Способы создания новой базы данных

Способы создания компьютерной базы данных

Что такое база данных

Основой всякой информационной системы является база данных — организованная совокупность данных на магнитных дисках. Ученики уже хорошо знают, что информация на дисках хранится в виде файлов. Поэтому первый вывод, который можно сделать относительно организации больших баз данных — это то, что они требуют больших объемов дисковой памяти.

Итак, когда накопленная информация хранится в форме каким-либо образом организованных учетных записей или в виде структурированного файла, можно говорить о наличии базы данных (БД).

База данных — это файл, в котором хранится поименованная совокупность структурированных данных. (Структурирование данных — это процесс группировки данных по определенным параметрам.)

Базу данных можно представить в виде таблицы с фиксированным числом столбцов и неограниченным числом строк.
(Примеры баз данных: записная книжка, классный журнал, справочники.)

Наличие компьютерной БД, т. е. файла, хранящего совокупность связанных между собой сведений, подразумевает и наличие программы, которая обрабатывает эти данные (производит поиск, сортировку, редактирование данных). Такая программа называется системой управления базой данных (СУБД). Без возможности осуществления перечисленных операций база данных становится практически бесполезной.

СУБД (Система Управления Базой Данных) — это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

Способы создания компьютерной базы данных

· С помощью алгоритмических языков программирования, таких как Basic, Pascal, и т. д. Данный способ применяется для создания уникальных баз данных опытными программистами.

· С помощью прикладной среды, например Visual Basic. Данный способ требует некоторых навыков работы в программных средах и навыков программирования. С его помощью можно создавать базы данных, требующие каких-то индивидуальных особенностей построения. Создание такой базы под силу только опытным пользователям.

· С помощью специальных программных сред, которые называются Системами Управления Базами Данных (СУБД). Работа с такими системами требует навыков работы с компьютером и может быть освоена пользователями в достаточно короткие сроки.

В настоящее время существует несколько видов СУБД. Наиболее известными и популярными СУБД являются Access, FoxPro и Paradox. Каждая из этих систем обладает своими достоинствами и недостатками. Остановим свой выбор на базе данных Access, которая входит в программный продукт Microsoft Office и является наиболее доступной для изучения в школьном курсе. Прежде чем переходить к работе по созданию базы данных на компьютере, необходимо перейти от информационной модели данных, к модели, ориентированной на компьютерную реализацию.

Источник

Создание базы данных

Вы будете перенаправлены на Автор24

Способы создания баз данных

Способы создания различных баз данных (БД) различаются. Например, в базах данных класса NoSQL (Redis, MongoDB) вообще нет понятия «создания». В них сразу можно вводить данные, а за их структуру будут отвечать специальным образом организованные «ключи», по которым и производятся выборки.

В реляционных, т.е. состоящих из взаимосвязанных таблиц, базах для создания компонентов БД следует выполнять команды на специальном языке SQL. Это требует от пользователей специальной подготовки (изучения этого языка).

Наиболее удобны с точки зрения быстрого создания реляционных БД офисные пакеты, такие как Microsoft Office, OpenOffice, LibreOffice и др. В них создание баз данных и наполнение их таблицами, формами, отчетами и другими объектами производится в визуальном режиме: с помощью меню, мыши и других комфортных средств. Лидером среди офисных баз данных является Microsoft Access. Рассмотрим особенности создания баз данных в этом приложении.

В этой статье рассматривается пример для Access из пакета Office-365. Для более ранних версий процесс аналогичен, но может различаться в деталях.

Варианты создания баз данных в Microsoft Access

Пустую базу данных можно создать в проводнике Windows, щелкнув правой кнопкой на пустом пространстве и выбрав «Создать. Базу данных Microsoft Access». Появится пустой файл (ему сразу же можно присвоить подходящее имя), который следует открыть двойным щелчком. Однако в современных версиях программы предусмотрены более эффективные способы выполнения этого действия.

