Данные в БД логически структурированы (систематизированы) с целью обеспечения возможности их эффективного поиска и обработки в вычислительной системе.
Структурированность подразумевает явное выделение составных частей (элементов), связей между ними, а также типизацию элементов и связей, при которой с типом элемента (связи) соотносится определённая семантика и допустимые операции.
БД включает метаданные, описывающие логическую структуру БД в формальном виде (в соответствии с некоторой метамоделью).
В соответствии с ГОСТ Р ИСО МЭК ТО 10032-2007, «постоянные данные в среде базы данных включают в себя схему и базу данных. Схема включает в себя описания содержания, структуры и ограничений целостности, используемые для создания и поддержки базы данных. База данных включает в себя набор постоянных данных, определенных с помощью схемы. Система управления данными использует определения данных в схеме для обеспечения доступа и управления доступом к данным в базе данных».
Существует огромное количество разновидностей баз данных, отличающихся по различным критериям (например, в «Энциклопедии технологий баз данных» определяются свыше 50 видов БД).
Укажем только основные классификации.
Классификация БД по модели данных:
Примеры:
– иерархические,
– сетевые,
– реляционные,
– объектные,
– объектно-ориентированные,
– объектно-реляционные.
Классификация БД по среде физического хранения:
– БД во вторичной памяти (традиционные): средой постоянного хранения является периферийная энергонезависимая память (вторичная память) – как правило жёсткий диск. В оперативную память СУБД помещает лишь кеш и данные для текущей обработки.
– БД в оперативной памяти (in-memory databases): все данные находятся в оперативной памяти.
– БД в третичной памяти (tertiary databases): средой постоянного хранения является отсоединяемое от сервера устройство массового хранения (третичная память), как правило на основе магнитных лент или оптических дисков. Во вторичной памяти сервера хранится лишь каталог данных третичной памяти, файловый кеш и данные для текущей обработки; загрузка же самих данных требует специальной процедуры.
Классификация БД по содержимому:
Примеры:
– географические;
– исторические;
– научные;
– мультимедийные.
Классификация БД по степени распределённости:
– централизованные (сосредоточенные);
– распределённые.
Отдельное место в теории и практике занимают пространственные (англ. spatial), временные, или темпоральные (temporal) и пространственно-временные (spatial-temporal) БД.
Microsoft Office Access или просто Microsoft Access — реляционная СУБД корпорации Microsoft. Имеет широкий спектр функций, включая связанные запросы, связь с внешними таблицами и базами данных. Благодаря встроенному языку VBA, в самом Access можно писать приложения, работающие с базами данных.
Основные компоненты MS Access:
–построитель таблиц;
–построитель экранных форм;
–построитель SQL-запросов (язык SQL в MS Access не соответствует стандарту ANSI);
–построитель отчётов, выводимых на печать.
Они могут вызывать скрипты на языке VBA, поэтому MS Access позволяет разрабатывать приложения и БД практически «с нуля» или написать оболочку для внешней БД.
MS Access является файл-серверной СУБД и потому применима лишь к маленьким приложениям. Отсутствует ряд механизмов, необходимых в многопользовательских БД, таких, например, как триггеры.
Существенно расширяет возможности MS Access по написанию приложений механизм связи с различными внешними СУБД: "связанные таблицы" (связь с таблицей СУБД) и "запросы к серверу" (запрос на диалекте SQL, который "понимает" СУБД). Также MS Access позволяет строить полноценные клиент-серверные приложения на СУБД MS SQL Server. При этом имеется возможность совместить с присущей MS Access простотой инструменты для управления БД и средства разработки.
При проектировании БД сначала разрабатывается концептуальная модель, в которой на естественном языке при помощи диаграмм и других средств описываются объекты предметной области и их взаимосвязи. Эта модель не зависит от конкретной используемой СУБД и является основой для построения логической модели БД.
