Содержание 1. Введение 2 2. Основные понятия баз данных 3 2. 1 Базы данных и системы управления базами данных 3 2. 2 Структура простейшей базы данных 4 2. 3 Свойства полей базы данных 4 2. 4 Типы данных 6 2. 5 Безопасность баз данных 7 3. Разработка базы данных 8 3. 1 Разработка технического задания 8 3. 2 Разработка структуры базы данных 8 4. Проектирование баз данных 10 4. 1 Режимы работы с базами данных 10 4. 2 Объекты базы данных 11 4. 2. 1 Таблицы 11 4. 2. 2 Запросы 14 4. 2. 3 Формы 15 5. Заключение 18 6. Список использованной литературы 19 1. Введение
Для принятия обоснованных и эффективных решений в производственной деятельности, в управлении экономикой и в политике современный специалист должен уметь с помощью компьютеров и средств связи получать, накапливать, хранить и обрабатывать данные, представляя результат в виде наглядных документов. В современном обществе информационные технологии развиваются очень стремительно, они проникают во все сферы человеческой деятельности. В данной курсовой работе мы представим вам электронный вариант, наглядное пособие книжной библиотеки, в которой не соблюдены точные названия разделов литературы, авторов и их изданий. Разработка проекта проводилась на приложении Microsoft Access, предназначенном для управления, проектирования и разработки баз данных. База предназначена для хранения данных о приобретенных библиотекой изданиях (справочниках, сборниках и т. п. ), сведений о читателях. Для начала хотелось бы ознакомить вас с основными понятиями о базах данных и о системах управления базами данных(СУБД). 2. Основные понятия баз данных 2. 1 Базы данных и системы управления базами данных
База данных – это организованная структура, предназначенная для хранения информации. В современных базах данных хранятся не только данные, но и информация. Это утверждение легко пояснить, если, например, рассмотреть базу данных библиотеки. В ней есть все необходимые сведения об авторах, книгах, читателях и т. д. Доступ к этой базе могут иметь как работники библиотеки, так и читатели, которым необходимо найти какое-либо издание. Но среди них вряд ли найдется такое лицо, которое имеет доступ ко всей базе полностью и при этом способно единолично вносить в нее произвольные изменения. Кроме данных, база содержит методы и средства, позволяющие каждому из сотрудников оперировать только с теми данными, которые входят в его компетенцию. В результате взаимодействия данных, содержащихся в базе, с методами, доступными конкретным сотрудникам, образуется информация, которую они потребляют и на основании которой в пределах собственной компетенции производят ввод и редактирование данных. С понятием базы данных тесно связано понятие системы управления базой данных. Это комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнение ее содержимым, редактирование содержимого и визуализации информации. Подвизуализацией информации базы понимается отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройства вывода или передачи по каналам связи.
В мире существует множество систем управления базами данных. Несмотря на то что они могут по-разному работать с разными объектами и предоставляют пользователю различные функции и средства, большинство СУБД опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий. Это дает нам возможность рассмотреть одну систему и обобщить ее понятия, приемы и методы на весь класс СУБД. В качестве такого учебного объекта мы выберем СУБД Microsoft Access, входящую в пакет Microsoft Office. 2. 2 Структура простейшей базы данных
Сразу поясним, что если в базе нет никаких данных (пустая база), то это все равно полноценная база данных. Этот факт имеет методическое значение. Хотя данных в базе и нет, но информация в ней все-таки есть–это структура базы. Она определяет методы занесения данных и хранения их в базе. Простейший“некомпьютерный” вариант базы данных –деловой ежедневник, в котором каждому календарному дню выделено по странице. Даже если в нем не записано ни строки, он не перестает быть ежедневником, поскольку имеет структуру, четко отличающую его от записных книжек, рабочих тетрадей и прочей писчебумажной продукции.
Базы данных могут содержать различные объекты. Основными объектами любой базы данных являются ее таблицы. Простейшая база данных имеет хотя бы одну таблицу. Соответственно, структура простейшей базы данных тождественно равна структуре ее таблицы.
Структуру двумерной таблицы образуют столбцы и строки. Их аналогами в простейшей базе данных являютсяполя и записи. Если записей в таблице пока нет, значит, ее структура образована только набором полей. Изменив состав полей базовой таблицы (или их свойства), мы изменяем структуру базы данных и, соответственно, получаем новую базу данных. 2. 3 Свойства полей базы данных
Поля базы данных не просто определяют структуру базы –они еще определяют групповые свойства данных, записываемых в ячейки, принадлежащие каждому из полей. Ниже перечислены основные свойства полей таблиц баз данных на примере СУБД Microsoft Access.