Работа с шаблонами

Можно создать новую БД:

• из стандартного шаблона: несколько готовых шаблонов поставляются вместе с программой;
• из шаблона с сайта Office.com: там имеется обширная коллекция заготовок для баз данных различного назначения; их можно загружать по сети с помощью меню (вкладка «Создать»).

Рисунок 1. Варианты создания новой базы данных в MS Access. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Готовые работы на аналогичную тему

Шаблоны представляют собой предподготовленные незаполненные базы данных для различных нужд: ведения учета материальных ценностей, списков сотрудников, клиентов, финансов и т.п. В шаблонах имеются необходимые таблицы с уже установленными связями, формы, отчеты и т.д.

Шаблоны, как и пустые базы данных, можно редактировать: добавлять и изменять таблицы, формы и другие объекты.

С сайта Office.com можно загружать не только целые шаблоны, но и так называемые «части приложения» — связанные между собой компоненты, например, таблица и построенная на ее основе форма.

Выбрав на вкладке «Создать» подходящий шаблон, следует указать имя файла. По окончании процесса можно сразу начинать вводить данные.

Создание пустой базы данных

Для создания пустой БД следует на вкладке «Файл» выбрать пункт «Создать» и вариант «Пустая база данных», затем указать имя файла. Access создаст БД с незаполненной таблицей «Таблица1». Она сразу же будет открыта в режиме таблицы. Для добавления данных нужно просто вводить их, отложив оптимизацию структуры колонок. Процесс ввода данных похож на работу с листом Excel.

Файл Blank.accdb в папке [диск установки]:\Program Files\Microsoft Office\Templates\1049\Access. используется как шаблон для всех новых локальных пустых баз данных. Все новые базы данных наследуют содержимое этого файла. Это отличный способ распространения содержимого по умолчанию.

Создание таблиц и других объектов БД

Открыв в режиме конструктора вновь созданную таблицу, можно построчно добавлять поля, давать им названия, присваивать типы и прочие свойства. Названия полей должны соответствовать предметной области. Например, если БД используется для учета книг, то в основной таблице следует предусмотреть такие поля, как «Название», «Автор», «Год издания» и т.п. Сами таблицы по окончании их создания тоже следует называть адекватными именами: «Книги», «Авторы», «Издательства» и т.п.

В конструкторе таблиц предусмотрены следующие характеристики полей:

1. размер: для текста это максимально допустимое количество сохраняемых в поле знаков; для числовых полей — варианты «Длинное целое», «Двойное с плавающей точкой» и др.;
2. формат поля — способ отображения данных (текст, число, дата);
3. маска ввода позволяет обеспечить корректность вводимых данных;
4. значение по умолчанию будет отображаться в поле при добавлении новой строки в таблицу;
5. обязательное поле — свойство, указывающее, обязательно ли вводить значение; невозможно будет добавить запись, если в обязательное поле не введено значение.

По окончании конструирования нескольких таблиц, следует продумать их связи между собой. Для этого удобно использовать схему данных.

Рисунок 2. Схема данных, показывающая связи по ключевым полям между таблицами. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Импортирование данных из других источников

Можно скопировать и вставить в таблицу Access данные из других офисных таблиц (Word, Excel). Для этого используется буфер обмена. При этом целесообразно проектировать таблицы БД так, чтобы типы данных в них соответствовали вставляемым. Другой эффективный способ — перенос данных их внешних файлов (текстовых, html, внешних источников) с помощью визардов импорта, которые позволяют контролировать процесс переноса: разбивает текст на колонки, пытается определить типы хранящихся в них данных и заголовки полей и т.п.

Рисунок 3. Импорт данных из внешнего файла. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Создание запросов, форм, отчетов

При создании баз данных следует основное внимание уделить проектированию таблиц и связям между ними. По мере того, как они будут заполняться всё большим количеством данных, менять их структуру будет всё сложнее, поскольку это может затронуть смежные таблицы (и даже связанные внешние базы данных). Поэтому к созданию форм и отчетов следует приступать только после того, как работа над структурой основных таблиц закончена. К счастью, MS Access предоставляет мощные визарды и шаблоны для этого, трудоемкость конструирования форм и отчетов не велика и менее ответственна по сравнению с созданием и заполнением таблиц.

