Урок 21
Система управления базой данных Access

Общая характеристика системы управления базой данных

Изучив эту тему, вы узнаете:

- что такое база данных;
- что такое поле и запись;
- каково назначение инструментов базы данных;
- какие существуют возможности обработки данных.

Назначение базы данных

Человеку свойственно систематизировать информацию обо всем, что его окружает: о растениях, животных, химических элементах, механизмах и т. п. Созданы многотомные справочники по самым разным областям человеческого знания, и каждый может воспользоваться этой информацией. Вас интересует журавль? Вы хотите узнать о нем больше? Пожалуйста! Возьмите справочник по орнитологии. В нем хранятся все имеющиеся сведения об интересующих вас птицах, а также обо всех остальных объектах этого класса.

Любой подобный справочник представляет собой хранилище информации. Допустим, что вам понадобилась информация о редком цветке. Вы должны найти специализированную библиотеку. А когда вы ее найдете, то окажетесь лицом к лицу с тысячами книг. И где-то среди них, может быть, отыщется нужная вам.

Конечно, существует система библиотечных каталогов, которая значительно облегчает поиск нужной информации. В конце концов вы найдете нужную книгу, но как это будет непросто! А если поблизости нет библиотеки?

Все эти проблемы можно решить, используя компьютерные технологии обработки информации. Вы уже знаете, что существуют специальные программы, позволяющие готовить документы и книги, производить сложные вычисления, конструировать графические объекты и т. п. Для хранения и обработки большого количества информации люди тоже придумали специальные программы, называемые системами управления базами данных.

Но прежде чем вы начнете знакомиться с ними, надо понять смысл, который вкладывается в понятие база данных. Благодаря широкому использованию компьютеров оно настолько прочно вошло в наш лексикон, что многие, понимая его на интуитивном уровне, не задумываются над тем, что стоит за этим понятием, и связывают его исключительно с компьютером. Однако базы данных, хотя они и не назывались так раньше, существовали и до появления компьютеров в библиотеках, архивах, фондах, справочных бюро и других подобных организациях — в виде книг, справочников, брошюр, газет, журналов и т. п.

Под базой данных следует понимать совокупность специально организованных сведений, которые хранятся на каком-либо материальном носителе, например бумаге, магнитном или оптическом носителе, киноленте. Обращаем ваше внимание на то, что это не просто набор разрозненных данных. Они обязательно должны быть связаны между собой так, чтобы человек мог составить представление о каком-либо объекте, явлении, процессе.

Например, в базе данных, хранящей кулинарные рецепты, должна находиться информация о различных пищевых продуктах, мерах веса, способах приготовления пищи и т. д. Но никому не придет в голову помещать туда же данные о стоимости сельскохозяйственных машин. Другой пример: словарь терминов по компьютерной технике содержит разъяснения понятий только из этой области. Вы не найдете в нем сведений, разъясняющих смысл, например, термина из экономики или кулинарии.

Сведения, находящиеся в одной базе данных, должны быть связаны между собой по смыслу, логически. Это достигается путем группировки, объединения их по определенным параметрам. Такой процесс получил название структурирования данных. Следует заметить, что в результате структурирования данных должна появиться база данных в компьютерном или некомпьютерном варианте, что определяется тем, был ли при этом использован компьютер.

База данных — это совокупность структурированных данных определенного назначения.

Структурирование данных — это объединение данных по определенным параметрам.

Объекты базы данных

Любая база данных, создаваемая в компьютере, состоит из простейших объектов, называемых полем и записью (рис. 5.1). Совокупность полей и записей составляет более крупный объект — таблицу. С помощью этих компьютерных объектов можно составить описание (модель) любого реально существующего объекта или процесса.

Рис. 5.1. Объекты базы данных

Поле

Любое поле предназначено для хранения множества значений одного параметра, характеризующего реальный объект. Каждое новое значение служит отличительным признаком описываемого объекта по сравнению с другими. Например, если мы рассматриваем человека, то поле Цвет глаз может содержать значение голубой, серый, зеленый, карий и т. п. Если же поле описывает такой параметр, как вес человека, то оно будет содержать числовые значения: 45, 57, 60 и т. п.

