Системы управления базами данных

Системой управления базами данных (СУБД) называют комплекс языковых и программных средств создания, ведения и использования БД. Для персональных компьютеров используют реляционные БД, основанные на табличном представлении данных. СУБД позволяет пользователю выполнять следующие действия:

· формировать структуру БД, редактировать ее;

· вводить конкретную информацию, изменять ее;

· манипулировать данными, находить информацию, отвечающую некоторым критериям;

· сортировать данные.

Приведем примеры БД.

Правовые системы и базы данных предназначены для хранения и регулярного обновления сборников нормативных документов и подзаконных актов. Экономические реформы, проводимые в нашей стране, сопровождаются значительными изменениями законов и нормативных актов, инструкций. С этими документами работают не только юристы, но и руководители и специалисты должны постоянно иметь возможность просмотреть быстро меняющиеся требования, нормативы. В этом классе представлены отечественные информационно-правовые и справочные системы “Кодекс”, “Консультант Плюс”, “Гарант-Сервис”, “Кодекс”, “Консультант-Бухгалтер”.

Система “Консультант Плюс” позволяет вести поиск документов по официальным реквизитам или отдельным словам, по тематическому рубрикатору, по ключевым словам.

Компания “Гарант” имеет колоссальный информационный банк, охватывающий весь спектр российского законодательства и основные нормы международного права. Все документы представлены в действующей редакции, новая информация поступает ежедневно, еженедельно обновляется весь банк данных. Работа с БД производится в гипертекстовой среде с перекрестными ссылками и мощными поисковыми инструментами.

Рассмотрим СУБД Microsoft Access как наиболее популярное приложение, используемое для обучения. Приложение Microsoft Access работает на отдельном компьютере или в небольшой локальной сети. С помощью СУБД, ориентированной на персональный компьютер, можно создать небольшую личную БД или БД для небольшой организации. Система MS Access позволяет, не прибегая к программированию, выполнять основные действия с данными, расположенными в таблицах. Программа имеет стандартный для продуктов Microsoft интерфейс.

База данных приложения MS Access включает в свой состав таблицы, формы, запросы, отчеты, макросы и модули.

Таблица — основная единица хранения данных в базе. Это понятие соответствует реляционной модели данных. Таблица состоит из записей и полей. Данные в таблице можно просматривать и модифицировать, сортировать и фильтровать, распечатывать. В базе создается совокупность связанных между собой таблиц. MS Access позволяет создавать связи типа “один к одному” и “один ко многим” с помощью схемы данных. Таблица — главный объект БД, остальные объекты являются производными от нее.

Форма создается для удобного ввода, отображения и изменения данных в полях таблицы.

Запрос позволяет выбрать данные из БД, удовлетворяющие некоторому условию, обновить, добавить, удалить данные. Запрос может выбрать данные из различных таблиц. Результат будет получен так же в табличном виде.

Отчет предназначен для вывода на печать информации, сформированной из таблиц и запросов.

Страницы публикуют БД в Web для использования ее в локальных сетях и Интернете. Пользователи работают на страницах, так же как в приложении: просматривают таблицы, выполняют запросы.

Макрос задает автоматическое выполнение некоторых операций с помощью макрокоманд, например, “Печатать”, “НайтиЗапись”.

Модуль состоит из процедур на языке VBA и автоматизирует некоторое действие, которое стандартными средствами приложения MS Access выполнить затруднительно. VBA (Visual Basic for Applications) — язык программирования высокого уровня для создания приложений Windows. Модули используют для решения более сложных задач, которые не под силу макросам.

Построим пример базы данных учащихся в школе средствами СУБД MS Access.

База данных учащихся должна являться частью общей базы данных информационной системы образовательного учреждения. Такая база данных содержит сведения об учащихся и их родителях, о сотрудниках, учебный план, электронные классные журналы, расписание уроков и факультативных занятий, распоряжения и отчеты, методические и образовательные ресурсы. Общая база данных является одним из компонентов информационной системы, который обеспечивает управление образовательным процессом, обучающимися, кадрами, ресурсами и предоставляет возможность интерактивной связи участникам этого процесса.

Рассмотрим упрощенный вариант школьной базы данных, причем обратим внимание только на ту ее часть, которая относится к учащимся.

Разработку БД начнем с проектирования. Так как MS Access использует реляционную модель данных, информацию расположим в трех следующих таблицах — Классы, Классный руководитель, Ученики:

Так как мы рассматриваем небольшой пример, то естественно, что в таблицах отражена только небольшая часть реальной информации. Например, в таблице Ученики следовало бы внести не только фамилии учеников, но и имена, и другие личные данные.

Эти три таблицы должны образовать единую систему, поэтому они взаимосвязаны:

Здесь присутствуют два типа связи: “один к одному” и “один ко многим”.

Таблицы Классы и Классный руководитель объединяет связь типа “один к одному”, она на рисунке обозначена одинарной стрелкой. При этом типе связи две таблицы можно было бы объединить в одну таблицу, так как одной записи в одной таблице соответствует одна запись в другой таблице. Информация разделена на две таблицы, так как одна таблица содержала бы слишком много полей и с ней было бы неудобно работать. Эти таблицы находятся на одном уровне иерархии.

Таблицы Классы и Ученики объединяет связь типа “один ко многим”, она обозначена двойной стрелкой. Например, в одном классе обучается несколько учеников, но каждый ученик может обучаться только в одном классе. Поэтому одной записи в таблице Классы соответствует несколько записей в таблице Ученики. Это связь между соседними уровнями иерархической структуры.