Источник

Руководство по разработке структуры и проектированию базы данных

Следуя принципам, описанным в этой статье, можно создать базу данных, которая работает надлежащим образом и в будущем может быть адаптирована под новые требования. Мы рассмотрим основные принципы проектирования базы данных , а также способы ее оптимизации.

Этапы создания базы данных

Надлежащим образом структурированная база данных:

• Помогает сэкономить дисковое пространство за счет исключения лишних данных;
• Поддерживает точность и целостность данных;
• Обеспечивает удобный доступ к данным.

Основные этапы разработки базы данных:

1. Анализ требований или определение цели базы данных;
2. Организация данных в таблицах;
3. Указание первичных ключей и анализ связей;
4. Нормализация таблиц.

Рассмотрим каждый этап проектирования баз данных подробнее. Обратите внимание, что в этом руководстве рассматривается реляционная модель базы данных Эдгара Кодда , написанная на языке SQL ( а не иерархическая, сетевая или объектная модели ).

Анализ требований: определение цели базы данных

Например, если вы создаете базу данных для публичной библиотеки, нужно продумать, каким образом и читатели, и библиотекари должны получать доступ к БД .

Вот несколько способов сбора информации перед созданием базы данных:

• Опрос людей, которые будут ее использовать;
• Анализ бизнес-форм, таких как счета-фактуры, расписания, опросы;
• Рассмотрение всех существующих систем данных ( включая физические и цифровые файлы ).

Начните со сбора существующих данных, которые будут включены в базу. Затем определите типы данных, которые нужно сохранить. А также объекты, которые описывают эти данные. Например:

• Имя;
• Адрес;
• Город, штат, почтовый индекс;
• Адрес электронной почты.

• Название;
• Цена;
• Количество в наличии;
• Количество под заказ.

• Номер заказа;
• Торговый представитель;
• Дата;
• Товар;
• Количество;
• Цена;
• Стоимость.

При проектировании реляционной базы данных эта информация позже станет частью словаря данных, в котором описаны таблицы и поля БД . Разбейте информацию на минимально возможные части. Например, подумайте о том, чтобы разделить поле почтового адреса и штата, чтобы можно было фильтровать людей по штату, в котором они проживают.

После того, как вы определились с тем, какие данные будут включены в базу, откуда эти данные будут поступать, и как они будут использоваться, можно приступить к планированию фактической БД .

Структура базы данных: построение блоков

Следующим шагом будет визуальное представление базы данных. Для этого нужно точно знать, как структурируются реляционные БД . Внутри базы связанные данные группируются в таблицы, каждая из которых состоит из строк и столбцов.

Чтобы преобразовать списки данных в таблицы, начните с создания таблицы для каждого типа объектов, таких как товары, продажи, клиенты и заказы. Вот пример:

Каждая строка таблицы называется записью. Записи включают в себя информацию о чем-то или о ком-то, например, о конкретном клиенте. Столбцы (также называемые полями или атрибутами) содержат информацию одного типа, которая отображается для каждой записи, например, адреса всех клиентов, перечисленных в таблице.

Чтобы при проектировании модели базы данных обеспечить согласованность разных записей, назначьте соответствующий тип данных для каждого столбца. К общим типам данных относятся:

• CHAR — конкретная длина текста;
• VARCHAR — текст различной длины;
• TEXT — большой объем текста;
• INT — положительное или отрицательное целое число;
• FLOAT , DOUBLE — числа с плавающей запятой;
• BLOB — двоичные данные.

Некоторые СУБД также предлагают тип данных Autonumber , который автоматически генерирует уникальный номер в каждой строке.

