части таблицы.

5. команды для работы в основных режимах СУБД (таблица, форма, запрос, отчет);

6. получение справочной информации. Системы управления базами данных имеют в своем составе электронные справочники, предоставляющие пользователю инструкции о возможностях выполнения основных операций, информацию по конкретным командам меню и другие справочные данные. Особенностью получения справочной информации с помощью электронного справочника является то, что она выдает информацию в зависимости от ситуации, в которой оказался пользователь.

7. команды для работы с файлами:

В некоторых СУБД в рассматриваемую группу команд введены команды, обеспечивающие возможность экспорта-импорта и присоединения таблиц, созданных другими программными средствами.

Наряду с вышеуказанными операциями большая группа программ СУБД обладает возможностями вставки диаграммы, рисунка и т. п., включая объекты, созданные в других программных средах, установление связей между объектами

Модели базы данных.

Классификация моделей данных базируется на понятиях о взаимосвязи объектов. Между таблицами базами данных могут существовать четыре типа различных связей: «один к одному»; «один ко многим»; «многие ко многим».

Иерархическая модель. Предполагает организацию данных в виде древовидной структуры. Дерево представляет собой иерархию элементов. На самом верхнем уровне структуры находится корень дерева. У одного дерева может быть только один корень, остальные - узлы, называемые порожденными. Каждый узел имеет исходный, находящийся выше него.

Сетевая модель. В основу модели положены сетевые структуры, в которых любой элемент может быть связан с любым другим элементом. Информационными конструкциями в модели являются отношения и веерные отношения. Последние подразделяют на основные и зависимые. Веерным отношением W(R, S) называется пара отношений R и S и связь между ними при условии, что каждое значение S связано с единственным значением R. Отношение R называют исходным (основным), а S - порожденным (зависимым).

Реляционная модель. В основе структуры данных этой модели лежит аппарат реляционной алгебры и теории нормализации. Модель предполагает использование двумерных таблиц (отношений)

28. Структурные элементы реляционной базы данных.
1. В реляционных базах данных любые совокупности данных представляются в виде двумерных таблиц (отношений), подобных описанному выше списку учащихся. При этом каждая таблица состоит из фиксированного числа столбцов и некоторого (переменного) количества строк. Описание столбцов принято называть макетом таблицы.
2. Каждый столбец таблицы представляет поле – элементарную единицу логической организации данных, которая соответствует неделимой единице информации - реквизиту объекта данных (например, фамилия учащегося, адрес).
Для описания поля используются характеристики:
· имя поля (например, № личного дела, Фамилия);
· тип поля (например, символьный, дата);
· дополнительные характеристики (длина поля, формат, точность).
Например, поле Дата рождения может иметь тип «дата» и длину 8 (6 цифр и 2 точки, разделяющих в записи даты день, месяц и год).
3. Каждая строка таблицы называется записью. Запись логически объединяет все поля, описывающие один объект данных, например, все поля в первой строке вышеприведенной таблицы описывают данные об учащемся Петрове Иване Васильевиче 12.03.89 рождения, проживающем по адресу ул. Горького, 12-34, обучающемся в 4А классе, номер личного дела - П-69. Система нумерует записи по порядку: 1, 2, ..., n, где n - общее число записей (строк) в таблице на данный момент. В отличие от количества полей (столбцов) в таблице количество записей в процессе эксплуатации БД может как угодно меняться (от нуля до миллионов). Количество полей, их имена и типы тоже можно изменить, но это уже особая операция, которая называется изменением макета таблицы.
3. В структуре записи файла указываются поля, значения которых являются простым ключом, которые идентифицируют экземпляр записи. Примером такого простого ключа в таблице Учащиеся является поле № личного дела, значение которого однозначно определяет один объект таблицы - одного учащегося, так как в таблице нет двух учащихся с одинаковым номером личного дела.
4. Каждое поле может входить в несколько таблиц (например, поле Фамилия может входить в таблицу Список занимающихся в театральном кружке).