Имя поля –определяет, как следует обращаться к данным этого поля при автоматических операциях с базой (по умолчанию имена полей используются в качестве заголовков столбцов таблиц).
Тип поля – определяет тип данных, которые могут содержаться в данном поле. Размер поля –определяет предельную длину (в символах) данных, которые могут размещаться в данном поле.
Формат поля – определяет способ форматирования данных в ячейках, принадлежащих полю. Маска ввода –определяет форму, в которой вводятся данные а поле (средство автоматизации ввода данных).
Подпись –определяет заголовок столбца таблицы для данного поля (если подпись не указана, то в качестве заголовка столбца используется свойство Имя поля). Значение по умолчанию –то значение, которое вводится в ячейки поля автоматически (средство автоматизации ввода данных).
Условие на значение –ограничение, используемое для проверки правильности ввода данных (средство автоматизации ввода, которое используется, как правило, для данных, имеющих числовой тип, денежный тип или тип даты).
Сообщение об ошибке –текстовое сообщение, которое выдается автоматически при попытке ввода в поле ошибочных данных.
Обязательное поле –свойство, определяющее обязательность заполнения данного поля при наполнении базы.
Пустые строки –свойство, разрешающее ввод пустых строковых данных (от свойства Обязательное поле отличается тем, что относится не ко всем типам данных, а лишь к некоторым, например к текстовым).
Индексированное поле –если поле обладает этим свойством, все операции, связанные с поиском или сортировкой записей по значению, хранящемуся в данном поле, существенно ускоряются. Кроме того, для индексированных полей можно сделать так, что значение в записях будут проверяться по этому полю на наличие повторов, что позволяет автоматически исключить дублирование данных.
Поскольку в разных полях могут содержаться данные разного типа, то и свойства у полей могут различаться в зависимости от типа данных. Так, например, список вышеуказанных свойств полей относится в основном к полям текстового типа. Поля других типов могут иметь или не иметь эти свойства, но могут добавлять к ним и свои. Например, для данных, представляющих действительные числа, важным свойством является количество знаков после десятичной запятой. С другой стороны, для полей, используемых для хранения рисунков, звукозаписей, видео клипов и других объектов OLE, большинство вышеуказанных свойств не имеют смысла. 2. 4 Типы данных
Таблицы баз данных, как правило, допускают работу с гораздо большим количеством разных типов данных. Так, например, базы данных Microsoft Access работают со следующими типами данных.
Текстовый –тип данных, используемый для хранения обычного неформатированного текста ограниченного размера (до 255 символов). Числовой – тип данных для хранения действительных чисел.
Поле Мемо –специальный тип данных для хранения больших объемов текста (до 65 535 символов). Физически текст не хранится в поле. Он храниться в другом месте базы данных, а в поле храниться указатель на него, но для пользователя такое разделение заметно не всегда.
Дата/время – тип данных для хранения календарных дат и текущего времени. Денежный - тип данных для хранения денежных сумм. Теоретически, для их записи можно было бы пользоваться и полями числового типа, но для денежных сумм есть некоторые особенности (например, связанные с правилами округления), которые делают более удобным использование специального типа данных, а не настройку числового типа.
Счетчик –специальный тип данных для уникальных (не повторяющихся в поле) натуральных чисел с автоматическим наращиванием. Естественное использование– для порядковой нумерации записей. Логический - тип для хранения логических данных (могут принимать только два значения, например Да или Нет).
Гиперссылка –специальное поле для хранения адресов URL Web-объектов Интернета. При щелчке на ссылке автоматически происходит запуск броузера и воспроизведение объекта в его окне.
Мастер подстановок –это не специальный тип данных. Это объект, настройкой которого можно автоматизировать ввод данных в поле так, чтобы не вводить их вручную, а выбирать их из раскрывающегося списка. 2. 5 Безопасность баз данных
Базы данных –это тоже файлы, но работа с ними отличается от работы с файлами других типов, создаваемых прочими приложениями. Выше мы видели, что всю работу по обслуживанию файловой структуры берет на себя операционная система. Для базы данных предъявляются особые требования с точки зрения безопасности, поэтому в них реализован другой подход к сохранению данных.
Базы данных –это особые структуры. Информация, которая в них содержится, очень часто имеет общественную ценность. Нередко с одной и той же базой работают тысячи людей по всей стране. От информации, которая содержится в некоторых базах, может зависеть благополучие множества людей. Поэтому целостность содержимого базы не может и не должна зависеть ни от конкретных действий некоего пользователя, забывшего сохранить файлы перед выключением компьютера, ни от перебоев в электросети.