В визуальном представлении БД каждая таблица будет представлена блоком на диаграмме. В заголовке каждого блока должно быть указано, что описывают данные в этой таблице, а ниже должны быть перечислены атрибуты:

При проектировании информационной базы данных необходимо решить, какие атрибуты будут служить в качестве первичного ключа для каждой таблицы, если таковые будут. Первичный ключ ( PK ) — это уникальный идентификатор для данного объекта. С его помощью вы можете выбрать данные конкретного клиента, даже если знаете только это значение.

Атрибуты, выбранные в качестве первичных ключей, должны быть уникальными, неизменяемыми и для них не может быть задано значение NULL ( они не могут быть пустыми ). По этой причине номера заказов и имена пользователей являются подходящими первичными ключами, а номера телефонов или адреса — нет. Также можно использовать в качестве первичного ключа несколько полей одновременно ( это называется составным ключом ).

Когда придет время создавать фактическую БД , вы реализуете как логическую, так и физическую структуру через язык определения данных, поддерживаемый вашей СУБД .

Также необходимо оценить размер БД , чтобы убедиться, что можно получить требуемый уровень производительности и у вас достаточно места для хранения данных.

Создание связей между сущностями

Теперь, когда данные преобразованы в таблицы, нужно проанализировать связи между ними. Сложность базы данных определяется количеством элементов, взаимодействующих между двумя связанными таблицами. Определение сложности помогает убедиться, что вы разделили данные на таблицы наиболее эффективно.

Каждый объект может быть взаимосвязан с другим с помощью одного из трех типов связи:

Связь «один-к одному»

Когда существует только один экземпляр объекта A для каждого экземпляра объекта B, говорят, что между ними существует связь « один-к одному » ( часто обозначается 1:1 ). Можно указать этот тип связи в ER-диаграмме линией с тире на каждом конце:

Если при проектировании и разработке баз данных у вас нет оснований разделять эти данные, связь 1:1 обычно указывает на то, что в лучше объединить эти таблицы в одну.

Но при определенных обстоятельствах целесообразнее создавать таблицы со связями 1:1 . Если есть поле с необязательными данными, например «описание», которое не заполнено для многих записей, можно переместить все описания в отдельную таблицу, исключая пустые поля и улучшая производительность базы данных.

Чтобы гарантировать, что данные соотносятся правильно, в нужно будет включить, по крайней мере, один идентичный столбец в каждой таблице. Скорее всего, это будет первичный ключ.

Связь «один-ко-многим»

Эта связи возникают, когда запись в одной таблице связана с несколькими записями в другой. Например, один клиент мог разместить много заказов, или у читателя может быть сразу несколько книг, взятых в библиотеке. Связи « один- ко-многим » ( 1:M ) обозначаются так называемой «меткой ноги вороны», как в этом примере:

Чтобы реализовать связь 1:M , добавьте первичный ключ из « одной » таблицы в качестве атрибута в другую таблицу. Если первичный ключ таким образом указан в другой таблице, он называется внешним ключом. Таблица со стороны связи « 1 » представляет собой родительскую таблицу для дочерней таблицы на другой стороне.

Связь «многие-ко-многим»

Когда несколько объектов таблицы могут быть связаны с несколькими объектами другой. Говорят, что они имеют связь « многие-ко-многим » ( M:N ). Например, в случае студентов и курсов, поскольку студент может посещать много курсов, и каждый курс могут посещать много студентов.

На ER-диаграмме эти связи отображаются с помощью следующих строк:

При проектировании структуры базы данных реализовать такого рода связи невозможно. Вместо этого нужно разбить их на две связи « один-ко-многим ».

Для этого нужно создать между этими двумя таблицами новую сущность. Если между продажами и продуктами существует связь M:N , можно назвать этот новый объект « sold_products », так как он будет содержать данные для каждой продажи. И таблица продаж, и таблица товаров будут иметь связь 1:M с sold_products . Этот вид промежуточного объекта в различных моделях называется таблицей ссылок, ассоциативным объектом или таблицей связей.