29. Обработка отношений может быть описана одним из следующих способов: указание перечня операций, выполнение которых приводит к требуемому результату (процедурный подход); описание свойств, которым должно удовлетворять результирующее отношение (декларативный подход).
Система отношений и операций над ними образует реляционную алгебру. Рассмотрим более нам привычный процедурный подход в описании реляционного исчисления. В список операций входят операции проекции, выборки, объединения, пересечения, вычитания, соединения, деления.
Операция выборки выполняется над одним отношением (таблицей). Результирующее отношение содержит подмножество кортежей (строк), объединенных по некоторому условию.
Операция проекции копирует в результирующее отношение атрибуты (поля) из исходного отношения, согласно заданному условию проекции.
Операция объединения выполняется над двумя отношениями. Результирующее отношение включает все кортежи первого отношения и недостающие кортежи из второго отношения.
Операция пересечения включает кортежи первого отношения, которые есть во втором отношении.
Операция разность включает кортежи первого отношения, которых нет во втором отношении.
Операция соединения выполняется над двумя отношениями, в каждом из которых выделяется атрибут, по которому будет производиться соединение. Результатное отношение включает все атрибуты исходных отношений и их строки, сцепленные между собой, согласно условию соединения.

30. Экранный интерфейс базы данных MS-ACCESS. Компоненты базы данных MS-ACCESS
Систему Microsoft Access отличает универсальность, широкий набор визуальных средств разработки, возможность интеграции с другими программными продуктами пакета Microsoft Office, а также с программами, поддерживающими технологию OLE.
Запуск программы осуществляется с помощью команд Пуск, Программы, MS-Access. В появившемся окне приглашения имеются две опции, предназначенные для создания новой и открытия ранее созданной базы данных. При установке переключателя «Новая база данных» Access предлагает ввести имя базы. Необходимо задать имя базы данных и щелкнуть кнопку «ОК». Создание новой базы также может быть выполнено по команде Файл, Создать.
После запуска программы и создания новой базы данных появляется главное окно системы. Традиционно окно содержит заголовок, где указывается название программы – Microsoft Access, следующая строка содержит меню программы, а ниже - панель инструментов.
Рабочая область окна содержит разделы, соответствующие типам объектов, которые может содержать база данных. Такими объектами являются Таблицы, Запросы, Отчеты, Страницы, Макросы, Модули.
Заголовок окна содержит имя файла базы данных.
Интерфейс работы с объектами базы данных унифицирован, он имеет стандартные режимы работы – «Просмотр», «Конструктор», «Создать».

Запрос является средством извлечения информации из базы данных, причем данные могут быть в нескольких таблицах. В MS Access для формирования запросов используется способ, получивший название способа по образцу. Используя это средство, на основании визуальной информации извлекаются нужные данные из одной или нескольких таблиц.
Макросы предназначены для автоматизации часто выполняемых операций. Макрос содержит одну или несколько макрокоманд, которые выполняют определенное действие (например, открывает форму или печатает отчет).

31. Создание таблиц в базе данных MS-ACCESS. Работа с формами в базе данных MS-ACCESS. Способы создания отчетов в MS-ACCESS.
Для создания таблицы необходимо открыть окно созданной базы данных, перейти на закладку Таблицы и в окне диалога выбрать режимы:

- создание таблицы в режиме ввода данных;

- создание новой таблицы в режиме Конструктор;

- создание новой таблицы в режиме Мастер.

После выбора режима дальнейшей работы необходимо создать структуру таблицы и, задав ее имя, сохранить.
По команде Файл, Внешние данные, Импорт позволяет осуществить импорт таблиц из внешнего файла в текущую базу данных;
По команде Файл, Внешние данные, Связь с таблицами позволяет осуществить создание таблиц, связанных с таблицами из внешних файлов.
Задание свойств полей. Наименование поля вводится в столбце Имя поля. При задании наименований полей надо следовать следующим правилам:

- наименование поля должно содержать до 64 символов;

- наименование поля может содержать буквы, цифры, пробелы и специальные символы за исключением точки, восклицательного знака, скобок и управляющих символов с кодами ASCII;

- наименование поля не может начинаться с пробела;

- два поля в одной таблице не могут иметь одинаковые наименования.

