Поняття, призначення, класифікація баз даних. Поняття таблиці, поля, запису

Термін «база даних» почали використовувати в 60-х роках ХХ століття. Існують різні означення цього поняття. Ми будемо дотримуватись такого означення.

База даних (БД) — це структурована сукупність даних, які відображають стан об'єктів певної предметної області та зв'язки між ними.

Бази даних бувають фактографічними й документальними.

Фактографічна база даних містить короткі відомості про описувані об'єкти, подані у чітко визначеному форматі.

Документальна база даних містить велику інформацію різно­манітного типу: текстову, графічну, звукову, мультимедійну.

Для зберігання бази даних можна використовувати як один комп'ютер, так і багато взаємопов'язаних комп'ютерів. Якщо різні частини однієї бази даних зберігають на багатьох комп'ютерах, об'єднаних між собою мережею, то таку базу даних називають розподіленою базою даних.

Предметна область (бази даних) — це сфера застосування конкретної бази даних.

Наприклад, медицина, освіта, залізничний транспорт тощо. Об'єктами предметної області можуть бути підприємства, школи, учні, учителі, книжки та інші. Об'єкт має певний набір властивостей (параметрів), а кожна властивість — значення. Такими параметрами об'єкта учень можуть бути прізвище, ім'я, по батькові, рік народження, а їх значеннями — Романів, Світлана, Богданівна, 1999. Між деякими об'єктами існують зв'язки. Наприклад вислів «учень має собаку» відображає зміст зв'язку між об'єктами «учень» і «собака», а «машина їде дорогою» — між об'єктами «машина» і «дорога».

Комп'ютерну базу даних можна розглядати як електронний аналог картотеки, де на кожній картці записано відомості про певний об'єкт, а також посилання на інші картки, що подають інформацію про зв'язані об'єкти.

Схему (структуру) бази даних потрібно відрізняти від її наповнення. Схема визначає, які властивості мають об'єкти, а наповнення — які значення властивостей конкретних об'єктів, дані про які записано у базу даних на поточний момент.

Бази даних — це не програмне забезпечення, а лише сукупність елект­ронних документів, якими оперують спеціальні прикладні програми. Ці програми називають системами керування базами даних (так само, як електронними таблицями оперують табличні процесори, а зображеннями — графічні редактори).

Система керування базами даних — це програма, що забезпечує можли­вість створення бази даних та виконання різноманітних операцій з даним, які в ній зберігаються.

Дані у базі даних краще захищено, ніж у документах інших типів, до яких прикладні програми можуть звертатись безпосередньо. Введення даних, що не відповідають структурі бази або певним умовам, буде заблоковано системою керування базами даних. Цю властивість даних, що зберігають у базах даних, називають цілісністю.

Цілісність даних (у базі даних) — це їхня відповідність структурі бази даних, а також правилам і умовам, що гарантують несуперечливість даних та їх узгодженість з предметною областю.

Цілісність забезпечують завдяки грамотному проектуванню бази даних розробником і забезпеченню дотримання системою керування базами даних обмежень цілісності — спеціальних умов, яким мають відповідати коректні дані. Приклади обмежень цілісності: «людина має одне прізвище», «сума на кредитному рахунку не повинна перевищувати 100 000 грн».

Основні функції системи керування базами даних:

• визначення структури даних:
• визначення схеми бази даних;
• визначення обмежень цілісності;
• маніпулювання даними:
• долучення даних;
• оновлення даних;
• пошук і вибирання даних;
• вилучення даних;
• збереження даних:
• захист даних;
• забезпечення дотримання обмежень цілісності.

Модель даних — це система правил, згідно з якими створюють структуру даних, здійснюють доступ до даних та змінюють їх.

Основні типи баз даних:

• ієрархічний;
• мережний;
• реляційний.

