Duomenų bazių (DB) technologijos

Paskaita. DUOMENŲ BAZIŲ TECHNOLOGIJOS 1. Duomenų bazės (DB) ir duomenų bazių valdymo sistemos (DBVS) samprata Duomenis labai svarbu tinkamai parengti, kad jie tiktų kuo didesniam uždavinių skaičiui, be to būtų universalūs. Tam reikėjo atskirti duomenų laikymą ir praktinį jų panaudojimą. Informacines paslaugas teikiančios tarnybos tokiu būdu saugo duomenis net tada, kai nenaudoja kompiuterių. Šiam tikslui septintojo dešimtmečio pradžioje ir buvo sukurta duomenų bazių koncepcija, numatanti kartu su duomenimis saugoti ir jų sandaros aprašymą. Duomenų bazių valdymo sistemos ir skirtos tokių darinių kūrimui, tvarkymui ir naudojimui. Tokiu būdu, duomenų bazė – yra sutapatinama su duomenų bazių valdymo sistema. Informatikos mokslo samprata - duomenų bazė - tai duomenų bazių valdymo sistema + saugomi duomenys. DB valdymo sistemos funkcijos: • leidžia aprašyti duomenis, nes priešingu atveju negalėtume suformuoti duomenų bazės; • apdoroja duomenis, t. y. vykdo planuotas ir neplanuotas vartotojų užklausas; • saugo duomenis, užtikrina jų saugumą ir integralumą; • prireikus atnaujina arba dubliuoja duomenis; • duomenų žodyne saugo metaduomenis, t. y. informaciją apie duomenis. Tačiau duomenų bazės valdymo sistema neužtikrina duomenų perdavimo į norimą vietą. Duomenų bazių valdymo sistemos gali būti: Pagal tai kaip sudaromi objektų (įrašų) laikymo kompiuterio atmintyje dariniai, skiriami keturi pagrindiniai duomenų bazių loginės sandaros modeliai: • Hierarchinės DBVS - kiekvienas įrašas sudaromas iš dviejų tipų elementų: pirminio rakto, kuris vienareikšmiškai identifikuoja įrašą ir jam pavaldžių laukų rinkinio, kur laikomi kiti objekto atributai. Ryšius tarp įrašų aprašo specialūs laukai - nuorodos. Duomenys pasiekiami žemo lygio užklausomis, kai nuo šakninių įrašų pereinama prie reikiamo įrašo. Hierarchiniai modeliai naudojami DBVS, kai turima gausiai duomenų, tačiau turi griežtus ribojimus sąryšių užrašymo priemonėms. • Tinklinės DBVS - tinklo modelis sukuria ryšius tarp nepriklausomų duomenų elementų ir kiekvienas įrašas gali turėti ryšių su bet kuriais kitais duomenų bazėje laikomais įrašais. Rodyklių rinkiniais užtikrinami ryšiai vienas su vienu, vienas su daugeliu ir daugelis su daugeliu. Naudojama speciali navigacinė kalba. Trūkumas: pasikeitus duomenų struktūrai reikia keisti ir duomenis apdorojančias taikomąsias programas. • Sąsajinės (reliacinės) DBVS - tai šiuo metu populiariausios DBVS, kuriose naudojamos paprastos ir nesunkiai įsisavinamos duomenų tvarkymo operacijos. Duomenys pateikiami dvimačių lentelių pavidalu. Modelio pagrindas yra reliacinė algebra, bet kokias duomenų rinkinių priklausomybes galima apibrėžti lentelėmis aprašomomis sąsajomis. Naudojama deklaratyvi programavimo kalba SQL, programuotojui nebūtina išmanyti fizinio duomenų išsidėstymo. Taikomosios programos mažiau priklauso nuo fizinio duomenų išdėstymo pokyčių. Paprasčiausias ir populiariausias sąsajinės (reliacinės ) DBVS pavyzdys MS Office pakete pateikiama MS Access. • Objektinės DBVS - šiuo metu sparčiai populiarėja. Duomenų modelyje ryšiais siejami objektai, atributai, klasės. Naudojama kai reikia valdyti didelį skirtingų duomenų tipų kiekį (vaizdus, garsus, skaitinius atributus), sudėtingos elgsenos objektus bei palaikyti daug ryšių su objektais. • Objektinės - reliacinės DBVS - naujos galimybės ryšiams su kortežais (kortežais - vadinami įrašai reliacinėje algebroje) palaikyti, daugialypės terpės duomenims saugoti, dirbti su abstrakčiais duomenų tipais, erdviniais duomenimis, programuotojo sukurtais metodais. Tai perspektyviausios. 