Тема 2. Введення у технологію баз даних. Cистема управління базами даних Microsoft Access

 

База даних (БД) (“database”) – це іменована сукупність даних, що відображає стан об’єктів та їх відношень у визначеній предметній області (ст.  1 Закону України “Про Національну програму інформатизації” від 04.02.1998 р.). Або: база даних - сукупність даних, матеріалів або творів у формі, яку читає машина (ст. 4 Закону України “Про авторське право і суміжні права” від 23.12.1993 р.). Або: база даних – це сукупність взаємозалежних даних певної предметної області, які організовані за визначеними правилами і схемою, які не залежать від програм, що до них звертаються. Або: база даних – це сукупність даних (файлів), призначених для спільного застосування, тобто це – єдине централізоване сховище даних певної наявної предметної області (наприклад, підприємство, держава), до якої мають доступ багато програм. База даних організується так, що дані збираються один раз, а потім зберігаються централізовано (і модифікуються у вигляді, зручному для всіх спеціалістів або систем програмування, що мають до них доступ). Приклади БД: бібліотечні каталоги, записна телефонна книжка, розклад занять групи, різні види обліків (облік працівників у кадрових підрозділах, облік зброї, автомототранспорту тощо).
Банк даних (“databank”) – це комплекс інформаційних, технічних, програмних, мовних і організаційних засобів, що забезпечують збір, збереження, пошук і обробку даних. Або: банк даних – це сукупність бази даних і СУБД. Або: банк даних – це система інформаційних масивів, що організовані у бази даних, а також програмних і технічних засобів, які призначені для централізованого накопичення і колективного використання цих БД. Банк даних з точки зору кінцевого користувача повинен відповідати таким вимогам: 1.) мати можливість оновлення, поповнення та розширення бази даних; 2.) видавати повну і вірогідну інформацію на запити; 3.) забезпечити високу надійність зберігання інформації; 4.) мати засоби, що забезпечують захист бази даних від несанкціонованого доступу.
Ієрархічні БД – основною структурою організації даних є дерево, що визначається як зв’язний граф, який не має циклів. Всі вершини розбиті на рівні. На самому верхньому рівні знаходиться тільки одна вершина, яка називається коренем дерева. Вона з’єднується з усіма вершинами, що знаходяться на 2-му рівні і тільки з ними. Кожна вершина 2-го рівня з’єднується тільки з вершиною 1-го рівня і вершинами 3-го рівня (при цьому кожна вершина 3-го рівня з’єднується лише з однією вершиною 2-го рівня). Така закономірність стосується й інших рівнів.
Мережні БД – основною структурою організації даних є мережі, тобто довільні графи. Граф – це математична конструкція, яка складається з вершин (записана та чи інша інформація) і ребер (відповідають зв’язкам між інформацією). Кожне ребро з’єднує дві вершини.
Реляційна база даних – це база даних, що побудована за допомогою відношень (від англ. “relation”), які зображаються у вигляді двовимірних таблиць, що описують деяку предметну область, і подаються в комп’ютері
у вигляді файла даних. Існує відповідність між такими поняттями: для таблиці (рядок, стовпчик); для відношення (кортеж, атрибут); для файлу (запис, поле).
Ключове поле – це поле БД, яке однозначно визначають (ідентифікують) кожний запис БД. Використання ключових полів в БД дозволяє: 1.) прискорити роботу запитів і ряду інших функцій (за допомогою створення індексів);2.) автоматично сортувати і відображати записи БД у порядку зростання або зменшення ключового поля; 3.) уникнути дублювання даних; 4.) установити зв’язки між таблицями за допомогою загального ключа. Наприклад, ключем може стати ідентифікаційний код особи, шифр виробу або номер кузова і шасі автомашини. Ключ може бути й складовим, тобто містить декілька полів.
Основні властивості БД – це: 1.) інтегрованість (тобто, спрямованість на вирішення всіх наявних задач); 2.) модульність (тобто, структурованість);
3.) взаємозв’язаність; 4.) незалежність опису даних від прикладних програм.