Одно поле не может служить хранилищем значений нескольких разнотипных параметров. Представьте себе, что вы создали базу данных по своему классу и описали внешний вид каждого ученика всего в одном поле. При этом вы поместили туда данные и о росте, и о весе, и о цвете глаз, и о форме носа. В каждом поле у вас получится маленький рассказ о внешности ученика. Казалось бы, ничего страшного, ведь вся информация учтена и занесена в поле. Да вот беда: вы не сможете извлечь пользу из информации, которая записана таким образом. Например, как узнать, сколько голубоглазых детей учится в вашем классе или кто в классе самый высокий?

Поэтому на практике для каждого из параметров описываемого объекта отводят отдельное поле. При этом надо стремиться, чтобы информация, помещаемая в поле, была минимальной.

Так, например, для описания учащегося в классном журнале используется параметр «Адрес». Соответственно, в базе данных можно организовать поле — Адрес. Это поле будет содержать полные адреса всех учеников класса. Но обработку данных можно будет производить значительно эффективнее, если разбить это поле на несколько более мелких полей: Город, Улица, Дом, Квартира. Такое представление параметра «Адрес» в виде нескольких полей в базе данных позволит вам найти, например, всех учеников, живущих на одной улице или в одном доме.

Поле — это простейший объект базы данных, предназначенный для хранения значений параметра реального объекта или процесса. Поле может характеризоваться следующими параметрами: имя, формат данных, тип оформления.

✔ Имя поля. Как и любой другой объект, поле при создании получает свое собственное имя. Имя поля состоит из последовательности символов — как правило, из латинских и русских букв и цифр. Именовать поля принято в соответствии с предполагаемым назначением. Например, если в поле будет храниться информация о возможных значениях цвета объекта, то разумно дать полю имя Цвет.

✔ Формат данных. Этот параметр поля служит для задания типа данных и характеризуется тем же набором значений, что и в электронной таблице. Дополнительно используется формат счетчик (серия). Обычно поля такого формата заполняются автоматически.

✔ Тип оформления. Определяет внешнее представление данных в поле указанного формата. Например, вам нужно создать поле, в котором хранятся даты рождения учеников. При создании поля введите его имя: Дата рождения. Выберите тип данных Дата. В разделе Оформление (Формат поля) выберите наиболее удобный для вас способ записи, например 30.09.2006. Здесь первые две цифры означают день, вторые две — месяц, а последние четыре — год.

Запись

Вероятно, вы уже догадались, что одного поля недостаточно для того, чтобы описать какой-либо реально существующий объект. Все зависит от сложности выбранного для описания объекта. Иногда бывает достаточно небольшого количества полей, как, например, для описания воздушного шара. Здесь вполне можно обойтись полями Название, Цвет, Объем, Форма. В поле Название мы запишем название конкретного экземпляра шара, например Шар1. В поле Цвет укажем цвет этого шара, например Синий или Красный; в поле Объем — количество литров воздуха, которое может поместиться в шаре, например 7,5 или 3; в поле Форма — форму шара, например Круглый или Сердце. При описании сложных объектов, таких как, например, человек или растение, может потребоваться значительно большее количество полей.

Для того чтобы поля отражали информацию об одном и том же объекте, необходимо каким-то образом связать их между собой. Так в базе данных возникло понятие записи.

Запись — это совокупность логически связанных полей, характеризующих свойства описываемого объекта или класса объектов.

Значения записи отражают свойства конкретного объекта. Представьте себе, что имеется следующий набор полей: Имя,  Название, Фамилия, Форма листьев, Цвет лепестков, Успеваемость. Трудно представить себе реальный объект, для описания параметров которого нужны были бы все перечисленные поля. Но можно, исходя из смысла названий, разделить эти поля на две записи.

Давайте порассуждаем. Если в первую запись включить поле Имя, то очевидно, что поле Название нужно включить во вторую запись. Поле Фамилия ближе по смыслу к полю Имя, чем к полю Название. Включаем его в первую запись. Далее, объект, имеющий имя и фамилию, определенно не должен иметь ни листьев, ни лепестков. Поэтому поля Форма листьев и Цвет лепестков мы включим во вторую запись. А вот поле Успеваемость явно имеет отношение к имени и фамилии. Его включаем в первую запись.

Разобрав таким образом все имеющиеся поля, мы получили две записи (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Две записи, сформированные из предложенного набора полей

Запись характеризуется количеством и типами включенных в нее полей.