Логическая модель отражает информационное содержание и является основой для всех пользователей информационной системы. Логическая модель описывает БД как единое целое. У каждого пользователя есть свои задачи, для решения которых нет необходимости знать всю модель БД, поэтому пользователей делят на группы по правам доступа к определенной части БД.
Отдельное логическое представление данных для каждого пользователя называется внешней моделью данных. Физические модели баз данных определяют способы размещения данных в среде хранения и способы доступа к этим данным, которые поддерживаются на физическом уровне. Преобразование данных из физической БД в представление логической модели осуществляет СУБД, в которой находится определенное количество основных объектов с установленной взаимосвязью.
Система управления базами данных (СУБД) – совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.
Основные функции СУБД:
– управление данными во внешней памяти (на дисках);
– управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;
– журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;
– поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).
Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:
– ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти, и журнализацию,
– процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода,
– подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.
Таблица – это объект, который используется для хранения данных. Каждая таблица включает информацию об объекте определенного типа.
Таблица содержит:
– поля (столбцы), в которых хранятся различного рода данные;
– записи (которые называются также строками).
Таблицу в базе данных можно создать тремя способами:
–при помощи конструктора;
–при помощи мастера;
–путем ввода данных.
После создания таблиц, необходимо создать связь между ними. Отношения, которые могут существовать между записями двух таблиц:
-«один-к-одному», каждой записи из одной таблицы соответствует одна запись в другой таблице;
-«один-ко-многим», каждой записи из одной таблицы соответствует несколько записей другой таблице;
-«многие-к-одному», множеству записей из одной таблице соответствует одна запись в другой таблице;
-«многие-ко-многим», множеству записей из одной таблицы соответствует несколько записей в другой таблице.
Тип отношения в создаваемой связи зависит от способа определения связываемых полей:
- Отношение «один-ко-многим» создается в том случае, когда только одно из полей является полем первичного ключа.
- Отношение «один-к-одному» создается в том случае, когда оба связываемых поля являются ключевыми.
- Отношение «многие-ко-многим» фактически является двумя отношениями «один-ко-многим» с третьей таблицей, первичный ключ которой состоит из полей внешнего ключа двух других таблиц.
Для каждой таблицы должен быть определен ключ.
Ключ – это столбец (может быть несколько столбцов), добавляемый к таблице и позволяющий установить связь с записями в другой таблице. Существуют ключи двух типов: первичные и вторичные или внешние.
Первичный ключ – это одно или несколько полей (столбцов), комбинация значений которых однозначно определяет каждую запись в таблице. Первичный ключ не допускает значений Null и всегда должен иметь уникальный индекс. Первичный ключ используется для связывания таблицы с внешними ключами в других таблицах.
Внешний (вторичный) ключ – это одно или несколько полей(столбцов) втаблице, содержащих ссылкунаполе или поля первичного ключа в другой таблице. Внешний ключ определяет способ объединения таблиц. Из двух логически связанных таблиц одну называют таблицей первичного ключа или главной таблицей, а другую таблицей вторичного (внешнего) ключа или подчиненной таблицей. СУБД позволяют сопоставить родственные записи из обеих таблиц и совместно вывести их в форме, отчете или запросе.
Существует три типа первичных ключей: ключевые поля счетчика (счетчик), простой ключ и составной ключ.
Поле счетчика (Тип данных «Счетчик»). Тип данных поля в базе данных, в котором для каждой добавляемой в таблицу записи в поле автоматически заносится уникальное числовое значение.
Простой ключ. Если поле содержит уникальные значения, такие как коды или инвентарные номера, то это поле можно определить как первичный ключ. В качестве ключа можно определитьлюбое поле, содержащее данные, если это поле не содержит повторяющиеся значения или значения Null.
Составной ключ. В случаях, когда невозможно гарантировать уникальность значений каждого поля, существует возможность создать ключ, состоящий из нескольких полей. Чаще всего такая ситуация возникает для таблицы, используемой для связывания двух таблиц «многие-ко-многим».