Основні об’єкти реляційної БД – структура бази даних (таблиці) складається з рядків та стовпчиків, при цьому: 1.) файл БД – це таблиця, в якій зберігаються дані (ці файли мають розширення dbf від “date base file”); 2.) запис БД (“record”) – це рядок таблиці, який описує певний об’єкт предметної області, що розглядається; 3.) поле БД (“field”) – це стовпчик таблиці даних, властивість даного об’єкту предметної області (кожне поле має ім’я, тип і властивості – можуть прийматися за умовчанням). Одне або декілька полів визначають як ключові – вони однозначно визначають (ідентифікують) кожний запис БД.
Основні можливості (операції) СУБД при роботі з БД – СУБД дозволяє виконувати різні операції над даними: 1.) створення і опис файлу бази даних і його полів; 2.) введення документів у БД для накопичення; 3.) корегування раніше введених документів; 4.) знищення вже не актуальних документів;5.) сортування документів; 6.) пошук документів по умові і їх видача (повної і достовірної інформації); 7.) видачу статистичних форм і звітів (таблиць, діаграм, графіків); 8.) проведення арифметичних і логічних операцій з полями БД; 9.) створення резервних копій БД; 10.) забезпечення цілісності БД (у разі машинних збої та у випадку одночасної робот декількох користувачів);11.) захист БД від несанкціонованого доступу та забезпечує високу надійність зберігання даних.
Особливості використання БД – це: 1.) в базах даних дані створюються і зберігаються як єдине ціле для розв’язування всіх задач предметної області (відсутнє дублювання даних); 2.) кожна програма (людина) вибирає із бази даних лише ті дані, які потрібні для рішення тільки даної задачі;3.) незалежність прикладних програм від самих даних (зміни в даних не викликають за собою необхідність змін у програмі і навпаки).
Система управління базами даних (СУБД) – це спеціальний пакет програм, що забезпечує створення, супроводження і використання баз даних багатьма користувачами. Або: СУБД - це система програмного забезпечення, яка має засоби опрацювання на мові бази даних, що дозволяють опрацьовувати звертання до бази даних, які надходять від прикладних програм і (або) кінцевих користувачів, і підтримувати цілісність бази даних. Приклади СУБД: dBase plus, FoxBase, FoxPro, Paradox, Clipper, Microsoft Access, Oracle, Informix, Sybase та ін. Ці СУБД відносяться до типу, так званих, dBase - подібних СУБД.
Етапи створення нової бази даних – це: 1.) визначення структури нової БД, при цьому врахувати задачі, які необхідно буде вирішити з її допомогою 2.) розділення на групи задач і даних – вони стануть таблицями; 3.) визначення структури кожної таблиці (послідовність інформаційних полів і їхні властивості – імена, типи і формати даних, зв’язки між даними; виділити ключові поля, що будуть загальними для всіх таблиць); 4.) конструювання таблиць; 5.) створення схем зв’язків між таблицями;6.) введення даних у таблиці; 6.) створення форм і звітів; 7.) визначення для запитів умов відбору даних; 8.) ведення бази даних (доповнення новими таблицями, їх вилучення, коректування даних – для підтримки бази данихв актуальному стані).
Користувачі інформаційної системи (бази даних) – це особи, які працюють з інформаційною системою (ІС) і використовують відомості, що містяться у базах даних (БД). Їх умовно можна розділити на такі групи:
1.) внутрішні (розробляють інформаційну систему і підтримують її функціонування); 2.) кінцеві (спеціалісти, які, як правило, не мають хорошої підготовки в області програмування, але які користуються БД у своїй повсякденній роботі; для цих користувачів і розробляються БД). У свою чергу внутрішні користувачі поділяються на: 1.) адміністратора бази даних (на стадії проектування – це ідеолог і головний конструктор системи; на стадії експлуатації – це відповідальна особа за функціонування ІС, керує режимом використання даних, відповідає за збереження даних, розробляє заходи щодо захисту даних від руйнування, забезпеченню їх достовірності і ефективному використанню); 2.) системних програмістів (забезпечують контроль за функціонуванням банку даних, розробляють програми, що розширюють можливості СУБД); 3.) прикладні програмісти (розробляють програми обробки даних, що містяться в БД, відповідно до потреб кінцевих користувачів).
Вимоги до баз даних:
- актуальність;
- повнота;
- вірогідність.
