Введение

База данных - это совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы писания, хранения и манипулирования данным, независимая от прикладных программ. Может рассматриваться как информационная модель предметной области. Создание, ведение и использование БД выполняется с помощью комплекса программных и языковых средств, называемых системами управления базами данных (СУБД).

База данных - это набор данных, в котором осуществляется регулярный систематический поиск для выборки нужной информации.

Система управления базами данных (СУБД) – это набор языковых и программных средств для создания и ведения баз данных: обновления данных базы, обеспечения доступа к данным по запросам и выдачи их пользователям и др.

В настоящее время все БД являются реляционными, т.е. представленными в виде совокупности так называемых реляционных таблиц. Таблицы называются реляционными, если они удовлетворяют следующим требованиям:

1) Каждый элемент таблицы представляет одно значение.

2) Все столбцы таблицы являются однородными (т.е. все элементы столбца представляют данные одного и того же типа).

3) Столбцам однозначно присвоены имена.

4) Нет одинаковых строк.

5) Строки и столбцы могут просматриваться в любом нужном порядке.

В БД таблицы с указанными свойствами часто называются отношениями. Описание отношения называется схемой отношения.

БД, построенная с помощью отношений, называется реляционной.

Организация данных является ключевым моментом при работе с большими объемами информации. Чрезвычайно важно упорядочить данные таким образом, чтобы легко и быстро находить нужные сведения. Способ упорядочивания может быть предельно простым, как, например, карманный календарь, или сложным, как компьютерная система, охватывающая целое предприятие. Неизменным остается основной принцип - собрать необходимые сведения в одном месте и иметь их под рукой.






1.                 Теоретическая часть
1.1 Обоснование разработки
Данная база данных предназначена для создания, редактирования и последующей печати: списков групп, списков предназначенных для аттестации сотрудников и списков вызова сотрудников на аттестацию

Данная программа предназначена для использования на определенном предприятии, но её аналоги могут быть интересны другим организациям и обычным пользователям домашнего ПК, так как предоставляет возможность быстрого поиска записей и оперативно вносить изменения или делать замены в данных.
1.2 Обзор существующих подходов к решению задачи
Для создания могут применяться несколько подходов
1.2.1 Основы проектирования БД

Проектирование БД начинается с определения предметной области, информационную модель которой нужно построить. Предметная область может быть представлена как множество объектов, разбитое на некоторое конечное число классов. Каждый класс объектов характеризуется набором признаков, которые в терминологии БД называются атрибутами. Таким образом, в БД объекты каждого класса представляются набором своих атрибутов. Далее, для классов объектов устанавливаются отношения (в общем случае n-местные), которые представляются схемами.

В большинстве случаев в процессе проектирования БД представляется в виде сети, в которой узлы соответствуют схемам отношений (т.е. классам объектов), а дуги указывают на связи между классами. В некоторых случаях возможно представление схем БД в виде деревьев.

Важным этапом проектирования БД является нормализация, т.е. преобразование сети, представляющей БД, сначала в деревья, а затем в совокупность отношений. При этом связи, представленные в сетях дугами, учитываются путем добавления в соответствующие отношения общих атрибутов. Нормализация – процесс, состоящий из нескольких шагов: сначала строится первая нормальная форма БД, затем она преобразуется в более удобную для использования вторую нормальную форму, затем строится третья нормальная форма и этот процесс может быть продолжен.

Методы построения СУБД

С точки зрения организации работ с БД СУБД делятся на:

- предназначенные для индивидуальной работы на персональных компьютерах,

- предназначенные для коллективной работы в сетях.

Приступая к построению СУБД, разработчики прежде всего должны учесть, СУБД какого из указанных типов должно быть построено.

Наиболее сложно организованными СУБД являются системы второго типа. Обычно различаются следующие варианты работы с СУБД:

- индивидуальная (этот вариант работы возможен с СУБД обоих типов);

- в сети с централизованной обработкой данных;

- в сети с распределенной обработкой данных (в этом случае используется так называемая архитектура «клиент - сервер»).

Последние два варианта работы возможны только с СУБД второго типа.

При проектировании СУБД обеспечиваются средства описания, формирования данных их модификации, и использования для получения информации, необходимой пользователю. Каждая СУБД имеет свой язык пользователя, а также встроенные средства, облегчающие работу с данными (они часто называются интегрированными интерфейсами). В СУБД в настоящее время включается по крайней мере один интегрированный интерфейс, который всегда доступен. Это процессор языка запросов, позволяющий конечному пользователю формировать запросы к БД, используя язык высокого уровня. Типичным представителем языка запросов является язык SQL, версии которого реализованы во всех СУБД. Интерфейс пользователя, основанный на языке SQL, называют командным.