Проблема безопасности баз данных решается тем, что в СУБД для сохранения информации используется двойной подход. В части операций, как обычно, участвует операционная система компьютера, но некоторые операции сохранения происходят в обход операционной системы. 3. Разработка базы данных
Методически правильно начинать работу с карандашом и листом бумаги в руках, не используя компьютер. На данном этапе он просто не нужен. Неоптимальные решения и прямые ошибки, заложенные на этапе проектирования, впоследствии очень трудно устраняются, поэтому этот этап является основополагающим. 3. 1 Разработка технического задания
Техническое задание на проектирование базы данных должен предоставить заказчик. Однако для этого он должен владеть соответствующей терминологией и знать, хотя бы в общих чертах, технические возможности основных СУБД. К сожалению, на практике такое положение встречается не всегда. 3. 2 Разработка структуры базы данных
Выяснив основную часть данных можно приступать к созданию структуры базы, то есть структуры ее основных таблиц.
Работа начинается с составления основного списка полей – он может насчитывать десятки и даже сотни позиций. В соответствии с типом данных, размещаемых в каждом поле, определяют наиболее подходящий тип для каждого поля.
Далее распределяют поля основного списка по базовым таблицам. На первом этапе распределение производят по функциональному признаку. Цель–обеспечить, чтобы ввод данных в одну таблицу производился, по возможности на одном рабочем месте.
В каждой из таблиц задается ключевое поле. В качестве такого выбирают поле, данные в котором повторяться не могут. Например, для таблицы данных о книгах таким полем может служить инвентарный номер книги. Для таблицы, в которой содержаться авторы, такого поля можно и не найти, но его можно создать искусственным комбинированием полей. Если в таблице вообще нет ни каких полей, которые можно было бы использовать как ключевые, всегда можно ввести дополнительное поле типа Счетчик– оно не может содержать повторяющихся данных по определению. С помощью карандаша и бумаги расчерчивают связи между таблицами. Такой чертеж называетсясхемой данных. Существует несколько типов возможных связей между таблицами. Наиболее распространенными являются связи“один ко многим” и “один к одному”. Связь между таблицами организуется на основе общего поля, причем в одной из таблиц оно обязательно должно быть ключевым, то есть на стороне“один”должно выступать ключевое поле, содержащее уникальные, неповторяющиеся значения. Значения на стороне“многие” могут повторяться.
Разработкой схемы данных заканчивается “бумажный”этап работы над техническим предложением, после чего приступать к непосредственному созданию базы данных.
Следует помнить, что по ходу разработки проекта заказчику непременно будут приходить в голову новые идеи. На всех этапах проектирования он стремится охватить единой системой все новые и новые подразделения и службы предприятия. Возможность гибкого использования его пожеланий во многом определяется квалификацией разработчика базы данных. Если схема данных составлена правильно, подключать к базе новые таблицы нетрудно. Если структура базы нерациональна, разработчик может испытать серьезные трудности и войти в противоречие с заказчиком. Противоречия исполнителя с заказчиком всегда свидетельствуют о недостаточной квалификации исполнителя. Именно по этому этап предварительного проектирования базы данных следует считать основным. От его успеха зависит, насколько база данных станет удобной, и будут ли с ней работать пользователи. Если отмечается, что пользователи базы“саботируют”ее эксплуатацию и предпочитают работать традиционными методами, это говорит не о низкой квалификации пользователей, а о недостаточной квалификации разработчика базы.
На этом этапе завершается разработка базы данных, и на следующем этапе начинается ее основное проектирование. С этого момента следует начать работу с СУБД. 4. Проектирование баз данных 4. 1 Режимы работы с базами данных
Обычно с базами данных работают две категории пользователей. Первая категория – проектировщики. Их задача состоит в разработке структуры таблиц базы данных и согласование ее с заказчиком. Кроме таблиц проектировщики разрабатывают и другие объекты базы данных, предназначенные, с одной стороны, для автоматизации работы с базой, а с другой стороны–для ограничения функциональных возможностей работы с базой (если это необходимо из соображений безопасности). Проектировщики не наполняют базу конкретными данными, (заказчик может считать их конфиденциальными и не предоставлять посторонним лицам). Исключение составляет экспериментальное наполнение модельными данными на этапе отладки объектов базы.