Основні властивості баз даних:
1. Для даних допускається така мінімальна надлишковість, що сприяє їх оптимальному використанню в одному чи кількох застосуваннях.
2. Незалежність даних від програм.
3. Для пошуку та модифікації даних використовуються спільні механізми.
4. Як правило, у складі бази даних існують засоби для підтримки її цілісності та захисту від несанкціонованого доступу. Є також механізми перевірки змісту даних.
Взаємозв'язаність даних полягає в тому, що доступ до певної групи даних якогось застосування загалом полегшує доступ до інших груп даних цього ж застосування. В умовах орієнтації БД на велику кількість застосувань виникає необхідність у підтримці значного числа різноманітних зв'язків між даними. Саме у розумінні тісного логічного зв'язку використані слова про збереження разом даних.
Вимога мінімізаціїї надлишковості полягає у мінімальній кількості копій для одних і тих же даних з урахуванням  орієнтації на кілька застосувань. Ці надлишкові копії використовуються для підтримки зв'язків між даними.
Про незалежність даних часто говорять, як про одну з основних властивостей БД. Під цим поняттям розуміється можливість зміни структури даних без зміни програм, що її використовують, а також рівень самоінтерпретованості даних. Міра незалежності даних тісно пов'язана з ступенем необхідної деталізації відомостей про організацію їх зберігання. Під цілісністю БД розуміють несуперечливість між собою даних, що в ній зберігаються. Наприклад, для кадрових відомостей рік народження співробітника не може бути більшим року призначення на посаду або поточного року. Щоб запобігти виникненню таких ситуацій при модифікації і поповненнях БД, співвідношення між даними контролюються спеціальними засобами підтримки цілісності БД. Специфікація подібних умов, що накладаються на дані і відслідковуються при будь-яких їх оновленнях, покладаються на спеціальну службу Адміністратора бази даних (АБД), а системи управління базами даних (СУБД) надають інструментальні засоби, які забезпечують службі АБД можливість виконання її функцій.
Оскільки однією з основних властивостей БД є орієнтація на широке коло застосувань, то природно передбачити засоби захисту від неавторизованого доступу (навмисного чи ненавмисного) користувачів до даних. З цією метою в БД встановлюється  система паролів та ідентифікацій користувачів
Завантаження Access – для цього існує декілька способів: 1.) якщо ярлик програми знаходиться на робочому столі, то треба клацнути лівою кнопкою миші двічі на ньому (кількість натиснень залежить від режиму настроювання Windows); 2.) відкрити меню “Пуск”, команду “Программы”, а потім клацнути лівою кнопкою миші по рядку “Microsoft Access”; 3.) використовуючи піктограму “Мой компьютер”; 4.) використовуючи піктограму “Проводник”;5.) якщо користувач вже працював з якимось документом в СУБД, то можна його знову завантажити до Access, використовуючи меню “Документы” головного меню; 6.) якщо натиснути праву кнопку миші, коли курсор знаходиться на робочому столі, то з’явиться контекстне меню, в якому треба вибрати пункти “Создать”, “Microsoft Access – база данных”; після цього на робочому столі з’явиться піктограма нової БД Access; далі треба навести на нього курсор та двічі клацнути лівою кнопкою миші; 7.) якщо в головному меню програми є меню “Открыть (или Создать) документ Microsoft Access”, то цим також можна скористатися для роботи з Access; 8.) якщо на панелі завдань є кнопка згорнутого вікна редактора Access, то треба тільки натиснути на неї. СУБД Access дозволяє при завантаженні відкрити яку-небудь раніше створену базу даних або створити нову.
Завершення роботи з Access – для того, щоб закрити програму Accessі повернутися до робочого столу Windows, існують такі можливості: 1.) у меню “Файл” виконати команду “Выход”; 2.) натиснути на кнопку “Закрыть” у рядку заголовка вікна Access; 3.) виконати команду “Закрыть” у системному меню керування вікном, яке викликається за допомогою миші та піктограми Accessу рядку заголовка; 4.) одночасно натиснути клавіші “Alt”+“F4”. Якщо були зроблені деякі зміни у базі даних і вона не була збережена, то при виходіз Access з’явиться вікно з запитом, чи зберігати зміни в базі даних чи ні. Для тимчасового виходу з програми до робочого столу Windows можна скористатися кнопкою “Свернуть” у рядку заголовка вікна Access.