Тип данных поля вводится в поле столбца Тип данных. В Access допустимыми являются данные следующих типов: текстовый, числовой, денежный, счетчик, дата/время, логический, поле МЕМО (поля с данными переменной длины может содержать до 65535 символов), поле объекта OLE, гиперссылка, мастер подстановок. Каждый из типов данных наделен собственными свойствами, которые отображаются в разделе Свойства поля окна Конструктора.
Первичным ключом называется одно или несколько полей, которые однозначно определяют каждую запись в таблице. Наличие ключа помогает быстрее находить и сортировать записи. Поля, используемые в качестве первичного ключа, индексируются автоматически, но можно составить отдельный индекс и для других полей. По умолчанию Access создает поле Код с типом Счетчик. Первичный ключ можно создавать самостоятельно, выбрав поле, которое предполагается использовать в качестве первичного ключа. Далее следует выбрать на панели инструментов Конструктор таблицы кнопку «Ключевое поле». На выделенном поле нажатие правой кнопки мышки приводит к появлению контекстного меню, в котором есть команда «Ключевое поле». В области маркировки поля появится пиктограмма с изображением ключа.
Ввод данных в таблицу с использованием режима таблицы является самым простым способом. При вводе данных в таблицу клавиша ТАВ используется для перехода на следующее поле.
Работа с формами в базе данных MS-Access
Создание форм. Данные в базе можно просматривать в различных режимах. Однако режим Формы обеспечивает максимальную гибкость, наиболее удобный способ просмотра, добавления, редактирования и удаления данных.
Форма позволяет отображать одновременно все поля одной или нескольких записей. Режим таблицы также позволяет просматривать несколько записей сразу, но в нем не всегда можно отображать все поля одновременно. Оптимально построенная форма может вмещать до 100 полей на одном экране, а если полей намного больше, то можно создать многостраничную форму для каждой записи.
Для создания форм используются следующие инструменты:

Конструктор – позволяет самостоятельно создать новую форму;
Мастер форм – позволяет автоматически создавать форма на основе выбранных из таблицы полей (используется следующий внешний вид формы: в один столбец, ленточный, табличный или выровненный);
Автоформа: в столбец – обеспечивает автоматическое создание формы с полями, расположенными в один столбец;

Автоформа: ленточная – обеспечивает автоматическое создание ленточных форм;

Автоформа: табличная – обеспечивает автоматическое создание табличных форм;

Диаграмма – создание формы с диаграммой;
Сводная таблица – создание формы со сводной таблицей Excel.
Перечисленные инструменты становятся доступны также с помощью команды Вставка, Форма или после нажатия кнопки на панели инструментов Новый объект: автоформа.
Для создания формы необходимо открыть окно базы данных, выбрать вкладку Формы, щелкнуть кнопку «Создать», в окне диалога выбрать вариант формы и следовать указаниям диалогового окна.

Печать формы осуществляется с помощью соответствующей кнопки «Печать» на панели инструментов Стандартная или команды меню Файл, Печать. Готовую форму можно открыть в режиме Формы или с помощью Конструктора формы для ее модификации.

6.10. Работа с объектами в базе данных MS-Access

В MS Access можно вставлять рисунки, видеоклипы, файлы со звуком, деловые диаграммы, электронные таблицы Excel, а также документы Word. С формами и отчетами можно связать любой объект типа OLE. При этом их можно не только использовать в Access, но и редактировать непосредственно в форме. Объекты можно внедрять в присоединенные и свободные рамки, а также в рамку рисунка. Внедрение приводит к размещению объекта в базе данных Access, где он сохраняется в форме, отчете или записи таблицы.

Внедрение свободного объекта. Для внедрения свободного объекта в форму или отчет можно использовать два следующих способа:

- вставить объект в форму или отчет, при этом будет создан объект типа «рисунок» или свободная рамка объекта;

- сначала создать объект типа «рисунок» или свободную рамку объекта, а затем вставить объект или рисунок в эту рамку.

Внедрение рисунка.Для внедрения объектов типа OLE или рисунков в свободную рамку объекта или рисунка необходимо:

- открыть форму в режиме Конструктора формы;

- щелкнуть в панели элементов по кнопке Рисунок;

- создать рамку рисунка, переместив инструмент Рисунок.