2. Informacijos srautų struktūrizavimas Duomenų bazės kūrimas pradedamas nuo aplinkos informacijos modelio sudarymo, nes joje renkami duomenys ir panaudojami uždavinių sprendimo rezultatai. Aplinkos informacijos modeliu pvz., gali būti visa informacija apie studijų procesą ir jo dalyvius. Aplinka toliau skaidoma į mažesnius elementus ir numatomas: elementų aprašymo būdas, elementų savybės ir tarpusavio sąveika, bei kt. Pagrindiniai aprašomos aplinkos informacijos modelio elementai: objektai, jų atributai ir sąryšiai. Informacijos objektas - tai aplinkos elementas apie kurį norima saugoti informaciją. Informacijos objektų tipai gali būti - žmonės (studentai), daiktai (semestre studijuojami dalykai, mokymosi rezultatai) ar reiškiniai ( akademinės atostogos, stipendijos). Įrašas - informacijos objektą apibūdinantis tam tikras savybių rinkinys, t. y. šio rinkinio reikšmė. Atskiros objekto savybės aprašomos skirtingose įrašo dalyse - vadinamuose - laukuose. Objekto savybės - tai pvz., studento knygelės numeris, pavardė, vardas, gimimo data, gyvenamoji vieta, lytis ir kt. Duomenų bazės sandara - tai objekto reikšmių registravimui skirtų įrašų laukų pavadinimai ir jų parametrai Pvz.: Objekto savybė Registravimo lauko Simbolių skaičius tipas Studijų knygelės Nr. Tekstinis 6 Pavardė Tekstinis 20 Gimimo data Datos 10 Lytis Tekstinis 1 Stipendija Lt Realusis skaičius 6 Svertinis vidurkis Realusis skaičius 5 Informacijos modeliuose ypač svarbi rakto sąvoka. Raktas - tai mažiausias atributų rinkinys, vienareikšmiškai apibrėžiantis kiekvieną objekto reikšmę. Raktai naudojami sąryšių aprašymui, duomenų rikiavimui, paieškai ir kt. Kiekvienas objektas privalo turėti nors vieną raktą, o jei turi kelis - vienas yra - pirminis. Pirminis raktas – turi turėti kuo mažiau atributų, o jų reikšmės - kuo trumpesni tekstai. Pvz., studento kaip objekto raktu gali būti pvz., studijų knygelės Nr. Raktų reikšmės paprastai koduojamos, kad išvengti raktuose ilgų tekstų. Išoriniai raktai vartojami sąryšiams tarp pačių objektų nurodyti. Išoriniai raktai - tai tokie objekto atributai, kurie yra kitų tipų objektų pirminiai raktai. Pvz., Stipendija Lt - gali būti konkrečios sumos nurodymui skirto tipo pirminio rakto reikšme. Parengus duomenų bazės lentelių projektus, kad pilnai užbaigti duomenų bazės schemos kūrimą, reikia suformuoti lentelių išorinius sąryšius. Tarp informacijos objektų yra 4 pagrindiniai sąryšių tipai: • vienas su vienu (kai jungiami abu sąryšio laukai yra pirminiai raktai); • vienas su daugeliu; • daugelis su vienu; • daugelis su daugeliu. Sąryšiai, nenaudojantys pirminių raktų naudojami retai, o dažniausi – vienas su daugeliu. Sudėtingiausi daugelis su daugeliu ir mažiausiai naudojami, nes reikia papildomai sudaryti tarpinę lentelę. 