Поняття бази даних, системи керування базами даних

Раніше ви навчилися працювати із масивами даних у середовищі електронних таблиць. Проте для зберігання та опрацювання декількох пов’язаних між собою масивів даних зручніше використовувати технології баз даних, про які й піде мова далі.

Давайте розберемося, що ж таке база даних.

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

Предметною областю є сфера застосування бази даних. Так до предметної області можна віднести лікарню, залізницю, навчальний заклад тощо.

Для опрацювання баз даних з допомогою комп’ютера використовують спеціальні програми, які називають системами керування базами даних (скорочено СКБД).

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

В якості системи керування базами даних ми з вами будемо знайомитися з програмою Access, що входить до пакета Microsoft Office.

Використання даної програми розглянемо на прикладі версії 2019 року.

До функцій систем керування базами даних належать: визначення структури даних;

маніпулювання даними, а саме пошук, додавання, редагування, видалення тощо; збереження даних.

£3.2.

Елементи таблиці бази даних

У програмі Access дані представляють у вигляді таблиці.

Стовпці таблиці називають полями. Поля в таблицях містять однотипні дані. Так, у представленому на рис. 23.1 прикладі поле Найменування має текстовий тип, поля Ціна, грн та Кількість — числовий тип, поле — Дата постачання також числовий, але у форматі дати.

Рядки, що містять інформацію про деякий один об’єкт, називають записами.

Розглянемо вимоги до полів та записів таблиці.

1. Кількість полів визначається розробником. Тобто, перед тим, як уводити дані до таблиці, потрібно створити її структуру, отже, розробник створює структуру таблиці, і користувач під час роботи з даними не може змінювати структуру таблиці.

2. Поля повинні мати унікальне ім’я. Тобто у таблиці не можуть бути два поля з однаковими іменами.

3. Поля можуть бути обов’язковими для заповнення або ні. Наприклад, якщо таблиця містить поле Знижка для переліку товарів, то для деяких товарів знижка використовується, а деякі продаються без знижки, отже, ця клітинка поля Знижка буде порожньою.

4. Таблиці можуть містити скільки завгодно записів, їх кількість обмежується тільки обсягом диска.

5. Поля можуть мати різний формат — це може бути текст, числа, зображення тощо.

Щоб кожен запис бази даних можна було однозначно ідентифікувати, використовують так звані ключові поля.

Ключове поле — це поле (або комбінація полів), яке однозначно визначає запис.

6. У таблиці не може бути двох записів з однаковими значеннями ключа.

При створенні структури таблиці бази даних часто в якості ключового поля створюють поле id або код, що є ідентифікатором запису — у цьому полі кожному запису надається певний унікальний номер.

ВПРАВА 23.1

Завдання. Дано таблицю клієнтів деякого банку, що має поля Прізвище, Ім’я, Ідентифікаційний код, Номер будинку, Реєстраційний номер автомобіля, Населений пункт, Дата останньої транзакції, Номер особового рахунку. Визначити, яке поле можна вказати в якості ключового.

Поле Прізвище, звичайно не може бути ключовим, оскільки серед клієнтів, напевно, є клієнти з однаковими прізвищами. Це ж саме стосується й поля Ім’я.

Що стосується поля Ідентифікаційний код, то цей код є унікальним для кожної людини, отже, його можна встановити в якості ключового.

Чи може бути ключовим полем номер будинку, в якому проживає клієнт банку?

Звісно ні — номери будинків можуть повторюватися.

А чи можна вказати в якості ключа реєстраційний номер автомобіля? Номер автомобіля є унікальним для кожного автомобіля, отже, на перший погляд це поле можна використати в якості ключа. Але давайте повернемося до умови завдання. Потрібно визначити поле, що може бути ключем для таблиці

Клієнти банку. Для цієї таблиці поле Реєстраційний номер автомобіля

ключем бути не може, адже не усі клієнти мають автомобіль, а за деякими може бути зареєстровано більше одного автомобіля.

Поле Населений пункт ключовим бути не може, оскільки в одному населеному пункті може проживати багато клієнтів.

Чи може бути ключовим поле Дата останньої транзакції?

Звісно, ні, оскільки за один день клієнт може виконати більше однієї транзакції.