При создании рамки рисунка появится диалоговое окно «Выбор рисунка», в котором будет представлен перечень файлов с рисунками, содержащимися в текущей папке. Далее следует выбрать рисунок и щелкнуть по кнопке «ОК». В результате рисунок будет внедрен и отображен.

Работа с отчетами в MS- Access

Для создания отчетов в MS Access имеются гибкие и мощные средства:

- Конструктор отчетов, в котором вы самостоятельно разрабатываете собственные отчеты с заданными свойствами;

- Мастер отчетов, позволяющий достаточно быстро создать отчет на основе выбранных полей;

- Автоотчет: в столбец, позволяющий создавать отчет с полями, расположенными в один или несколько столбцов;

- Автоотчет: ленточный, позволяющий автоматически создавать ленточный отчет;

- Мастер диаграмм, создающий отчет, содержащий отображение данных в виде диаграммы;

- Почтовые наклейки, создающий отчет, отформатированный для печати почтовых наклеек.

Для просмотра отчета базы данных можно воспользоваться:

командами Файл, Предварительный просмотр основного меню;

командами Предварительный просмотр контекстного меню;

кнопкой Предварительный просмотр панели инструментов.

Для печати созданного отчета из окна Конструктора отчетов или окна Базы данных необходимо:

- выполнить команды Файл, Печать, при этом откроется окно диалога Печать, позволяющее задать необходимые параметры печати;

- щелкнуть кнопку «Печать»на панели инструментов, в этом случае отчет будет выведен на печать с текущими установками.

Для модификации созданного ранее отчета необходимо:

- в окне базы данных перейти на вкладку Отчет;

- установить указатель мыши на модифицируемый отчет;
- щелкнуть кнопку Конструктор.
Для сохранения отчета необходимо выполнить команды Файл, Сохранить или Файл, Сохранить как, Экспорт или щелкнув на кнопке Сохранить панели инструментов Стандартная. Если отчет сохраняется впервые или по командам Сохранить как, Экспорт, то необходимо указать имя отчета. Программа Access сохраняет только конструкцию отчета, а не данные или сам отчет.
Для открытия отчета необходимо выполнить команды Файл, Открыть или нажать соответствующую кнопку на панели инструментов.

