Бази даних

Тема. Бази даних: Системи управління базами даних (СУБД); Бази даних (БД); Структура бази даних; Таблиця бази даних; Запит у базах даних; Форма у базі даних; Звіт в базі даних; Програми; Реалізації СУБД.
Цілі: дидактична: Розповісти студентам про різних програмах зберігання, пошуку і сортування інформації. Дати основні поняття: Системи управління базами даних (СУБД); Бази даних (БД); Структура бази даних; Таблиця бази даних; Запит у базах даних; Форма у базі даних; Звіт в базі даних; Програми; Реалізації СУБД.
розвиваюча: Розвивати знання студентів у галузі інформаційних технологій.
виховна: Показати важливість знань і умінь у сфері інформаційних комп'ютерних технологій, а саме технологій зберігання, пошуку і сортування інформації.
Вид занять (тип уроку): Лекція
Організаційні форми навчання: Вивчення нового матеріалу

Методи навчання: Лекція-бесіда
Засоби навчання
Вид та форми контролю знань: Бесіда
Засоби контролю
Внутріпредметние зв'язку
Міжпредметні зв'язки
Види самостійної роботи студентів
Домашнє завдання: конспект лекції.

Хід заняття
Бази даних (БД)
База даних - сукупність даних, організованих за певними правилами, що передбачають загальні принципи опису, зберігання і маніпулювання даними, незалежно від прикладних програм. СУБД - комплекс програм і мовних засобів для створення, ведення і використання БД. Часто для роботи з БД використовуються не СУБД, а створені з їхньою допомогою інформаційні системи, які забезпечують роботу з інформацією, регламентуючи доступ до структури БД.

Структура бази даних
Залежно від способу організації (моделі) даних в базах даних (БД) їх поділяють на ієрархічні, мережні та реляційні БД. Аналогічно в залежності від типу БД розділяються і СУБД. Найбільше розповсюдження останнім часом знайшли реляційні СУБД. Існує велика кількість різних реалізацій СУБД.
У них БД представлені в двовимірних таблицях, за допомогою яких можна описати будь-яку предметну область, за якою формується БД. Таблиця, як правило, містить інформацію про деяке поняття предметної області. Кожен рядок в таблиці - конкретна реалізація (значення) цього поняття - називається записом БД. Стовпці таблиці - властивості (атрибути) даного поняття. Вони називаються полями БД. Для кожного поля задається тип даних, які можуть перебувати в ньому. Записи в таблиці відрізняються значеннями своїх полів. Поля (одне або декілька), за якими можна відрізнити записи один від одного, називаються ключовими.
Слід зазначити, що проектування БД для ефективної обробки даних в конкретній предметній області - досить складний процес. Тільки в найпростіших випадках достатньо однієї таблиці для опису предметної області. Зазвичай потрібно декілька таблиць, які є взаємозалежними, тобто значення полів з однієї таблиці можуть використовуватися в іншій.

Таблиця бази даних
У СУБД зазвичай є зручні засоби для завдання структури БД в процесі її створення. Для кожної таблиці визначаються поля з можливими типами даних з допустимого в даної СУБД списку. Є також можливість обмежити кількість значень, дозволених в даному полі. Слід зазначити, що для прискорення пошуку по конкретному полю потрібно, щоб його значення зберігалися у впорядкованому вигляді. У таблиці необхідно визначити хоча б одне ключове поле. СУБД також дозволяє визначити спосіб упорядкування записів за значенням у конкретному полі (за зростанням або спаданням значень), а також надає можливість визначити зв'язки між таблицями і вирішити проблему відповідності даних в них.
Запит у базах даних
Основними діями з обробки інформації в БД є вибір, створення, редагування та видалення тих чи інших даних. Для цього в СУБД є засоби побудови запитів на виконання певних дій. Для цього використовується спеціальна мова SQL (Structured Query Language). З його допомогою можна скласти набір необхідних полів (у тому числі і з кількох таблиць) і задати ті значення полів, за якими вибираються записи для обробки, тобто задати фільтр відбору інформації.
Форма у базі даннихДля зручною та наочної роботи з даними (створення, редагування, видалення, відображення даних) СУБД надає можливість створити вікна, в яких відображається інформація з БД, що називаються формами. У цих вікнах крім даних зазвичай знаходиться Допоміжна інформація, що характеризує ці дані, і можливі дії над ними. Вікна є основною частиною будь-якої інформаційної системи - з їх допомогою в основному і здійснюється робота з БД. Вікна і меню (список команд, з якого можна зробити вибір) складають інтерфейс БД.
Звіт в базі даних
СУБД надає можливість створення і друку підсумкових документів - звітів - за наявною в БД інформації. Для цього використовується так званий генератор звітів, який дозволяє сформувати зовнішній вигляд остаточного документа. Тут можна також поставити впорядкування та групування даних з тих чи інших значень і сформувати підсумкові значення для конкретних полів.
Слід зазначити, що дані для форм і звітів беруться як з конкретних таблиць, так і із запитів.