Кроме командных интерфейсов существуют и так называемые интерфейсы, основанные на меню и формах. Работая с ними, пользователь выбирает необходимые действия из предлагаемых ему меню, заполняет формы и пр. Эти интерфейсы особенно удобны пользователям, не имеющим практики работы с языками высокого уровня.

При разработке СУБД необходимо включить в них все указанные компоненты.

SQL, примеры реализации

SQL - Structured Query Language - или Язык структурированных запросов стал главным инструментом реляционных СУБД для описания типов данных в БД и формирования запросов к ним.

Продукты на базе SQL занимают доминирующее положение на рынке систем «Клиент - сервер». Язык, разработанный в 1989 году, принят в США в качестве национального стандарта.

SQL состоит из двух компонент:

Data Definition Language (DDL) - язык описания данных;

Data Manipulation Language (DML) - язык обработки данных или язык запросов.

Синтаксис языка относительно прост и максимально приближен к специализированному английскому языку. Его основными элементами являются идентификаторы и константы.

Идентификаторы широко используются для обозначения таблиц (отношений, полей (атрибутов) и др.

Для констант определены следующие типы: строки, целые, вещественные, даты, логические.

Язык обработки данных. Эта компонента SQL состоит из ряда операторов, важнейшим из которых является оператор выбора.

SELECT. Этот оператор предназначен для представления запросов пользователей на интересующие их данные. Он предоставляет пользователям широкие возможности для получения нужной информации. В основе оператора лежат операции так называемой алгебры Кодда, представляющей собой функционально полный набор операций над таблицами.

Кроме этого оператора в язык обработки данных входят операторы, обеспечивающие модификацию таблиц БД: вставку новых строк, удаление строк, обновление значений полей в строках и т.д.

Язык описания данных. Эта компонента SQL предназначена для создания таблиц или работы с уже существующими таблицами.

Основным здесь является оператор создания таблиц CREATE TABLE. Оператор предназначен для описания таблиц для включения их в создаваемую (или модифицируемую) БД. Кроме него в язык описания данных входит ряд операторов, предназначенных для модификации схем таблиц (например, добавления новых полей или удаления существующих), удаления таблиц, предоставления пользователям БД так называемых привилегий (разрешения выполнять при работе с БД определенные действия) и пр.

Как уже упоминалось, язык SQL является встроенным средством всех современных СУБД. Однако, в каждой СУБД реализована своя версия языка. Дело в том, что версии языка включают в себя ядро, т.е. средства эталонного SQL, которые едины для всех версий, и так называемое «операционное окружение», которое зависит самой СУБД, операционной системы, на которую ориентирована реализация СУБД и некоторых других причин.

Примером реализации SQL может служить SQL-сервер – программная система, основным пользовательским интерфейсом которой является язык SQL.

Далее рассмотрим различные среды создания БД.

1.2.2 Microsoft Access 2000

Программа Microsoft Access 2000 входит в состав программного пакета Microsoft Office 2000 и представляет собой мощную систему, обеспечивающую эффективную разработку и сопровождение баз данных, кроме того это полнофункциональная система управления базами данных (СУБД). В ней предусмотрены все необходимые средства для определения и обработки данных, а также для управления ими при работе с большими объемами информации.

Система управления базами данных обеспечивает полный контроль над процессом определения данных, их обработкой и совместным использованием. СУБД также существенно облегчает структуризацию и обработку больших объемов информации, хранящейся в многочисленных таблицах. Разнообразные средства СУБД обеспечивают выполнение трех основных функций: определение данных, обработка данных и управление данными.

·                   Определение данных. Вы можете определить, какие сведения будут храниться в вашей базе данных, их типы данных (например, числа или символы) и как они связаны между собой. В некоторых случаях вы можете также задать форматы и условия для проверки данных.

·                   Обработка данных. Данные можно обрабатывать самыми различными способами. Можно выбирать любые поля, фильтровать и сортировать данные. Можно объединять данные со связанной с ними информацией и вычислять итоговые значения. Вы также можете отобрать некоторые данные и затем изменить, удалить, скопировать их в другую таблицу или создать для них новую таблицу.

·                   Управление данными. Вы можете указать, каким пользователям разрешено просматривать, изменять или вставлять данные. Во многих случаях вы можете также определить правила совместного использования данных. Все эти функциональные возможности в полной мере реализованы в Microsoft Access. Рассмотрим возможности Access и сравним их с тем, что вы могли бы получить при работе с электронными таблицами или текстовыми процессорами.