В базе данных обычно описывается не один объект, а несколько однотипных объектов. В рассмотренном примере с воздушными шарами в нашей базе могут быть описаны и красные, и синие, и большие, и маленькие шары. Поэтому в базе данных будет не одна, а несколько записей указанной структуры. Запись для каждого конкретного шара называется экземпляром записи. Экземпляров записи в базе данных может быть столько, сколько объектов данного вида мы описываем. Для простоты изложения в дальнейшем мы будем называть записью любой экземпляр записи. 

Таблица

Совокупность экземпляров записи одной структуры называют таблицей. Таблица является документом базы данных и характеризуется следующими параметрами: имя, структура записи, количество записей.

✔ Имя. Как и любой компьютерный объект, таблица имеет собственное имя. Под этим именем она хранится в памяти компьютера.

✔ Структура записи. Этот параметр определяется количеством полей, которые соответствуют параметрам объекта. Каждое поле имеет свои формат и тип данных.

✔ Количество записей. Данный параметр указывает на то, сколько экземпляров записи содержит в себе данная таблица.

Структура базы данных

Прежде чем строить базу данных, необходимо определить, какие же параметры исследуемого объекта являются наиболее важными. Например, при построении модели библиотечного каталога к важнейшим параметрам можно отнести название книги, автора, издательство, тематику, а такими параметрами, как формат, толщина и вес книги, плотность и качество бумаги, можно пренебречь.

После того как вы отобрали интересующие вас параметры, характеризующие свойства объекта, для каждого из них создается соответствующее поле и вводится его значение. Этот процесс получил название создание структуры базы данных.

Создание структуры базы данных включает следующие этапы:

✔ определение параметров, характеризующих свойства объекта, которые будут служить полями базы данных;

✔ назначение каждому полю уникального имени;

✔ определение для каждого поля формата представления данных, то есть типа данных и необходимых ограничений.

Структура базы данных — это набор поименованных полей, описывающих свойства объектов одного класса.

Первым шагом при создании базы данных является определение ее структуры в виде набора полей. Вся последующая работа с базой данных будет зависеть от того, насколько тщательно спланирована структура записи. В базе данных работа ведется с полями и записями, а не с отдельными ячейками, как в табличном процессоре. Структуру базы данных можно неоднократно изменять, добавляя и удаляя поля и изменяя их параметры. Но следует помнить, что необдуманные операции над заполненной базой данных могут привести к невосполнимым потерям информации.

Инструменты системы управления базой данных

Для организации работы с базами данных создан специальный комплекс программ, получивший название системы управления базами данных (СУБД). СУБД предоставляет пользователю различные возможности поиска, сортировки, модификации и редактирования данных.

К основным инструментам СУБД можно отнести:

✔ инструменты для работы с записями и полями;

✔ инструменты управления отображением базы данных;

✔ инструменты обработки данных;

✔ инструменты вывода данных.

Инструменты для работы с записями и полями

К инструментам для работы с записями и полями относятся: сортировка записей, вывод записей на экран, фильтр.

✔ Сортировка записей. Позволяет представить записи в упорядоченном виде.

✔ Вывод записей на экран. При помощи этого инструмента можно скрыть часть записей. Это делается для удобства работы с определенным набором записей. Используя этот же инструмент, можно вывести на монитор ранее скрытые записи.

✔ Фильтр. Позволяет производить отбор данных по одному из имеющихся шаблонов. Фильтр по своим функциям можно сравнить с ситом. Просеивая через сито муку, мы отбираем только те частички, которые проходят сквозь ячейки сита. Применяя к таблице фильтр, мы выделяем только те записи, которые удовлетворяют заданному условию. 

Инструменты управления отображением базы данных

База данных может быть представлена в двух режимах: как таблица и как форма.

✔ Режим таблицы. В этом режиме информация из базы данных выводится на экран в виде строк и столбцов и напоминает электронную таблицу (рис. 5.3). Вы можете видеть одновременно все записи, что облегчает их редактирование.

Рис. 5.3. База данных в режиме таблицы

✔ Режим формы. В режиме формы вы будете видеть перед собой только одну запись, реализованную наглядно (рис. 5.4). При этом в нижней части окна формы находится панель с кнопками перехода по записям, позволяющая выбирать первую, последнюю, следующую или предыдущую записи.

Рис. 5.4. База данных в режиме формы

Кроме переключения режимов эта группа включает в себя также инструмент для разработки дизайна формы. С его помощью можно изменить порядок перехода между полями, размер поля, его цвет. Можно вставить готовую картинку и нарисовать рисунок.