Вторая категория исполнителей, работающих с базами данных, - пользователив данном случае ими являются библиотекари и читатели, приходящие в библиотеку. Они получают исходную базу данных от проектировщиков и занимаются ее наполнением и обслуживанием. В общем случае пользователи не имеют средств доступа к управлению структурой базы–только к данным, да и то не ко всем, а к тем, работа с которыми предусмотрена на конкретном рабочем месте.
Соответственно СУБД имеет два режима работы: проектировочный и пользовательский. Первый режим предназначен для создания или изменения структуры базы и создание ее объектов. Во втором режиме происходит использование ранее подготовленных объектов для наполнения базы или получения данных из нее. 4. 2 Объекты базы данных 4. 2. 1 Таблицы
Таблицы –это основные объекты любой базы данных. Во-первых, в таблицах хранятся все данные, имеющиеся в базе, а во-вторых, таблицы хранят и структуру базы (поля, их типы и свойства). В примере нашей базы можно показать список таблиц: Таблица “Авторы” состоит из следующих полей: Код автора Имя автора
Эта сущность отводится для хранения сведений об основных людях, принимавших участие в подготовке рукописи издания (авторах, составителях, титульных редакторах, переводчиках и художниках). Такое объединение допустимо, так как данные о разных создателях выбираются из одного домена (фамилия и имена) и исключает дублирование данных Так как фамилия и имена (инициалы) создателя могут быть достаточно громоздкими (М. Е. Салтыков-Щедрин, Франсуа Рене де Шатобриан, Остен Жюль Жан-Батист Ипполит и т. п. ) и будут многократно встречаться в разных изданиях, то их целесообразно нумеровать и ссылаться на эти номера. Для этого вводится целочисленный атрибут "Код_автора"–это ключевое поле, которое будет автоматически наращиваться на единицу при вводе в базу данных нового автора. Поле“Имя автора” является текстовым типом данных. Таблица “Выдача” состоит из следующих полей: Код формуляра Дата выдачи (книги) Срок Дата возврата Инвентарный номер (который индивидуален для каждой книги)
Поле “код формуляра”предназначено для присвоения каждому формуляру индивидуального номера, оно имеет тип данных“счетчик”.
В поле “дата выдачи” указывается дата выдачи определенного экземпляра. Тип данных – “дата/время”. В поле “Срок”указывается срок на который выдается книга. В случае задержки книги, налагается штраф, который определяется библиотекой. Тип данных– “числовой”. В поле “Дата возврата”ставится дата возвращения экземпляра. Если поле не заполнено, значит книга не возвращена т. е. на руках. Тип данных– “дата/время”.
Поле “Инвентарный номер”необходимо для присвоения каждой книге индивидуального номера. Это поле является ключевым, тип данных– “числовой”. Таблица “Заглавие” состоит из следующих полей: Код заглавия Заглавие
Поле “Код заглавия” - ключевое поле с типом данных “счетчик”. Оно позволяет сократить объем данных и снизить вероятность возникновения противоречивости (исключается необходимость ввода длинных текстовых названий для различных томов собраний сочинений, повторных изданий, учебников и т. п. ). В поле “Заглавие” пишутся заглавия книг, тип данных поля – “текстовый”. Таблица “Книги” состоит из следующих полей: Инвентарный номер Код заглавия Код раздела Код автора
Данная таблица является главной. С ее помощью все основные таблицы связаны друг с другом. В случае добавление в базу данных новых таблиц (например о цене книг) нет необходимости изменять всю структуру. Нужно всего лишь добавить ключевое поле новой таблицы в таблицу“Книги” и установить между ними связь. Таблица “Разделы” состоит из следующих полей: Код раздела Название раздела
В данной таблице содержатся четыре раздела, названия которых не соответствуют общепринятому стандарту. Таблица “Читатели” состоит из следующих полей: Код формуляра Фио (инициалы читателя)
Эта таблица содержит сведения о читателях, записанных в данной библиотеке. 4. 2. 2 Запросы
Эти объекты служат для извлечения данных из таблиц и предоставления их пользователю в удобном виде. С помощью запросов выполняют такие операции как отбор данных, их сортировку и фильтрацию. С помощью запросов можно выполнять преобразования данных по заданному алгоритму, создавать новые таблицы, выполнять автоматическое наполнения таблиц данными, импортированными из других источников, выполнять простейшие вычисления в таблицах и многое другое. В нашей таблице представлены три запроса: Для запроса “Авторы запрос” были использованы таблицы: Авторы (поле “Имя автора”) Книги (использовалось для связки таблиц) Заглавие (поле “Заглавие”)