Способи створення бази даних в СУД. Access – це: 1.) створення порожньої БД, а потім добавлення до неї об’єктів (найбільш гнучкий спосіб, але потребує окремого визначення кожного елементу бази даних); 2.) створення БД за допомогою майстра бази даних певного типу з усіма необхідними об’єктами (найпростіший спосіб початкового створення бази даних). В обох випадках є можливість в будь-який час змінювати та розширювати створену базу даних.
Структура вікна БД СУБД Access – вміщує такі елементи: 1.) рядок заголовку – назва “Microsoft Access” (може бути ще назва БД) та три кнопки керування розміром вікна; 2.) рядок головного меню; 3.) панелі інструментів; 4.) рядок з 6 вкладинками (“Таблицы”, “Запросы”, “Формы”, “Отчеты”, “Макросы”, “Модули”); 5.) робоче вікно з піктограмами об’єктів (може бути ще назва БД та кнопки керування розміром робочого вікна); 6.) кнопки праворуч від робочого вікна: “Открыть”, “Конструктор”, “Создать”; 7.) рядок стану; 8.) смуги прокрутки.
Таблиця СУБД Access – це основний об’єкт Access, це місце зберігання даних. СУБД має прості та зручні засоби обробки кількох таблиць у одній базі даних, що має цілий ряд переваг: 1.) можливість розподілу даних за таблицями згідно зі змістом даних; 2.) можливість модернізування кожної таблиці окремо; 3.) редагування певних даних в одному місці БД призводить до автоматичного їх редагування.
Типи даних БД Access – у кожне поле допускається введення даних тільки одного типу: 1.) текстове (“character”) – це люба послідовність літер, цифр та інших символів, довжиною не більше 255 символів; 2.) числове (“number”) – це цілі числа і числа у нормальному вигляді, тобто з плаваючою крапкою; 3.) дата/час (“date”) – використовується для запису дати (повний, довгий, середній, короткий формати) та часу (довгий, середній, короткий формати); значення календарної дати за умовчанням зберігаються та відображаються в американському форматі мм/дд/_м. (європейський формат дд/мм/_м.); 4.) логічне (“logical”) – у нього може записуватись одне з таких двох значень: “так” або “ні”, “хибне” чи “істинне”, “ввімкнено” чи “вимкнено” (найчастіше ці поля використовують в анкетних даних, де є тільки дві можливі відповіді); 5.) лічильник – виконує функцію лічильника записів, це унікальні числа (які або послідовно зростають на 1 або беруться випадково), що автоматично вводяться при додаванні кожного нового запису в таблицю; його також часто використовують як ключове поле; 6.) Memo (“memory”) – це довге поле, у ньому може вміщуватися текст або комбінація тексту та чисел до 65535 символів; 7.) об’єкт OLE – це поле вміщує безпосередньо не інформацію про об’єкт, а посилання на ім’я об’єкта (об’єктами можуть бути малюнки, звукозаписи, електронна таблиця Microsoft Excel, документ Microsoft Word та інші дані у двійковому форматі до 1 Гбайт); 8.) грошовий – рекомендується використовувати для полів, у яких планується зберігати числові значення з одним-чотирма знаками в дробовій частині. Слід зазначити, що зміна типу поля після введення даних у таблицю викликає достатньо довгий час для перетворення даних таблиці, а несумісність існуючих даних із новим значенням властивості типу даних може привести до втрати даних.
Форма СУБД Access – це об’єкт Access, засіб відображення інформації
з БД із використанням елементів керування для зручної і наочної роботи
з даними – введення, редагування, відображення. Форми складають інтерфейс БД. СУБД може автоматично створювати такі види форм:  стрічкову, табличну.
Складові частини звіту СУБД Access – це: 1.) заголовок – інформація на початку першої сторінки (назва); 2.) верхній колонтитул – інформація на початку кожної сторінки (заголовки стовпчиків таблиць); 3.) область даних – відображення даних із таблиць або запитів; 4.) примітка групи – інформація наприкінці групи даних (результат по групі); 5.) нижній колонтитул – інформація наприкінці кожної сторінки (номер сторінки); 6.) область приміток звіту – інформація наприкінці останньої сторінки (підсумкові обчислення по всім записах звіту).