Iєрархічна база даних має істотну відмінність від решти: для довільного зв'язку один елемент вважають головним (його називають безпосереднім предком, батьком), інший — підлеглим (його називають безпосереднім нащадком, сином). Об'єкт може не мати жодного нащадка або мати їх кілька, але має не більше одного предка. Об'єкти, що мають спільного предка, називають близнюками.

Наприклад, у ієрархічній базі даних, яка містить інформацію про покупців та їхні замовленнях, то об'єкт «покупець» природно вважати предком, а об'єкт «замовлення» — нащадком. Загальновідомим прикладом ієрархічної бази даних є файлова система з відношенням належності (файл-нащадок належить до теки-предка), Таку ієрархію зазвичай подають наочно, наприклад відображаючи її на панелі Теки менеджера файлів Dolphin (див. ліву частину поданиго нижче програмного вікна).

Недоліки ієрархічної моделі:

• неефективність реалізації відносин типу «багато до багатьох»;
• повільний доступ до сегментів даних нижніх рівнів ієрархії;
• орієнтація на певні типи запитів.

Мережева модель відрізняється від ієрар­хічної відсутністю підпорядкування у зв'язку при збереженні базових понять: вузол, рівень, зв’язок, Інакше кажучи, у мережевій моделі зв’язок вільний між елементами різних рівнів.

Переваги мережевої моделі: найповніше відображення структури деяких задач. наприклад, мережевого планування в економіці.

Недоліки мережевої моделі

• складність зберігання й пошуку інформації про всі зв'язки;
• заплутанність структури.

Наприклад, мережева базу даних щодо асортименту товарів меблевої фірми «Меблі», яка має три магазини, кожний з яких пропонує різні види меблів трьох виробників.

Таблиці складають основу бази даних. Саме в них зберігають всі дані. Таблиці потрібно ретельно спланувати до наповнення їх даними. Насамперед потрібно спланувати структуру кожної таблиці. Ця структура обумовлена вмістом тих вихідних форм, запитів та звітів, які потрібно буде отримати при роботі з базою даних. У тому числі задати тип даних, тобто визначити вид і межі допустимих величин, об'єм пам'яті, призначений для збереження даних. При плануванні й описі баз даних використовують такі поняття.

Таблиця — це об'єкт бази даних, який зберігає дані у певних комірках пам'яті і який (для наочності) можна подати (зобразити) традиційною прямокутною таблицею.

Запис таблиці бази даних — аналог рядка традиційної таблиці — це сукупність комірок пам'яті для збереження даних щодо однієї сутності (особи, виду роботи, товару, тощо).

Поле таблиці бази даних — аналог стовпчика традиційної таблиці — це сукупність комірок пам'яті для збереження даних одного типу. При плануванні таблиць необхідно уникати повторення полів у різних таблицях, крім випадку встановлення зв'язків між таблицями через ці поля.

Ключове поле чи первинний ключ — поле, яке містить унікальні значення, що не повторюються в жодному із записів, і не є порожнім.

Тип даних визначається множиною значень, яких може набувати поле. При створенні таблиці у режимі дизайну (див. далі) тип даних задають елементом випадного списку з красномовними назвами.

У кожне поле можна вводити лише ті дані, які відповідають заданому типу. Наприклад, неможливо заповнити текстом поле для числового типу даних.

Майстер підстановок — це інструмент для автоматизації введення даних у поле таким чином, щоб була можливість вибирати зі списку.

Режими створення таблиць у середовищі LibreOffice Base такі:

• у режимі дизайну;
• з використанням помічника;
• cтворенням нового представлення таблиці.

Довідка (з матеріалу наступних уроків).

Запит — це формулювання користувачем своєї інформаційної потреби до деякої бази даних, найважливіший інструмент будь-якої системи управління базами даних (СУБД). Запит — це спеціальний об’єкт, призначений для вибірки даних з таблиць бази, а також для виконання обчислень та інших операцій з базовими таблицями, включаючи їхнє перетворення. На відміну від реальної таблиці, цей набір записів реально не існує в базі даних. У результаті запиту утворюють таблицю. Її інформація є актуальною, тобто відбиває останні зміни даних.