В Microsoft Access 2000 имеется возможность открывать таблицы, запросы, представления, сохраненные процедуры, функции и формы в режимах сводной таблицы и сводной диаграммы. Теперь анализировать данные и создавать сложные сводные таблицы и сводные диаграммы можно гораздо быстрее, чем прежде. Существует возможность сохранять представления в режимах сводной таблицы и сводной диаграммы в качестве страниц доступа к данным, которые затем может просмотреть любой пользователь, на компьютере которого установлен Microsoft Internet Explorer 5 или более поздняя версия. Кроме того, подчиненные формы в режимах сводной таблицы и сводной диаграммы можно использовать точно так же, как они используются в режиме таблице на сегодняшний день. Разработчики найдут для себя удобным писать программы форм в режимах сводной таблицы и сводной диаграммы, а также воспользуются преимуществами новых событий, доступных в режимах сводной таблицы и сводной диаграммы.

Поддержка языка XML

Язык XML (Extensible Markup Language) является не только стандартной технологией передачи данных в Интернете; он быстро превращается в предпочтительную технологию обмена данными между деловыми приложениями. Microsoft Access 2000 предоставляет мощные, интуитивные способы совместного использования данных XML, независимо от платформы, формата данных, протокола, схемы и бизнес-правил. С помощью знакомого пользователю интерфейса Microsoft Access можно легко создавать данные и структуры документов XML, используя структуры и данные Jet или SQL Server. Кроме того, в формах, отчетах и на страницах доступа к данным можно использовать данные XML из других приложений. Допустим, например, что нужные данные находятся в нескольких источниках — внутренних серверах SQL, электронных таблицах и других средствах доступа, таких как SAP. Поскольку в этих источниках в качестве формата обмена данными используется XML, то в Microsoft Access можно создать набор статистических запросов для вставки этих данных в представления, а затем создавать формы и отчеты с помощью этих представлений.

Кроме того, Microsoft Access предоставляет методы удобного управления данными за счет упрощения создания и применения схем и таблиц стилей. Microsoft Access позволяет легко описывать и доставлять сложные, структурированные данные в или из любого приложения стандартным, совместимым способом. Например, с помощью Microsoft Access можно создать схему, которая описывает структуру данных, и отправить ее поставщикам, чтобы они точно знали, каким образом данные должны выводится в их счетах.
1.2.3 Oracle

Это устойчивая, масштабируемая система управления реляционными базами данных, способная эффективно хранить и обрабатывать огромное количество данных в условиях многопользовательского доступа.

Летом 1997 года корпорация Oracle выпустила на рынок систему управления базами данных нового поколения — OracleS. Она позиционируется как система, совершившая прорыв в технологии обработки данных. Если абстрагироваться от рекламно-маркетинговых заявлений, то сервер OracleS действительно явился значительным шагом вперед и заметно укрепил позиции Oracle Corporation как ведущего производителя в области СУБД корпоративного уровня. Значительное продвижение технологии вперед, с одной стороны, можно объяснить появлением объектных расширений реляционной модели данных, то есть совершенно нового направления для Oracle. С другой стороны, в первую очередь OracleS — это устойчивая, масштабируемая система управления реляционными базами данных, способная эффективно хранить и обрабатывать огромное количество данных в условиях многопользовательского доступа. Ядро сервера OracleS было серьезно переработано на основе опыта разработки и эксплуатации приложений для предыдущих версий, при этом был получен значительный выигрыш в производительности и надежности.

Рассмотрим основные направления, по которым фирма Oracle совершенствовала свой основной продукт. Как и в любой новой версии программного обеспечения, в OracleS были доработаны существующие механизмы и реализованы новые возможности, отсутствующие в Oracle 7. Можно выделить три основных новых направления: поддержка больших и сверхбольших баз данных в режимах оперативных транзакций и хранилищ данных, объектные расширения и встроенная в ядро сервера Java-машина. Остановимся на них подробнее.