Этот запрос необходим для того, чтобы пользователь мог узнать есть ли необходимый ему автор в базе библиотеки. Поиск осуществляется по введенному имени автора. В итоге запроса выводится запрашиваемый автор, книги написанные им и количество экземпляров. Запрос “Заглавие запрос” состоит из таблиц: Заглавие (поле “Заглавие”) Книги (использовалась для связки таблиц) Авторы (поле “Имя автора”)
Запрос предназначен для поиска необходимой книги по ее названию. В результате запроса на экран выводится форма содержащая запрашиваемую книгу (если таковая имеется), автора этой книги и количество экземпляров. Для запроса “Выдача книг” были использованы таблицы: Заглавие (поле “Заглавие”) Книги (для связки таблиц) Выдача (поля: “Дата выдачи”, “Срок”, “Дата возврата”) Читатели (поле “Фио”)
Запрос показывает список читателей, у которых находятся книги из библиотеки. Также в нем представлены сведения о том какие книги и когда были взяты, на какой срок и дата их возврата. 4. 2. 3 Формы
Если запросы – это специальные средства для отбора и анализа данных, то формы – это средства для ввода данных. Смысл их тот же –предоставить пользователю средства для заполнения только тех полей, которые ему заполнять положено. Одновременно с этим в форме можно разместить специальные элементы управления (счетчики, раскрывающиеся списки, переключатели, флажки и прочее) для автоматизации ввода. Преимущества форм раскрываются особенно наглядно, когда происходит ввод данных с заполненных бланков. В этом случае форму делают графическими средствами так, чтобы она повторяла оформление бланка–это заметно упрощает работу наборщика, снижает его утомление и предотвращает появление печатных ошибок. Для базы данных библиотеки были созданы восемь форм: Авторы Выдача книг1 Заглавия книг Запрос авторов Запрос книг Книги Кнопочная форма (Главная кнопочная форма) Разделы
Форма “Авторы” создана из таблицы “Авторы”. Она выдает весь список авторов имеющихся в базе. По своей сути она является аналогом алфавитного каталога“неэлектронной библиотеки”.
Форма “Выдача книг1” основана на запросе “Выдача книг”, она необходима для учета книг, которые находятся на руках у читателей. Форма имеет следующие поля: Заглавие Дата выдачи Срок Дата возврата Фио
В поле “заглавие” указывается название книги, которая находится на руках. Поле “Дата выдачи” показывает когда была взята книга.
В поле “Срок” указывается срок на который выдается экземпляр. Поле “Дата возврата”показывает когда книга была возвращена. Если поле пустое, то это значит, что книгу еще не вернули. В поле “Фио” указываются инициалы читателя.
Форма “Заглавия книг” содержит список названий всех книг, находящихся в базе библиотеки. Следующие две формы – “Запрос авторов” и “Запрос книг” основаны на запросах “Авторы запрос” и “Заглавие запрос”. Форма “Книги” создана на основе таблицы “Книги”, ее функции полностью идентичны этой таблице. Форма “Разделы” содержит список всех разделов библиотеки.
“Главная кнопочная форма” (в нашей базе просто “кнопочная форма”) предназначена для удобства работы с базой.
В ней собраны все необходимые запросы, формы и таблицы. Именно с ней пользователь (читатель, библиотекарь) работает, когда необходимо выполнить запрос, посмотреть список авторов и т. п. 5. Заключение
Использование баз данных и информационных систем становится неотъемлемой составляющей деловой деятельности современного человека и функционирования преуспевающих организаций. В связи с этим большую актуальность приобретает освоение принципа построения и эффективного применения соответствующих технологий и программных продуктов.
В настоящее время базы данных проникают во многие сферы человеческой деятельности, в том числе и в библиотеки. С помощью электронных баз данных работа библиотекаря значительно облегчается.
В результате нашей работы была создана база данных библиотеки колледжа, при помощи которой можно легко найти необходимую книгу, учесть поступление новых книг и списание старых, а также осуществлять контроль за выдачей и возвратом книг имеющихся в фонде библиотеки. 6. Список использованной литературы
Информатика. Базовый курс /Симонович С. В. и др. - СПб: Издательство “Питер”, 2000. – 640с. Информатика. Учебное пособие /Под ред. В. Г. Кирия. – Иркутск: ИрГТУ, 1998 часть 2. – 382с. Информатика. Учебное пособие /Ломтадзе В. В. , Шишкина Л. П. – Иркутск: ИрГТУ, 1999. – 116с.