Представлення таблиці — це запит, який зберігають з базою даних. Для більшості операцій баз даних представлення можна використовувати так само, як і таблицю.

Створення таблиці за допомогою помічника

1. У середовищі LibreOffice Base відкрити файл бази даних, у якій необхідно створити нову таблицю.
2. У лівій області вікна бази даних клацнути по значку Таблиці.
3. Оберіть завдання Використовувати помічника для створення таблиці для виклику вікна діалогу Помічник таблиць. Подальші дії (кроки 1–4) здійснити у межах цього вікна.
• Крок 1. Вибрати поля: вказати категорію таблиці, вибрати приклад таблиці, після чого вибрати поля для нової таблиці.

• Крок 2. Встановити типи і формат: зробити відповідний вибір.

• Крок 3. Вибрати первинний ключ: задати поле таблиці, яке буде використано як первинний ключ.

• Крок 4. Створити таблицю: ввести назву таблиці та вибрати наступну дію після завершення роботи помічника.

Для завершення роботи майстра натиснути кнопку Завершити. Відкриється вікно таблиці для введення даних.

Ввести в таблиці дані згідно з назвою поля й типом даних.

Для збереження змін у таблиці скористатися вказівкою меню Файл / Зберегти поточний запис і підтвердити збереження, натиснувши кнопку Так вікна діалогу. 

В області вікна бази даних Таблиці буде відображено створену таблицю.

Створення нової таблиці у режимі дизайну

1. У середовищі LibreOffice Base відкрити файл бази даних, у якій необхідно створити нову таблицю.
2. У лівій області вікна бази даних клацнути по значку Таблиці.

3. Вибрати Створити таблицю в режимі дизайну для відкриття вікна діалогу, у якому можна створювати нові таблиці або змінювати структуру наявних.

4. У клітинках стовпчика Назва поля введіть назви полів.
5. У клітинках стовпчика Тип поля, клацнувши в комірці, виберіть тип поля зі списку.

6. Для кожного поля можна ввести Опис (необов'язково). Текст опису буде виникати у вигляді підказки при наведенні курсору на заголовок у поданні таблиці.
7. Для кожного поля можна ввести Властивості поля (залежно від типу бази даних деякі можливості введення можуть бути недоступні):
• Обов'язковий — вказати, чи обов'язково поле непорожнє;
• Довжина — вказати довжину поля (кількість цифр, символів);
• Типове значення — вказати вміст як усталено для кожного нового запису;
• Приклад формату — вибрати зі списку з варіантами вибору.

Властивість Обов'язковий для первинного ключа змінюється на Автозначення — чи автоматично заповнюється відповідне поле.

8. Повторіть дії для кожного запланованого поля. Назви полів (стовпчиків) мають бути різними. Натиснути кнопку Зберегти. З’явиться вікно діалогу, у якому потрібно натиснути кнопку Так.

9. Якщо одразу не було вибрано ключове поле, окремим вікном користувач отримає попередження, що таблиця Без первинного ключа. Потрібно натиснути клавішу Так для створення такого первинного ключа, що матиме унікальну величину для кожного запису.

10. Скористатися вказівкою меню Файл / Зберегти як для надання назви таблиці та її збереження.

11. В області вікна бази даних Таблиці буде відображено створену таблицю.

Створення нового представлення таблиці

1. У середовищі LibreOffice Base відкрити файл бази даних, у якій необхідно створити нову таблицю.
2. У лівій області вікна бази даних клацнути по значку Таблиці.
3. Вибрати Створити представлення таблиці для відкриття вікна діалогу, у якому можна створювати запити.

Подальші кроки Створення нового представлення таблиці детально розглянемо при вивченні створення запитів.