Инструменты обработки данных

База данных, как мы уже говорили, является не только хранилищем информации, но и мощным средством их обработки. Представьте себе, что вы занесли в компьютер информацию обо всех растениях на земном шаре. Вы описали все: название, цвет, форму, размер и т. д. У вас получился огромный список. Но как найти в этом списке самый большой цветок или, скажем, самое высокое дерево? Как узнать количество цветов, начинающихся с буквы «К»? ОтЬеты на эти и другие вопросы станут для вас очевидными, если вы познакомитесь с возможностями обработки информации в базе данных. База данных располагает следующими инструментами обработки данных: поиск/замена, сортировка, группировка, фильтрация.

✔ Поиск/замена. Позволяет находить в базе данных информацию согласно образцу, указанному пользователем. Например, вам надо найти информацию о цветке, названия которого вы не знаете, но о котором вам точно известно, что он желтого цвета. Тогда, выполнив команду основного меню Правка ► Найти, вы вводите образец для поиска — слово Желтый (рис. 5.5). Результатом поиска будет таблица, в которой окажутся все записи, содержащие слово Желтый хотя бы в одном из полей.

Рис. 5.5. Поиск значения по образцу

Теперь представьте себе, что при заполнении базы данных вы ошибочно указали место произрастания целого ряда растений. Вместо Южная Америка написали Северная Америка. Тогда вы вводите образец для поиска — Северная Америка, и образец для замены — Южная Америка (рис. 5.6). Далее вы можете использовать одну из трех имеющихся возможностей: продолжить поиск образца, заменить найденное значение, заменить все значения.

Если вы щелкнете на кнопке Продолжить, то перейдете к следующей записи, содержащей искомое значение, без изменения найденного значения. Если вы щелкнете на кнопке Заменить, то будет произведена замена только в текущей записи базы данных. Если вы выберете вариант Заменить все, то замена будет произведена сразу во всех записях базы данных.

Рис. 5.6. Поиск и замена значения

✔ Сортировка. С помощью сортировки можно переставлять записи в нужном порядке. Например, вы хотите знать, у какого цветка стебель длиннее. Для этого записи сортируются по полю, которое описывает высоту растения, например Высота. При этом сортировку можно осуществлять в двух направлениях: в порядке возрастания, когда за меньшим значением следует большее (1, 2, 3, 4... или а, б, в, г...), или в порядке убывания, когда за большим значением следует меньшее (100, 99, 98... или я, ю, э...).

Сортировку можно выполнять одновременно по нескольким полям. Например, вам надо найти самый высокий цветок желтого цвета, название которого начинается на «Р». Для этого вам придется отсортировать три поля. Сначала переставим все записи в алфавитном порядке. Для этого отсортируем поле Название по возрастанию, то есть в алфавитном порядке. В качестве второго поля для сортировки укажем поле Цвет и тоже отсортируем его по возрастанию. Теперь отсортируем поле Высота в порядке убывания. В результате проведенной сортировки все записи будут переставлены следующим образом:

• все записи будут выстроены по алфавиту;
• в пределах каждой буквы записи будут отсортированы по цвету;
• внутри каждого цвета записи будут отсортированы по высоте.

✔ Группировка данных. Группировка неразрывно связана с сортировкой. Дело в том, что при составлении отчетов имеется возможность организовывать отсортированные записи в группы двумя способами. Можно организовать группы только по первой букве. Например, вы отсортировали названия цветов по алфавиту. Укажите способ группировки только по первой букве. Тогда при формировании отчета сначала отдельной группой будут идти все цветы на букву «А», затем на букву «Б» и т. д.

Второй способ заключается в организации групп по изменению содержимого поля в целом. Например, вы отсортировали базу данных по полю Высота и указали способ группировки по изменению содержимого. Тогда все записи будут объединены в группы по мере того, как будет изменяться значение поля Высота.

✔ Фильтрация. Позволяет организовывать «сито», через которое можно «просеивать» записи базы данных. Фильтрация позволяет выбирать из всего множества записей только те, которые отвечают заданным условиям (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Окно настройки фильтра

Параметры фильтрации, как и сортировки, задаются пользователем. Каждому новому фильтру присваивается собственное имя. После этого нужно указать тип фильтра. Существуют два типа фильтров: простой фильтр и фильтр с формулой.