Каждая запись в таблице связей будет соответствовать двум сущностям из соседних таблиц. Например, таблица связей между студентами и курсами может выглядеть следующим образом:

Обязательно или нет?

Другим способом анализа связей является рассмотрение того, какая сторона связи должна существовать, чтобы существовала другая. Необязательная сторона может быть отмечена кружком на линии. Например, страна должна существовать для того, чтобы иметь представителя в Организации Объединенных Наций, а не наоборот:

Два объекта могут быть взаимозависимыми ( один не может существовать без другого ).

Рекурсивные связи

Иногда при проектировании базы данных таблица указывает на себя саму. Например, таблица сотрудников может иметь атрибут «руководитель», который ссылается на другое лицо в этой же таблице. Это называется рекурсивными связями.

Лишние связи

Лишние связи — это те, которые выражены более одного раза. Как правило, можно удалить одну из таких связей без потери какой-либо важной информации. Например, если объект « ученики » имеет прямую связь с другим объектом, называемым « учителя », но также имеет косвенные отношения с учителями через « предметы », нужно удалить связь между « учениками » и « учителями ». Так как единственный способ, которым ученикам назначают учителей — это предметы.

Нормализация базы данных

После предварительного проектирования базы данных можно применить правила нормализации, чтобы убедиться, что таблицы структурированы правильно.

В то же время не все базы данных необходимо нормализовать. В целом, базы с обработкой транзакций в реальном времени ( OLTP ), должны быть нормализованы.

Базы данных с интерактивной аналитической обработкой ( OLAP ), позволяющие проще и быстрее выполнять анализ данных, могут быть более эффективными с определенной степенью денормализации. Основным критерием здесь является скорость вычислений. Каждая форма или уровень нормализации включает правила, связанные с нижними формами.

Первая форма нормализации

Первая форма нормализации ( сокращенно 1NF ) гласит, что во время логического проектирования базы данных каждая ячейка в таблице может иметь только одно значение, а не список значений. Поэтому таблица, подобная той, которая приведена ниже, не соответствует 1NF :

Возможно, у вас возникнет желание обойти это ограничение, разделив данные на дополнительные столбцы. Но это также противоречит правилам: таблица с группами повторяющихся или тесно связанных атрибутов не соответствует первой форме нормализации. Например, приведенная ниже таблица не соответствует 1NF :

Вместо этого во время физического проектирования базы данных разделите данные на несколько таблиц или записей, пока каждая ячейка не будет содержать только одно значение, и дополнительных столбцов не будет. Такие данные считаются разбитыми до наименьшего полезного размера. В приведенной выше таблице можно создать дополнительную таблицу « Реквизиты продаж », которая будет соответствовать конкретным продуктам с продажами. « Продажи » будут иметь связь 1:M с « Реквизитами продаж ».

Вторая форма нормализации

Вторая форма нормализации ( 2NF ) предусматривает, что каждый из атрибутов должен полностью зависеть от первичного ключа. Каждый атрибут должен напрямую зависеть от всего первичного ключа, а не косвенно через другой атрибут.

Например, атрибут « возраст » зависит от « дня рождения », который, в свою очередь, зависит от « ID студента », имеет частичную функциональную зависимость. Таблица, содержащая эти атрибуты, не будет соответствовать второй форме нормализации.

Кроме этого таблица с первичным ключом, состоящим из нескольких полей, нарушает вторую форму нормализации, если одно или несколько полей не зависят от каждой части ключа.

Таким образом, таблица с этими полями не будет соответствовать второй форме нормализации, поскольку атрибут « название товара » зависит от идентификатора продукта, но не от номера заказа:

• Номер заказа ( первичный ключ );
• ID товара ( первичный ключ );
• Название товара.