С помощью технологий Oracle возможно построить информационную систему, решающую сколь угодно сложные задачи по обработке данных. Для этого в распоряжении проектировщиков и разработчиков имеются все необходимые инструментальные средства. Как было сказано выше, Oracle 7 оказалась очень удачной системой управления базами данных. На ее основе были построены системы, автоматизирующие самые различные области человеческой деятельности. В базах данных под управлением серверов Oracle было накоплено огромное количество информации. Например, в таблицы баз данных телефонных компаний каждый день загружаются десятки миллионов записей о разговорах абонентов. Со временем эти таблицы могут занимать дисковое пространство объемом десятки терабайт. Разработчики и администраторы баз данных некоторое время поддерживали производительность систем на приемлемом уровне с помощью обширных возможностей Oracle 7 по настройке и оптимизации работы сервера. Однако требовалась его специальная доработка для поддержки больших и сверхбольших баз данных. OracleS может управлять базой данных размером 512 петабайт, а не 32 терабайта, как Oracle 7. Поэтому, наряду с оптимизацией кода ядра сервера (например, вызов функций, написанных на языке PL/SQL, из операторов SQL стал быстрее на 40%), в OracleS появились новые возможности для управления большими и сверхбольшими базами данных. Кратко перечислим их.

Секционирование таблиц и индексов — таблицы и индексы могут быть разбиты на секции, с каждой из которых можно работать как с одним объектом, например хранить различные секции на различных устройствах и управлять ими автономно. В этом случае для таблицы или индекса выбирается один или несколько столбцов — так называемый ключ секционирования. Их значения определяют секцию, куда будет помещена запись. Например, для упоминавшихся выше таблиц с записями телефонных разговоров ключом секционирования может быть столбец, в котором хранится дата начала разговора, а таблица может быть разбита на секции так, чтобы в одну секцию попадали сведения о разговорах за один месяц. В этом случае запрос, с помощью которого извлекаются сведения о разговорах за последний месяц, не будет обращаться к данным из других секций, в которых хранятся разговоры за другие месяцы и будет получен значительный выигрыш производительности. Для работы с секционированными таблицами и индексами требуется установленная опция сервера — Partitioning option.

Индексные таблицы — новый вид таблиц, позволяющий организовать хранение данных непосредственно в индексах, не используя сегменты данных. Для оптимального доступа к данным была улучшена работа оптимизатора запросов: введен новый тип запросов — типа "звезда", появились новые подсказки оптимизатору. Теперь поддерживаются новые виды индексов — масочные двоичные индексы и индексы с реверсированным ключом. Также внесен ряд изменений в существовавшие механизмы, предназначенных специально для поддержки больших баз данных. Подробно об этом рассказывается в разделах "SQL — язык обработки данных Oracle" и "Методы повышения производительности". Другим важным нововведением для OracleS стала поддержка объектных расширений. Тенденция к объектной ориентированности в настоящее время наблюдается у всех крупных производителей систем управления базами данных. Не осталась в стороне и корпорация Oracle. OracleS поддерживает абстрактные типы данных, то есть разработчик может конструировать новые типы данных из базовых. Поддерживается три абстрактных типа данных: OBJECT — для создания новых типов объектов со своей внутренней структурой;

VARRAY — массив объектов определенного типа; TABLE — таблица объектов определенного типа.

Для манипулирования хранимыми в СУБД объектами в OracleS реализованы специальные расширения языка SQL.

Существует возможность создания так называемых объектных представлений над реляционными таблицами. Это позволяет вести разработку новых объектно-ориентированных приложений в рамках существующих систем. Работе с объектами посвящен раздел "Объектные расширения в OracleS".

Начиная с версии 8.1.5.0, ядро сервера Oracle включает в себя Java-машину. Таким образом, стало возможным разрабатывать серверную компоненту системы как на основном языке создания хранимых программ PL/SQL, так и на Java. Программы, написанные на этих языках, могут взаимодействовать между собой. Использование языка Java предоставляет возможность подключения сотен предопределенных классов. Библиотеки Java-классов содержат методы, которые разработчики могут расширять и включать в свои программы.

Примеры написания хранимых Java-программ и их использования для манипулирования объектами базы данных приведены в разделе "Создание приложений на языке Java". В настоящее время наблюдается бум Java-приложений и можно ожидать более интенсивного использования Java-машины Oracle. Тем не менее написано огромное количество кода на PL/SQL и в ближайшее время будет продолжаться его широкое применение для разработки серверной логики, хотя уже имеются средства для автоматического преобразования кода PL/SQL в программы Java.

Как было отмечено выше, наряду с реализацией новых возможностей, были значительно усовершенствованы существующие механизмы сервера. Основные усовершенствования были предназначены для обеспечения удобства разработки новых приложений и повышения эффективности уже применяемых. По мере изложения материала книги, усовершенствованные механизмы описываются с той или иной степенью детализации, а пока изложим их конспективно.