По умолчанию предлагается создать простой фильтр, задав условия фильтрации. Делается это следующим образом:

1) сперва выбирается поле, для которого задается условие;

2) затем назначают способ сравнения (равно, больше, меньше и т. д.);

3) после этого указывают образец для сравнения.

При организации фильтра можно объединять несколько условий при помощи логических функций. Обычно используются две логические функции: логическое И и логическое ИЛИ. Функция И объединяет два условия. Для того чтобы запись была отобрана фильтром, необходимо, чтобы она отвечала обоим условиям одновременно.

Например, нужно отфильтровать все записи, соответствующие желтым цветам высотой более двух метров. Сформируем первое условие:

1) в качестве поля для первого условия выберем поле Цвет;

2) в качестве способа сравнения укажем равно;

3) в качестве образца для сравнения введем слово Желтый.

Сформируем второе условие:

1) выберем поле Высота;

2) в качестве способа сравнения укажем больше;

3) для сравнения введем число 200.

Теперь объединим эти два условия, выбрав логическую функцию И.

Если в качестве логической функции выбрать ИЛИ, то фильтр отберет все записи, отвечающие первому условию, и все записи, отвечающие второму условию. В результате такой фильтрации в таблице будут отображены записи обо всех желтых цветах любой высоты и все записи о цветах высотой более двух метров любого цвета.

✔ Вычисляемые поля. Большие возможности для обработки данных открывают вычисляемые поля. В качестве значений в такие поля вводят формулы. В формулах могут содержаться числа, имена полей или функции. Любое вычисляемое поле должно начинаться со знака равенства. Например, вы работаете с базой данных кулинарных рецептов. В рецепте содержатся данные о расходе продукта на приготовление одной порции. Вам нужно приготовить пять порций. Тогда в качестве значения дополнительного поля вы вставляете формулу:

= Расход х 5,

где Расход — имя поля, содержащего данные о расходе продукта на приготовление одной порции, 5 — число порций. Для каждой конкретной записи значение будет вычисляться по общей формуле.

Инструменты вывода данных

Результаты обработки информации, содержащейся в базе данных, могут быть выведены в виде отчета.

Под отчетом понимают специальную форму для вывода информации из базы данных. Форма может быть создана пользователем или выбрана из предлагаемого системой типового набора.

Действия по созданию отчета можно разбить на несколько этапов: задание общих параметров оформления, включение полей, сортировка, группировка, установка фильтра, определение итогов.

✔ Задание общих параметров оформления. На данном этапе определяются название отчета, его ориентация на странице и параметры шрифта.

✔ Включение полей. На этом этапе вы определяете, какие поля записи войдут в отчет. Чтобы добавить поле в отчет, надо выбрать его в списке доступных полей. Можно указать, требуется ли выводить имена полей на каждой странице, а также показывать ли итоговую информацию.

✔ Определение итогов. На этом этапе осуществляется итоговая обработка информации, приведенной в отчете.

О том, как выполняется сортировка, группировка и фильтрация, было рассказано ранее.

Для каждого из полей отчета вы можете задать способ обработки итогов. Например, если в отчете присутствует поле Вес и указан способ обработки Сумма, то вы узнаете суммарный вес по всем записям. Вы можете указать одновременно несколько способов итоговой обработки. На этом этапе также определяется порядок вывода итоговой информации в отчете. Вы можете разместить ее в конце каждой группы или в конце отчета, выводить ее под каждым столбцом или вместе со строками.

Контрольные вопросы

1. Для чего предназначена база данных?

2. Приведите определение базы данных и поясните его смысл. Приведите примеры баз данных.

3. Из каких объектов состоит база данных?

4. Дайте определение поля и приведите примеры полей.

5. Какие форматы данных существуют для объекта «поле»?

6. Что такое запись?

7. Как вы понимаете структуру базы данных?

8. Что такое СУБД и в чем состоят ее функции?

9. Что такое инструменты СУБД?

10. Какие группы инструментов СУБД вы знаете?

11. Чем отличается режим таблицы от режима формы?

12. Какие существуют возможности обработки данных?

13. Для чего используется группировка?

14. В каких направлениях может осуществляться сортировка?

15. Каков порядок построения простого фильтра?

16. Когда используется логическая функция ИЛИ, а когда — И?

17. В чем отличие фильтрации от сортировки?

18. В каких случаях нужен фильтр с формулой?

19. Для чего предназначен отчет?