Приступим к созданию БД в приложении MS Access. После запуска программы и создания файла новой БД следует построить структуру таблиц и заполнить таблицы данными. Структуру таблиц можно задать с помощью Конструктора. На рисунке показано окно Конструктора при определении структуры таблиц Классы:

Изображение ключа указывает на ключевое поле. Аналогично определим структуры таблиц Классный руководитель и Ученик:

Обратим внимание на то, что в таблице Классный руководитель поле Наличие почетного_зван имеет логический тип.

Заполним таблицы данными:

На следующем этапе определим связи между таблицами, используя Схему данных:

Здесь отражены два типа связи. Связь “один к одному” между таблицами Классы и Классный руководитель производится через общий главный ключ “Название класса”. Связь “один ко многим” между таблицами Классы и Ученик создана с помощью главного ключа “Название класса” таблицы Классы и одноименного поля таблицы Ученик.

Программа MS Access, обеспечивая целостность данных, препятствует удалению и изменению связанных данных. Изменение ключевого поля в первичной таблице приведет к автоматическому изменению ключей в связанных записях. Удаление записей из первичной таблицы вызовет соответствующее удаление записей в связанной таблице. Для этого при создании связи следует установить флажки Каскадное обновление связанных данных и Каскадное удаление связанных данных.

Для поиска информации в БД создают запросы. Запрос позволяет манипулировать данными БД: выбирать данные по некоторому условию, сортировать, обновлять, удалять и добавлять данные в БД. Простейшим является запрос на выборку. Результатом запроса на выборку будет таблица, которая содержит поля, удовлетворяющие условиям отбора.

В нашем примере Запрос 1 позволяет получить список учеников с домашними адресами, которые обучаются в классе 1а. Создадим этот запрос в конструкторе, в качестве исходной таблицы укажем таблицу Ученик, в строке Условие отбора в поле Название класса зададим условие “1а”:

Далее получим результат выборки в таблице:

Второй запрос выводит фамилии классных руководителей, которые не имеют почетного звания. Он основан на таблице Классный руководитель. Поле Наличие почетного_зван имеет логический тип, поэтому в строку Условие отбора внесена константа Нет:

Результат выборки:

Запрос может быть многотабличным. Запрос 3 выводит поля Название класса, Профиль из таблицы Классы, и поле Фамилия из таблицы Классный руководитель, при этом поставлено условие, что класс имеет математический профиль.

Ответ можно просмотреть в режиме таблицы:

В заключение нашего примера приготовим отчет. Отчеты предназначены только для вывода информации на печать. Напечатаем фамилии учеников и их домашние адреса, основываясь на таблице Ученик. Выберем создание отчета с помощью мастера и, следуя его указаниям, получим следующий отчет:

Литература

1. Семакин И.Г. Информатика. 11-й класс / И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер. М.: БИНОМ. Лаборатория Знаний, 2002, 144 с.

2. Microsoft Office XP. Версия 2002. Шаг за шагом: Практическое пособие / Пер. с англ. М.: Издательство “ЭКОМ”, 2003, 720 с.

2. Записать с помощью микрофона читаемый вслух текст. Скомпоновать введенный звук с заданными звуковыми файлами с применением эффектов изменения скорости и наложения звука. Сохранить получившиеся файлы в различных звуковых форматах.

Для записи звука с микрофона применяют программу Фонограф (Sound Recorder), которая позволяет записывать звуковые клипы, удалять фрагмент звукового файла, изменять скорость и громкость воспроизведения звука, смешивать несколько звуковых записей, добавлять эффект эха.

Приступим к выполнению задания. Убедимся, что микрофон присоединен к компьютеру и готов к работе. Запустим программу командой Пуск/Все программы/Стандартные/Развлечения/Звукозапись. Откроется окно программы, которое имеет следующий интерфейс:

Создадим новый файл командой Файл/Создать. Нажав кнопку Запись, прочитаем в микрофон текст и нажмем кнопку Стоп, чтобы прекратить запись. Далее скомпонуем речь с некоторым звуковым файлом. Выполним команду Правка/Смешать с файлом и в диалоговом окне укажем путь к нужному звуковому файлу.

Применим эффект изменения скорости воспроизведения звука, подадим команду Эффекты/Увеличить скорость.

По умолчанию программа сохраняет файл в формате wav. Требуется сохранить наш файл в различных форматах. Для этого следует подать команду Файл/Свойства. Откроется диалоговое окно Свойства объекта “Звук”:

Выберем в меню Качество режим преобразования файла Форматы воспроизведения. Нажмем кнопку Преобразовать. На экран выходит диалоговое окно Выбор звука. Список Название содержит стандартные варианты оцифровки звука, выберем стандарт стереозвука CD Quality (Компакт-диск):

Этот вариант, как и другие, имеет набор свойств записи, например, количество каналов воспроизведения, частоту оцифровки звукового сигнала. Эти свойства указаны в списке Атрибуты. Список Формат содержит перечень форматов, в которые можно преобразовать нашу запись. Оставим распространенный формат pcm. Нажмем кнопку ОК, что приведет к перекодировке файла. Остается только сохранить его в новом формате.

Литература

1. Шалин П. Энциклопедия Windows XP. СПб.: Питер, 2002, 688 с.