Режими створення структури таблиці в Access – після вибору команди “Создать” на вкладці “Таблица” у вікні БД можна створити таблицю однимз наступних способів: 1.) “Режим таблицы” (видає бланк абстрактної таблиці, яка потім може приймати конкретне наповнення і вміст); 2.) “Конструктор” (дозволяє повністю самостійно керувати процесом створення таблиць, тобто можна безпосередньо вказати параметри усіх елементів структури таблиці);3.) “Мастер таблиц” (користувач вибирає поля для своєї нової таблиціз широкого кола заготовок полів різного типу); 4.) “Импорт таблиц” (імпортування даних у таблицю, яка створюється, з інших файлів).
Майстри СУБД Access – це спеціальні програми, які здійснюють покроковий діалог з користувачем, у процесі якого визначаються дані, необхідні для розв’язування відповідної задачі. Наприклад, існує майстер таблиць, майстер форм, майстер кнопок, майстер створення бази даних тощо.
Основні можливості (операції) СУБД при роботі з БД – СУБД дозволяє виконувати різні операції над даними: 1.) створення і опис файлу бази даних і його полів; 2.) введення документів у БД для накопичення; 3.) корегування раніше введених документів; 4.) знищення вже не актуальних документів; 5.) сортування документів; 6.) пошук документів по умові і їх видача (повної і достовірної інформації); 7.) видачу статистичних форм і звітів (таблиць, діаграм, графіків); 8.) проведення арифметичних і логічних операцій з полями БД; 9.) створення резервних копій БД; 10.) забезпечення цілісності БД (у разі машинних збої та у випадку одночасної робот декількох користувачів); 11.) захист БД від несанкціонованого доступу та забезпечує високу надійність зберігання даних.
Зв’язування таблиць Access – база даних, як правило, містить у собі декілька таблиць, які певним чином можуть бути пов’язані між собою. Суть зв’язування, наприклад двох таблиць, полягає в тому, що значення стовпця (чи стовпців) першої таблиці (джерела) вміщуються в другу таблицю і між ними установлюється зв’язок за ключовим полем таблиці-джерела. В Access для створення зв’язків між таблицями використовують “Мастер подстановок”. Для визначення зв’язків між таблицями необхідно закрити всі відкриті таблиці та вибрати з меню “Сервис” команду “Схема данных” або клацнути на кнопці “Схема данных” на панелі інструментів бази даних. З’явиться велике вікно редагування зв’язків, яке містить невеликі вікна (що представляють собою таблиці бази даних) із списками полів. Таблиці добавляють у вікно за допомогою кнопки “Добавить таблицу” або аналогічного пункту контекстного меню. Діалогове вікно додавання таблиці з’являється автоматично, якщо в базі даних ще не було визначено ні одного зв’язку. Для того, щоб установити зв’язок необхідно перетягнути назву поля із списку полів однієї таблиці на назву поля другої таблиці, при цьому відкриється вікно “Связи” та утвориться зовнішній ключ. Такий зв’язок відображає відношення один до одного (можна таблиці також пов’язати відношенням багато до багатьох, або багато до одного чи один до багатьох). Після відпускання кнопки миші з’являється діалогове вікно з параметрами зв’язку, що утворився. Якщо випадково користувач з’єднав не ті поля, в цьому вікні можна виправити помилку. Після вибору кнопки “Создать” Access символічно відображає зв’язок лінією, яка з’єднує два поля зв’язаних таблиць. Для того, щоб відредагувати існуючий зв’язок, треба подвійно клацнути на його лінії.
Майстри СУБД Access – це спеціальні програми, які здійснюють покроковий діалог з користувачем, у процесі якого визначаються дані, необхідні для розв’язування відповідної задачі. Наприклад, існує майстер таблиць, майстер форм, майстер кнопок, майстер створення бази даних тощо.