Динамический SQL в OracleS выполняется так же быстро, как и обычный статический. Сокращено время при вызове операторов SQL из PL/SQL и наоборот. Улучшены алгоритмы работы с таблицами PL/SQL. Уменьшены потребности сессий пользователей в оперативной памяти на 30-60%. Добавлена отложенная проверка ограничений целостности, — она может выполняться не сразу после выполнения операторов изменения данных, а откладываться до фиксации транзакции. Введены новые типы данных для хранения неструктурированной информации. Для этого в Oracle 7 используются типы данных LONG и LONG RAW, которые обладают рядом недостатков. В OracleS появились новые типы данных: CLOB (Character Large Object), BLOB (Binary Large Object) и BFILE, свободные от этих недостатков. Эти типы данных не могут быть использованы в запросах, но их можно хранить как в файловом пространстве, так и непосредственно в базе данных. При действиях с данными этого типа поддерживаются все возможности транзакционной модели Oracle (за исключением тех объектов, которые хранятся как ссылки на объекты файловой системы). Таким образом, сделан шаг вперед в направлении технологии IPS (Internet File System), основная идея которой — все объекты, с которыми работает пользователь, хранятся в базе данных. При этом их хранение организовано прозрачно и операции копирования, удаления, изменения и т. п. объектов выполняются так же, как будто бы они хранились в файловой системе. Работа с большими объектами рассмотрена в разделе PL/SQL — процедурное расширение языка SQL.

Существенно улучшены возможности реплицирования данных. Ранее программный механизм реплицирования был реализован как совокупность триггеров базы данных. Теперь он перенесен в ядро сервера, а его работа стала быстрее и надежнее.

Существенно расширился круг средств администрирования пользователей: Появилась возможность ведения политики безопасности: принудительное блокирование учетной записи пользователя, установка срока действия пароля, блокирование учетной записи пользователя после определенного числа неудачных попыток входа в систему, программная реализация собственных алгоритмов проверки сложности пароля и т.д.

Как видим, внесено очень много усовершенствований в те механизмы, которые OracleS унаследовал от предыдущих версий. Их можно использовать как при разработке новых приложений, так и при модификации существующих. Тем не менее не стоит ожидать, что с переходом на новую версию сервера базы данных эффективность существующих приложений значительно увеличится сама по себе. Такой переход требует еще раз пересмотреть технологию функционирования всей системы. Некоторые операции действительно станут выполняться быстрее, однако может быть и обратный эффект, например некоторые SQL-запросы могут для новой версии сервера выполняться дольше. Поэтому при переходе, например, даже с версии 8.1.6.0 на 8.1.7.0 требуется осторожность и несколько этапов переноса серверной компоненты и доработки клиентской части и промежуточного уровня.

Сервер OracleS поставляется в нескольких конфигурациях. Они отличаются друг от друга как наличием или отсутствием дополнительных возможностей, так и серьезными архитектурными решениями. Например, версия, предназначенная для работы с мобильными устройствами, не поддерживает язык PL/SQL, а только Java. OracleS Workgroup Edition в отличие от основного вариантаOracleS Enterprise Edition не поддерживает параллельную обработку данных, объектнореляционные расширения и секционирование таблиц. Более подробные сведения о возможностях сервера Oracle можно узнать из прилагаемой к нему документации .

История Oracle показывает, что основные этапы развития СУБД связаны с улучшением ее управляемости в условиях многопользовательского доступа к данным, масштабируемости, совершенствованием системы распараллеливания операций на различных уровнях и повышением уровня защищенности и целостности системы. Языковые средства системы эволюционируют достаточно медленно. Принципиальным моментом является распределенность СУБД, то есть наличие в СУБД нескольких компонент, выполняющихся на различных компьютерах, объединенных в сеть.

Учитывая возможности масштабируемости, заложенные в Oracle, рано или поздно система, построенная для решения серьезной задачи, станет распределенной, построенной на архитектуре клиент-сервер или многозвенной- архитектуре.
1.3 Выбор метода решения задачи
Для написания моего проекта я выбрал MS Access 2000, так как он имеет достаточно понятный и удобный интерфейс, а также ориентирован на применение в локальных случаях, и гораздо более простой по сравнению с другими языками и программами .

Решающим фактором в выборе программы между Access и Oracle было то, что база данных будет использоваться на одном PC, не обладает сложной структурой и нет необходимости в хранении больших объемов информации, кроме того Microsoft Office 2000 и представляет собой мощную систему, обеспечивающую эффективную разработку и сопровождение баз данных

2.1 ER-диаграмма(схема «сущность-связь»)