3. Duomenų bazės kūrimas Pagrindiniai sąsajinės (reliacinės) duomenų bazės kūrimo etapai: • duomenų bazės sandaros (schemos) projektavimas; • sąsajinio (reliacinio) modelio lentelių sukūrimas; • sąryšių tarp lentelių aprašymas; • duomenų bazės užpildymas. Darbo su sąsajine (reliacine) duomenų baze pradžioje , atveriamas dialogo langas, kuriame galime pasirinkti: • Blank Access database - jei savarankiškai kursime naują tuščią duomenų bazę; • Access database wizards, pages and projects - galime pasinaudoti duomenų bazių vedlio paslaugomis arba jau sukurtais projektais; • Open an existing file - atverti tvarkymui jau turimą duomenų bazės bylą. Pasirinkę duomenų bazės kūrimo būdą Blank Access database, nurodome diskiniame kaupiklyje vardą ir aplanką, kuriame saugosime duomenų bazės sandaros aprašymo ir duomenų laikymui skirtą bylą, bei paspaudžiame mygtuką Create. Ekrane atveriamas pagrindinis duomenų bazių kūrimo ir tvarkymo langas, kurio kairėje matomas duomenų bazės sandaros elementų (Objects) pavadinimų sąrašas: • Tables (lentelės), kuriose laikome pagal duomenų apdorojimo poreikius arba dalykinės srities požymius sugrupuotus duomenis, pvz., STUDENTAI, DALYKAI ir kt.; • Forms (formos) –tai langai su laukeliais, skirtos palengvinti duomenų bazių užpildymą, analizę ir tvarkymą; • Queries (užklausos) – jų paskirtis aprašyti duomenų bazėje ieškomų duomenų atrankos kriterijus, atrenkamų duomenų grupavimo būdus, skaičiavimo operacijas ir kt.; • Reports (ataskaitos) - jose pateikiami iš duomenų bazės išrinkti duomenys, skaičiavimų rezultatai, diagramos, iliustracijos ir kt. Ataskaitas galime spausdinti, pateikti ekrane, saugoti diskiniame kaupiklyje, bei perduoti kitoms programoms. • Macros (makrokomandos) - skirtos automatizuoti dažnai kartojamų komandų vykdymą; • Modules (moduliai) - juose laikomi duomenų apdorojimo procesų aprašymai DBVS programavimo kalba Visual Basic. Objects srityje paspaudus mygtuką Tables (lentelės), pradedamas naujos tuščios duomenų bazės kūrimas ir siūloma iš sąrašo pasirinkti lentelės kūrimo būdą: Create table in Design view - kūrimui naudoti lentelės projekto rodinį; Create table by using wizard - pasinaudoti vedlio siūlomu tipiniu lentelių sąrašu; Create table by entering data - kurti lentelę įvedant duomenis, kai laukų parametrai parenkami automatiškai, priklausomai nuo duomenų savybių. Pasirinkus Create table in Design view, lentelių kūrimas atliekamas projektavimo režime, t.y. paspaudę mygtuką New atvertame lange pasirenkame Design View ir Ok. Atvertame lentelės sandaros langeTable matomos dvi dalys: • Pirmoje dalyje - lentelės sandaros aprašymas ( pateikiama speciali trijų stulpelių aprašų lentelė); • Antroje - laukų parametrų parinkimas ( pateikiamos dvi kortelės: General -bendrieji parametrai ir Loocup - peržiūros parametrai. Aprašų lentelėje kiekvienam naujos lentelės laukui skiriama viena eilutė: pirmame stulpelyje (Field Name) - lauko pavadinimas; antrame (Data Type) - lauko tipas (tekstinis, skaičių, datos ir laiko ir kt.); trečiame (Destriction) - jei reikia -trumpas komentaras. Antroje dalyje kortelėje General parenkamas duomenų lauko didumas ir kt., nors nenurodžius - tipines parametrų reikšmes parinks pati programa, o kortelėje Loocup – pvz., iš kur paimti duomenis, jei jau vieną kartą turime tokius įvedę. Laukų tipai gali būti: Tekstinis - Text; Skaitinis Number; Aprašymų - Memo (255 simboliai); Datos ir laiko - Date/Time ir kt. Stulpelyje ( Field Name ) rašomuose laukų varduose gali būti raidės, skaičiai ir kiti