Макроси Access – це об’єкт Access, який використовується для виконання визначеної послідовності дій. Він складається з однієї або більш макрокоманд, що виконують визначені операції, такі, наприклад, як відкриття форм або друк звітів. Макроси можуть бути корисними для автоматизації часто виконуваних задач. Їх можна запустити в будь-який час самостійно або автоматичноу відповідь на яку-небудь подію (клацання “миші”, натиснення визначеної клавіші на клавіатурі чи зміна вмісту бази даних і т.ін.). Макрос може бути як власне макросом, що складається з послідовності макрокоманд, так і групою макросів.
Модуль СУБД Access – це об’єкт Access, набір оголошень і процедур на мові Visual Basic для додатків, зібраних в одну програмну одиницю. Існує два основних типи модулів: модулі класу і стандартні модулі. Кожна процедурав модулі може бути або процедурою-функцією Function або процедурою Sub.
Об’єкти бази даних Access – це: 1.) “Таблицы” (таблиці); 2.) “Запросы” (запити); 3.) “Формы” (форми); 4.) “Отчеты” (звіти); 5.) “Макросы” (макроси); 6.) “Модули” (модулі).
Особливості використання форм БД СУБД Access – форми: 1.) можуть відображати як один запис, звичайно в простому форматі, так і багато записів(є три стандартні види форм: стовпцева, стрічкова та таблична); 2.) користувач може сам створювати довільну форму за допомогою майстра форм; 3.) можуть відображати як поля, що редагуються, так і незмінні поля; 4.) можуть бути розроблені схожими на звичні паперові форми; 5.) дозволяють змінити послідовність полів, щоб полегшити введення даних і зробити його більш акуратним; 6.) можуть містити дані з декількох таблиць; 7.) можуть містити графіки і діаграми; 8.) дозволяють автоматизувати задачі введення і мати меню користувача.
Створення запиту Access – розпочинається з команди “Констуктор” або “Создать” “Запросы” вікна “База даних”. Якщо виконати команду “Создать”, то у діалоговому вікні “Новый запрос”, що відкривається, можна вибрати засіб створення запиту (“Конструктор” чи один з майстрів запиту, а саме: “Простой запрос”, “Перекрестный запрос”, “Повторяющиеся записи”, “Записи без подчиненных”). Якщо знати принципи реалізації “Простого запроса”, то можна легко самостійно розібратися і в інших способах. “Простой запрос” дозволяє із зв’язаних таблиць бази даних отримати нову таблицю, в яку включені окремі поля різних таблиць. Послідовність виконання дій при цьому така: 1.) запуск майстра простих запитів; 2.) відкрити список таблиць у вікні таблиці “Запросы”, виділити потрібну та вибрати в ній відповідні поля, їх перенести в область вибраних (аналогічно виконують дії і з іншими таблицями); 3.) натиснути кнопку “Далее”, з двох перемикачів “Подробный” і “Итоговый”, що з’являться у вікні, включити “Подробный” і натиснути кнопку “Далее”; 4.) ввести _м.’я підсумкового запиту і натиснути кнопку “Готово” (в результаті цей запит з’явиться у вікні у вигляді таблиці, де будуть саме ті поля, які вибиралися з початкових таблиць); 5.) тепер з отриманої таблиці треба зробити конкретний вибір, наприклад за конкретною датою чи прізвищем. Для цього необхідно закрити підсумкову таблицю з вікна “Сведения: запрос на выборку”; 6.) з’явиться вікно “База даних“, де треба виділити ім’я підсумкової таблиці і натиснути кнопку “Конструктор”; 7.) з’явиться вікно “Сведения: запрос на выборку”, де у рядку “Условие отбора” та в стовпчику з ім’ям елементу таблиці, за яким йде вибір, набрати конкретне його значення (наприклад, конкретну дату чи прізвище, за якими проводиться пошук інформації); 8.) на панелі інструментів натиснути кнопку зі знаком оклику. На екрані повинна з’явитися таблиця з остаточними результатами запиту.
Важливим моментом є усвідомлення курсантами, що СУБД Access – це засіб управління базами даних і, як і інші програмні продукти цієї категорії, зберігає і видобуває дані, представляє інформацію в зручному для користувача вигляді, автоматизує рутинні задачі. Використовуючи СУБД Access, можна створювати зручні вихідні форми, обробляти дані і складати різноманітні звіти.