Програми
СУБД в своєму складі містять засоби програмування, за допомогою яких можна створювати програми для певних дій як з обробки даних, так і по використанню інтерфейсу БД. Сюди входять різноманітні стандартні функції: математичні, фінансові тощо, для отримання інформації на основі наявних даних. Тим не менше, мова програмування в СУБД в ряді випадків не забезпечує необхідної швидкості обробки даних. Тому зазвичай є можливість використовувати програми, написані на інших мовах програмування. У свою чергу, у багатьох мовах програмування є можливість використовувати таблиці БД. Це дозволяє створити швидкий інтерфейс і обчислювальну частина інформаційної системи, що використовує створені БД.
Реалізації СУБД

СУБД MS FoxPro
СУБД - одні з найбільш поширених програмних продуктів. Вони розрізняються швидкістю обробки даних (виконання запитів, пошуку в таблицях), можливостями збереження різних типів даних, способами підтримки цілісності і несуперечності даних у таблицях. Основна відмінність між СУБД полягає в реалізації моделі даних БД. Найбільш поширені в даний час СУБД dBase, FoxPro, Paradox, Clarion, Access, які можуть вирішити практично всі задачі користувача. dBase була перша найбільш розповсюдженої СУБД для ОС MS-DOS. FoxPro - також одна з перших СУБД, до цих пір залишається популярної, відрізняється великою швидкістю обробки даних. Paradox - потужна СУБД, створена фірмою Borland, має високу інтеграцією з засобами розробки додатків цієї фірми. Clarion - інтегроване середовище розробника, що дозволяє швидко створювати різні програми, в тому числі і БД.

Однак при взаємодії декількох користувачів застосування зазначених СУБД неефективно. Тут слід реалізувати схему «клієнт-сервер», коли дані зберігаються на сервері, а до них здійснюються запити з додатків різних клієнтів. Для обробки великої кількості даних на сервері використовуються більш потужні СУБД - Oracle, Interbase, Microsoft SQL Server.

Останні версії всіх популярних СУБД розробляються для ОС Windows 95. Це забезпечує можливість використання всіх переваг графічного інтерфейсу, підвищення якості друку, більшу інтеграцію з іншими програмними продуктами. Слід зазначити, що більшість СУБД мають практично однакові можливості створення БД та обробки даних.

Найбільше поширення для користувачів отримала СУБД Microsoft Access. Дуже прості й зручні засоби wizard (вбудовані стандартні послідовності дій) дозволяють швидко створювати таблиці, запити, форми, звіти. Простий спосіб визначення макросів (послідовності команд) і написання програм на мові Access Visual Basic дозволяє реалізувати складну обробку даних.

Великий набір типів полів дозволяє зберігати різноманітну інформацію в таблицях БД. Дуже просто встановити взаємозв'язок між таблицями, СУБД повністю контролює цілісність і несуперечність даних в цих таблицях. Є зручний засіб створення різних запитів, причому не обов'язково знати мову SQL. Форми можуть містити всі звичні елементи інтерфейсу ОС Windows, які дозволяють зробити обробку інформації зрозумілою і зручною. Генератор звітів дозволяє легко створювати різні види звітів, що з великими можливостями по оформленню реалізує практично всі потреби користувачів в отриманні документів.

Access надає дуже гнучкі і надійні засоби захисту як даних, так і структури БД.

Слід зазначити, що Access має можливості як використовувати, так і надавати дані для інших СУБД. Дані Access просто використовуються для подальшої обробки та звітів в електронній таблиці Excel і текстовому процесорі Word.