simboliai, išskyrus - kablelį (, ), šauktuką ( ! ), laužtinius skliaustus ( [ ] ), be to vardai negali prasidėti tarpu ir ilgiausias - 64 simboliai. Stulpelyje ( Data Type ) parenkamas iš sąrašo duomenų tipas, jei nenurodomas - pateikiamas standartinis Text. Jei nenurodomas General kortelėje lauko didumas (Field Size ) - parenkamas standartinis - 50 simbolių. Skaičių, datos ir kai kurių kitų Field Size išskleidžiamajame sąraše galime pasirinkti laukų atmainas: sveikasis ( Integer ), dideli sveikieji ( Long Integer - 10 sveikų skaimenų teig ar neig. ) realusis ( Single), bei nurodyti kiek ženklų po kablelio ir kt. Jei nenurodome – skaičių parenka automatiškai - Long Integer . Laukų reikšmės ribojamos General kortelės pvz., laukelyje Validation Rule. Jei reikia parodyti, kad įvesime skaičius didesnius už 0, bet mažesnius arba lygius 5, tai įrašome >0 And =100)and(=100)and(=1000) Lauko reikšmės privalo būti atkarpos [100,1000] išorėje „kg“ or „m“ or „vnt“ or „l“ Lauko reikšmė gali būti tik viena iš reiškinyje nurodytų reikšmių: „kg“ arba „m“, arba „vnt“, arba „l“ Specialūs formatai - General / Format parenkami datoms, laikui, pinigų sumoms ir kt., bet nėra vartotojo sukuriamo formato Custome. Pagrindinei sąsajinės duomenų bazės lentelei tikslinga sudaryti pirminį raktą (Primary Key), kuris vienareikšmiškai identifikuoja jos įrašus ir padeda išvengti pasikartojančių įrašų. Taigi raktas – tai laukų grupės įgyjančios nepasikartojančias reikšmes. Pagrindinė lentelė per pirminio rakto reikšmes susiejama su kitomis duomenų bazės lentelėmis. Kiekvieno pirminio rakto reikšmės lentelėje yra indeksuojamos, o tai leidžia paspartinti duomenų paiešką ir įrašų rikiavimą. Indeksuoti galima ne tik pirminio rakto, bet ir kitų laukų reikšmes, nes greičiau vykdoma paieška ir rikiavimas. Sudėtiniai pirminiai raktai sudaromi iš kelių lentelės laukų ir labai svarbu jo elementų, t. y. žymėtų laukų seka, nuo kurios priklauso įrašų rikiavimo tvarka. Sukūrus naujos lentelės laukus ir parinkus parametrus, lentelės projektą įrašome File/Save į duomenų bazės bylą, nurodydami lentelės vardą, pvz., Studentai. Taip sukuriami visi duomenų bazės lentelių projektai. Sukūrus lenteles toliau suformuojami lentelių sąryšiai, kurie palengvina duomenų paiešką ir pasitarnauja kuriant ataskaitas. Lentelių sąryšiai kuriami komandų seka Tools / Relationships. Lentelių sąryšio atmainų pasirinkimas, pvz.: • Sąryšis apima tik tuos įrašus, kuriuose ryšio laukų reikšmės sutampa; • Sąryšis apima visus pirmosios sąryšio lentelės įrašus ir tuos antrosios lentelės įrašus, kurių ryšio lauko reikšmės yra pirmoje lentelėje. Duomenų bazės sąryšių projektas, kaip ir lentelių sandaros projektai įrašomi į duomenų bazės bylą. Parengus visų naujai kuriamos duomenų bazės elementų projektus, MS Access langas uždaromas. 4. Duomenų bazės užpildymas Visų pirma užpildomos pagrindinės duomenų bazės lentelės, kurios nesusietos su kitomis, joms pavaldžiomis lentelėmis. Trikampiu pažymėta eilutė paruošta įvedimui, o * - pasiruošusi sekanti. Paprastai duomenis įrašome tiesiogiai į lenteles, bet jei didelės - tikslinga pasinaudoti duomenų bazės objektu - forma. Paprasčiausia lentelės duomenų įvedimo kontrolė gali būti parengta General kortelės lauke Input Mask, kur sukuriamas įvedimo šablonas su specialiais pakaitos simboliais. Redaguojant lenteles jose gali būti įterpiami nauji įrašai ( Record ) ar šalinami nereikalingi, perkeliami ir kopijuojami. Įrašų redagavimas galimas ne tik eilutėse, bet ir stulpeliuose. Lentelės savybėms keisti galima naudotis meniu komanda Format . 