Третья форма нормализации

Третья форма нормализации ( 3NF ) : каждый не ключевой столбец должен быть независим от любого другого столбца. Если при проектировании реляционной базы данных изменение значения в одном не ключевом столбце вызывает изменение другого значения, эта таблица не соответствует третьей форме нормализации.

В соответствии с 3NF , нельзя хранить в таблице любые производные данные, такие как столбец « Налог », который в приведенном ниже примере, напрямую зависит от общей стоимости заказа:

В свое время были предложены дополнительные формы нормализации. В том числе форма нормализации Бойса-Кодда , четвертая-шестая формы и нормализации доменного ключа, но первые три являются наиболее распространенными.

Многомерные данные

Некоторым пользователям может потребоваться доступ к нескольким разрезам одного типа данных, особенно в базах данных OLAP. Например, им может потребоваться узнать продажи по клиенту, стране и месяцу. В этой ситуации лучше создать центральную таблицу, на которую могут ссылаться таблицы клиентов, стран и месяцев. Например:

Правила целостности данных

Также с помощью средств проектирования баз данных необходимо настроить БД с учетом возможности проверки данных на соответствие определенным правилам. Многие СУБД , такие как Microsoft Access , автоматически применяют некоторые из этих правил.

Правило целостности гласит, что первичный ключ никогда не может быть равен NULL . Если ключ состоит из нескольких столбцов, ни один из них не может быть равен NULL . В противном случае он может неоднозначно идентифицировать запись.

Правило целостности ссылок требует, чтобы каждый внешний ключ, указанный в одной таблице, сопоставлялся с одним первичным ключом в таблице, на которую он ссылается. Если первичный ключ изменяется или удаляется, эти изменения необходимо реализовать во всех объектах, на которые ссылается этот ключ в базе данных.

Правила целостности бизнес-логики обеспечивают соответствие данных определенным логическим параметрам. Например, время встречи должно быть в пределах стандартных рабочих часов.

Добавление индексов и представлений

Индекс — это отсортированная копия одного или нескольких столбцов со значениями в возрастающем или убывающем порядке. Добавление индекса позволяет быстрее находить записи. Вместо повторной сортировки для каждого запроса система может обращаться к записям в порядке, указанном индексом.

Хотя индексы ускоряют извлечение данных, они могут замедлять добавление, обновление и удаление данных, поскольку индекс нужно перестраивать всякий раз, когда изменяется запись.

Представление — это сохраненный запрос данных. Представления могут включать в себя данные из нескольких таблиц или отображать часть таблицы.

Расширенные свойства

После того как схема базы данных будет готова можно уточнить БД с помощью расширенных свойств, таких как справочный текст, маски ввода и правила форматирования, которые применяются к конкретной схеме, представлению или столбцу. Преимущество этого метода заключается в том, что, поскольку эти правила хранятся в самой базе, представление данных будет согласовано между несколькими программами, которые обращаются к данным.

SQL и UML

Унифицированный язык моделирования ( UML ) — это еще один визуальный способ выражения сложных систем, созданных на объектно-ориентированном языке. Некоторые из концепций, упомянутых в этом руководстве, известны в UML под разными названиями. Например, объект в UML известен, как класс.

Сейчас UML используется не так часто. В наши дни он применяется академически и в общении между разработчиками программного обеспечения и их клиентами.

Системы управления базами данных

Проектируемая структура базы данных зависит от того, какую СУБД вы используете. Некоторые из наиболее распространенных:

• Oracle DB ;
• MySQL ;
• Microsoft SQL Server ;
• PostgreSQL ;
• IBM DB2 .

Подходящую систему управления базами данных можно выбирать исходя из стоимости, установленной операционной системы, наличия различных функций и т. д.

Пожалуйста, опубликуйте свои мнения по текущей теме материала. За комментарии, дизлайки, подписки, лайки, отклики низкий вам поклон!

Пожалуйста, оставляйте свои мнения по текущей теме материала. За комментарии, подписки, отклики, лайки, дизлайки низкий вам поклон!

Источник