Ще одне поле, яке може викликати сумніви, — це Номер особового рахунку. Оскільки в одному банку їх можна відкрити декілька, то ключовим таке поле бути не може.

Отже, ми визначили, що із запропонованого переліку полів ключовим може бути лише поле Ідентифікаційний код.

ВПРАВА 23.2

Завдання. Дано таблицю Автомобілі, що містить поля Колір, Марка, Рік випуску, Пробіг, VIN-код, Тип кузова, Модель, Державний номер.

Визначити, яке поле можна вказати в якості ключового.

Як вже було зазначено раніше, в базі даних може бути більше ніж одна таблиця, але, на відміну від Excel, ці таблиці пов’язані між собою. Такий вид представлення баз даних називаютьреляційні бази даних.

Реляційні бази даних — це набір простих таблиць, між якими встановлені зв’язки.

Так, на рис. 23.2 представлено приклад схеми реляційної бази даних предметної області Магазин. З прикладу видно, що база даних

містить таблицю Прайс-лист, що пов’язана з такими таблицями, як Продавці, Товари, Виробник та Моделі.

Реляційні бази даних мають велике поширення у світі, отже, саме з їхніми можливостями ми і будемо знайомитися на уроках інформатики.

Крім реляційної бази даних, існують й інші — це ієрархічні, мережеві, що є вже застарілими, та об’єктно-орієнтовані сучасні бази даних. На рис. 23.3, а) наведено приклад структури ієрархічної бази даних. У ній один об’єкт є основним, а інші — підлеглі. На рис. 23.3, б) представлено приклад структури мережевої бази даних, де об’єкти можуть мати значно більше зв’язків, ніж в ієрархічній.

Як уже було зазначено раніше, база даних містить відомості з певної предметної області. Отже, при створенні бази даних розробник має визначити, які відомості буде містити база даних, до яких таблиць їх доцільно додати та яким чином пов’язати ці таблиці між собою. Спробуємо визначити назви таблиць для предметної області, виконавши вправу.

ВПРАВА 23.3

Завдання. Визначити, які таблиці доцільно було б створити для такої предметної області, як Ліцей.

Звичайно, ця база даних має містити відомості про ліцеїстів та їхніх учителів, оскільки вони мають містити дещо різну інформацію. Їх доцільно буде розташувати в окремі таблиці Ліцеїсти та Учителі.

Доцільним буде також створити таблицю Класи, що є окремим об’єктом бази даних, пов’язати між собою дані, що мають містити ці таблиці, буде зручно з використанням таблиці Розклад.

Це лише невеликий перелік таблиць, що може містити дана предметна область, тут можна додати на власний розсуд значно більше таблиць, що зможуть розширити інформацію про різні об’єкти ліцею — це можуть бути, наприклад, таблиці Батьки, Олімпіади, Гуртки, Кабінети тощо.

Самостійно визначте, які ще таблиці можна було б додати до предметної області Ліцей.

ВПРАВА 23.4

Завдання. Визначити, які таблиці доцільно було б створити для такої предметної області, як Залізниця.

Після визначення переліку таблиць визначають, які дані слід занести до кожної таблиці. Визначимо це у наступній вправі.

ВПРАВА 23.5

Завдання. Визначити перелік полів, що має містити таблиця Ліцеїсти.

Це мають бути поля Прізвище та Ім’я, доцільно також додати поля Дата народження та Стать. Також доцільним є наявність поля Клас, у якому навчається ліцеїст.

Самостійно визначте, які ще можна додати поля до таблиці Ліцеїсти.

ВПРАВА 23.6

Завдання. Визначити перелік полів, що має містити таблиця Поїзд.

Контрольні запитання та завдання

1. Що таке база даних?

2. Що таке предметна область? Наведіть приклади предметних областей.

3. Що таке система керування базами даних? Які її функції?

4. Які існують види баз даних?

5. Як називаються елементи таблиці в базі даних?

6. Що таке ключове поле?

Питання для роздумів

1*. Чому реляційні бази даних мають найбільше розповсюдження? 2*. Чи може таблиця бази даних мати в якості ключа декілька полів.

Завдання для досліджень

1*. Підготуйте доповідь про історію появи баз даних.

2*. Дізнайтеся, в яких галузях використовують системи керування базами даних.

 

 

Це матеріал з підручника Інформатика 9 клас Казанцева, Стеценко 2022