Основные понятия и классификация систем управления базами данных База данных (БД) представляет собой совокупность структурированных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области. Логическую структуру данных, хранимых в базе, называют моделью представления данных. К основным моделям представления данных (моделям данных) относятся иерархическая, сетевая, реляционная. Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс языковых и программных средств, предназначенный для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Обычно СУБД различают по используемой модели данных. Так, СУБД, основанные на использовании реляционной модели данных, называют реляционными СУБД. Для работы с базой данных зачастую достаточно средств СУБД. Однако если требуется обеспечить удобство работы с БД неквалифицированным пользователям или интерфейс СУБД не устраивает пользователей, то могут быть разработаны приложения. Их создание требует программирования. Приложение представляет собой программу или комплекс программ, обеспечивающих автоматизацию решения какой-либо прикладной задачи. Приложения могут создаваться в среде или вне среды СУБД — с помощью системы программирования, использующей средства доступа к БД, к примеру, Delphi или С++ Вuildег. Приложения, разработанные в среде СУБД, часто называют приложениями СУБД, а приложения, разработанные вне СУБД, — внешними приложениями. Словарь данных представляет собой подсистему БД, предназначенную для централизованного хранения информации о структурах данных, взаимосвязях файлов БД друг с другом, типах данных и форматах их представления, принадлежности данных пользователям, кодах защиты и разграничения доступа и т. п. Информационные системы, основанные на использовании БД, обычно функционируют в архитектуре клиент-сервер. В этом случае БД размещается на компьютере-сервере, и к ней осуществляется совместный доступ. Сервером определенного ресурса в компьютерной сети называется компьютер (программа), управляющий этим ресурсом, клиентом —компьютер (программа), использующий этот ресурс. В качестве ресурса компьютерной сети могут выступать, к примеру, базы данных, файлы, службы печати, почтовые службы. Достоинством организации информационной системы на архитектуре клиент-сервер является удачное сочетание централизованногохранения, обслуживания и коллективного доступа к общей корпоративной информации с индивидуальной работой пользователей. Согласно основному принципу архитектуры клиент-сервер, данные обрабатываются только на сервере. Пользователь или приложение формируют запросы, которые поступают к серверу БД в виде инструкций языка SQL. Сервер базы данных обеспечивает поиск и извлечение нужных данных, которые затем передаются на компьютер пользователя. Достоинством такого подхода в сравнении предыдущим является заметно меньший объем передаваемых данных. Выделяют следующие виды СУБД: * полнофункциональные СУБД; * серверы БД; * средства разработки программ работы с БД. Полнофункциональные СУБД представляют собой традиционные СУБД. К ним относятся dBaseIV, Microsoft Access, Microsoft FoxPro и др. Серверы БД предназначены для организации центров обработки данных в сетях ЭВМ. Серверы БД обеспечивают обработку запросовклиентских программ обычно с помощью операторов SQL. Примерами серверов БД являются: Microsoft SQL Server, InterBase и др. В роли клиентских программ в общем случае могут использоваться СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры, программы электронной почты и др. Средства разработки программ работы с БД могут использоваться для создания следующих программ: * клиентских программ; * серверов БД и их отдельных компонентов; * пользовательских приложений. По характеру использования СУБД делят на многопользовательские (промышленные) и локальные (персональные). Промышленные, СУБД представляют собой программную основу для разработки автоматизированных систем управления крупнымиэкономическими объектами. Промышленные СУБД должны удовлетворять следующим требованиям: * возможность организации совместной параллельной работы многих пользователей; * масштабируемость; * переносимость на различные аппаратные и программные платформы; * устойчивость по отношению к сбоям различного рода, в том числе наличие многоуровневой системы резервирования хранимой информации; * обеспечение безопасности хранимых данных и развитой структурированной системы доступа к ним. Персональные СУБД — это программное обеспечение, ориентированное на решение задач локального пользователя или небольшой группы пользователей и предназначенное для использования на персональном компьютере. Это объясняет и их второе название — настольные. Определяющими характеристиками настольных систем являются: * относительная простота эксплуатации, позволяющая создавать на их основе работоспособные пользовательские приложения; * относительно ограниченные требования к аппаратным ресурсам. По используемой модели данных СУБД разделяют на иерархические, сетевые, реляционные, объектно-ориентированные и др. НекоторыеСУБД могут одновременно поддерживать несколько моделей данных. Для работы с данными, хранящимися в базе, используются следующие типы языков: * язык описания данных — высокоуровневый непроцедурный язык декларативного типа, предназначенный для описания логической структуры данных; * язык манипулирования данными — совокупность конструкций, обеспечивающих выполнение основных операций по работе с данными: ввод, модификацию и выборку данных по запросам. Названные языки в различных СУБД могут иметь отличия. Наибольшее распространение получили два стандартизованных языка: QBE — язык запросов по образцу и SQL — структурированный язык запросов. QBE в основном обладает свойствами языка манипулирования данными, SQL сочетает в себе свойства языков обоих типов. СУБД реализует следующие основные функции низкого уровня: * управление данными во внешней памяти; * управление буферами оперативной памяти; * управление транзакциями; * ведение журнала изменений в БД; * обеспечение целостности и безопасности БД. Реализация функции управления данными во внешней памяти обеспечивает организацию управления ресурсами в файловой системе ОС. Необходимость буферизации данных обусловлена тем, что объем оперативной памяти меньше объема внешней памяти. Буферы представляют собой области оперативной памяти, предназначенные для ускорения обмена между внешней и оперативной памятью. В буферах временно хранятся фрагменты БД, данные из которых предполагается использовать при обращении к СУБД или планируется записать в базу после обработки. Механизм транзакций используется в СУБД для поддержания целостности данных в базе. Транзакцией называется некоторая неделимая последовательность операций над данными БД, которая отслеживается СУБД от начала и до завершения. Если по каким-либо причинам (сбои и отказы оборудования, ошибки в программном обеспечении, включая приложение) транзакция остается незавершенной, то она отменяется. Транзакции присущи три основных свойства: * атомарность (выполняются все входящие в транзакцию операции или ни одна); * сериализуемость (отсутствует взаимное влияние выполняемых в одно и то же время транзакций); * долговечность (даже крах системы не приводит к утрате результатов зафиксированной транзакции). Примером транзакции является операция перевода денег с одного счета на другой в банковской системе. Сначала снимают деньги с одного счета, затем начисляют их на другой счет. Если хотя бы одно из действий не выполнится успешно, результат операции окажется неверным и будет нарушен баланс операции. Ведение журнала изменений выполняется СУБД для обеспечения надежности хранения данных в базе при наличии аппаратных и программных сбоев. Обеспечение целостности БД составляет необходимое условие успешного функционирования БД, особенно при ее сетевом использовании. Целостность БД — это свойство базы данных, означающее, что в ней содержится полная, непротиворечивая и адекватно отражающая предметную область информация. Целостное состояние БД описывается с помощью ограничений целостности в виде условий, которым должны удовлетворять хранимые в базе данные. Обеспечение безопасности достигается в СУБД шифрованием данных, парольной защитой, поддержкой уровней доступа к базе данных и отдельным ее элементам (таблицам, формам, отчетам и др.).