5. Duomenų paieška, rikiavimas ir filtravimas Lentelėse gali būti atliekama duomenų paieška, rikiavimas pagal alfabetą ar prieš ir filtravimas pagal išranką. Vienas paprasčiausių veiksmų, turint atvertą duomenų lentelę, duomenų paieška, kuriai atlikti pasirenkama komanda Edit / Find ir paieškos lango lauke nurodoma įvairios paieškos sąlygos. Paieškos ir pakeitimo komanda Edit / Replace vykdoma kai reikia vieną tekstą pakeisti kitu. Pateiktame dialogo lange nurodomos pakeitimo sąlygos. Filtravimas pagal išranką vykdomas komanda Records / Filter / Filter by Selection , tačiau prieš tai reikalinga pateikti filtro reikšmę. Pateikiami tie įrašai, kurių pasirinktų laukų įrašai sutampa su filtro reikšmėmis. Sudėtingas filtravimo sąlygas galime aprašyti paprasto filtro lentelėje, kuri atveriama komanda Records / Filter / Filter by Form. Surašius filtrą, pateikiame komandą Filter / Apply Filter / Sort. Išplėstiniai filtrai ir rikiavimas. Įrašų rikiavimas lentelėje atliekamas pasirinkto rikiavimo požymio reikšmių didėjimo ar mažėjimo tvarka. Tai atliekama meniu komandų seka Records / Sort / Sort Ascending arba Records / Sort / Sort Descending. Galima atlikti rikiavimą ir pagal kelis pasirinktus požymius. 6. Formos Formomis vadinami specialūs duomenų bazių objektai, kurie naudojami vartotojo sąsajai sudaryti. Jos dažniausiai naudojamos duomenų įvedimui į duomenų bazės lenteles arba duomenų peržiūrai ir redagavimui. Formos kuriamos iš vienos ar kelių duomenų bazės lentelių ar užklausų. Jas galima papildyti skaičiavimų rezultatais, antraštėmis, paaiškinimais ar kita informacija. Gali būti įterpti rėmeliai, linijos, paveikslėliai. Formas galima panaudoti ir filtro parengimui. Sukurtas formas galima pertvarkyti projektavimo režime Design View. Formos grafinį objektą galima perkelti į kitą vietą, pakeisti formos laukų tvarką ir jų išsidėstymą. Galima pakoreguoti komponento ribą, pakeisti jo dydį, be to galima pakeisti lauko pavadinimo teksto šriftą, parinkti rėmelius, spalvas ir kt. Sujungimo formos yra paprasčiausios ir jų paskirtis parodyti išoriniais ryšiais susietos lentelių grupės komponuojamus įrašus ir skaičiavimų rezultatus. Jei kuriama sudėtinė forma, pagrindiniu duomenų šaltiniu yra pagrindinė lentelė, kurios vienoje dalyje matomi pagrindinės lentelės laukai (pvz., žinios apie studentą), o kitoje iš pavaldžių lentelių su juo susijusių įrašų grupės duomenys (pvz., studento sesijos rezultatai). 7. Užklausos Užklausos - tai duomenų bazių informacinių paslaugų organizavimo priemonė. Užklausų pagalba iš kelių susijusių lentelių galime išsirinkti reikalingus duomenis, atlikti skaičiavimus ir gauti pageidaujamos sandaros rezultatų lentelę. Be to užklausos naudojamos keičiant lentelėse laikomus duomenis, papildant naujais įrašais, pašalinant nebereikalingus įrašus. Užklausos kūrimas atliekamas etapais: • užklausai perduodamų laukų parinkimas; • skaičiuojamųjų laukų sudarymas; • duomenų atrankos ir rikiavimo sąlygų aprašymas, pvz.,Criteria >=4and

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!