При разработке прикладных программ выделяют следующие этапы: постановку задачи, математическое описание и выбор метода решения задачи, алгоритмизацию решения задачи, составление программы и ее адаптацию.

Постановка задачи предполагает характеристику решаемой задачи, описание входной, выходной и нормативно-справочной информации, а также описание контрольного примера.

Характеристика выбранной задачи включает: определение цели решения задачи; установление состава и форм представления входной, промежуточной и результатной информации, установление периодичности решения задачи и взаимосвязи решаемой задачи с другими задачами, определение форм и методов контроля достоверности информации.

Описание входной оперативной информации включает: наименование входного сообщения, источник информации – документ или массив, форму представления информации, сроки и частоту поступления информации.

Описание нормативно-справочной информации включает классификацию данного типа информации и содержание используемых справочников.

Описание выходной информации включает: перечень получаемых выходных сообщений, форму представления сообщения (документ или массив), сроки и периодичность выдачи сообщений, назначение форм выходной информации, получателей выходной информации.

Описание контрольного примера включает: демонстрацию порядка решения задачи традиционным способом, отражение всех форм исходных данных, перечисление всех штатных и нештатных ситуаций, возникающих при решении задачи и описание действий пользователя в каждом случае.

Математическое описание и выбор метода решения задачи. Математическая запись постановки задачи обеспечивает отображение ее сущности, лаконичность записи, однозначность понимания. Для задач, допускающих математическое описание, выбирается численный метод решения, а для нечисловых задач разрабатывается принципиальная схема решения.

Алгоритмизация решения задачи. Алгоритм – это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от изменяемых начальных данных к искомому результату. Для решения одной и той же задачи существует ряд алгоритмов, отличающихся друг от друга уровнем сложности, объемами вычислительных и логических операций, составом исходной и промежуточной информации, точностью получаемых результатов. Сам алгоритм может быть записан в словесной форме, графически, с помощью таблиц решений и др.

Составление, отладка и тестирование программ. Составление (кодирование) программы выполняется с помощью операторов языка программирования. В общем случае язык программирования — это формализованный язык для описания алгоритма решения задачи на компьютере или фиксированная система обозначений для описания алгоритмов и структуры данных.

Отладка программы предполагает совокупность действий, направленных на устранение ошибок, а тестирование призвано продемонстрировать отсутствие или выявление ошибок в разработанных программах.

Слово «алгоритм» появилось в результате искаженного перевода с арабского на европейские языки имени узбекского ученого IX века Аль Хорезми, который изложил правила арифметических действий над числами в позиционной десятичной системе счисления. Эти правила и назвали алгоритмами.

Алгоритм – это система точно сформулированных правил, определяющих процесс преобразования доступных исходных данных (входной информации) в желаемый результат (выходную информацию) за конечное число шагов.

Алгоритм имеет ряд обязательных свойств (атрибутов):

- дискретность – предусматривает разбиение процесса обработки информации на более простые этапы (шаги выполнения);

- определенность (или детерминированность) – характеризует однозначность выполнения каждого отдельного шага преобразования информации;

- результативность (или конечность) – предполагает завершение работы алгоритма в целом за конечное число шагов;

- массовость – характеризует пригодность алгоритма для решения определенного класса задач.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