База данных для работника деканата очного отделения

Ядро СУБД отвечает за управление данными во внешней памяти, управление буферами оперативной памяти, управление транзакциями и журнализацию. Соответственно, можно выделить такие компоненты ядра как менеджер данных, менеджер буферов, менеджер транзакций и менеджер журнала. Ядро обладает собственным интерфейсом, недоступным пользователям, и является основной резидентной частью СУБД. При использовании архитектуры «клиент-сервер» ядро является основной составляющей серверной части системы.

Основной функцией компилятора языка БД является преобразование операторов языка БД в выполняемую программу. Основной проблемой реляционных СУБД является то, что языки этих систем  являются непроцедурными, то есть в операторе такого языка специфицируется некоторое действие над БД, но эта спецификация не является процедурой, а лишь описывает в некоторой форме условия совершения желаемого действия. Поэтому компилятор должен решить, каким образом выполнять оператор языка прежде, чем произвести программу. Применяются достаточно сложные методы оптимизации операторов. Выполняемая программа представляется в машинных кодах или в выполняемом внутреннем машинно-независимом коде. В последнем случае реальное выполнение оператора производится с привлечением подсистемы поддержки времени выполнения, представляющей собой интерпретатор этого внутреннего языка.

В отдельные утилиты обычно выделяют такие процедуры, которые слишком сложно выполнять с использованием языка БД, например, загрузка и выгрузка БД, сбор статистики, глобальная проверка целостности и другие. Утилиты программируются с использованием интерфейса ядра СУБД.

К функциям СУБД также относятся:

• определение структуры БД, инициализация БД и начальная загрузка данных;
• управление ресурсами среды хранения;
• обеспечение логической независимости, то есть предоставление определенной свободы логического представления БД без необходимости соответствующей модификации физического представления;
• обеспечение физической независимости данных путем предоставления свободы организации БД в среде хранения, не вызывая изменений в логическом представлении;
• поддержка логической целостности БД;
• обеспечение физической целостности БД, то есть защита и восстановление БД после различного рода сбоев;
• управление доступом, то есть разграничение доступа пользователей к БД, так как в ней могут храниться данные, которые должны быть доступны лишь определенному кругу пользователей. Данный результат достигается путем введения паролей;
• организация параллельного доступа пользователей к базе данных.

1.3 Модели данных, поддерживающих  СУБД

Основой любой базы данных является реализованная в ней модель данных, представляющая собой множество структур данных, ограничений целостности и операций манипулирования данными. С помощью модели данных могут быть представлены объекты предметной области и существующие между ними связи.

Базовыми моделями представления данных являются иерархическая, сетевая и реляционная.

Иерархическая модель данных представляет информационные отображения объектов реального мира – сущности и их связи в виде ориентированного графа или дерева. К основным понятиям иерархической структуры относятся уровень, элемент или узел и связь. Узел - это совокупность атрибутов, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящимся на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень дерева), не подчиненную никакой другой вершине и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне. Зависимые (подчиненные) узлы находятся на втором, третьем и так далее уровнях. Количество деревьев в базе данных определяется числом корневых записей.

К каждой записи базы данных существует только один (иерархический) путь от корневой записи.

Примерами операторов манипулирования иерархически организованными данными могут быть следующие:

• найти указанное дерево БД;
• перейти от одного дерева к другому;
• перейти от одной записи к другой внутри дерева;
• перейти от одной записи к другой в порядке обхода иерархии;
• вставить новую запись в указанную позицию;
• удалить текущую запись.

В иерархической модели данных автоматически поддерживается целостность ссылок между предками и потомками. Основное правило: никакой потомок не может существовать без своего родителя.

Сетевая модель организации данных является расширением иерархической модели. В иерархических структурах запись-потомок должна иметь только одного предка – в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков.

Понятие реляционной модели данных (от английского relation – отношение) связано с разработками Е. Кодда. Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата реляционной алгебры и реляционного исчисления для обработки данных.

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

• каждый элемент таблицы – один элемент данных;
• все столбцы в таблице однородные, то есть, все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный или другой) и длину;
• каждый столбец имеет уникальное имя;
• одинаковые строки в таблице отсутствуют;
• порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Отношения представлены в виде таблиц, строки которых соответствуют кортежам или записям а столбцы – атрибутам отношений, доменам, полям.

Поле, каждое значение которого однозначно определяет соответствующую запись, называется простым ключом. Если записи однозначно определяются значениями нескольких полей, то такая таблица базы данных имеет составной ключ.

Чтобы связать две реляционные таблицы, необходимо ключ первой таблицы ввести в состав ключа второй таблицы или ввести в структуру первой таблицы внешний ключ – ключ второй таблицы.

В реляционной модели данных фиксируются два базовых требования целостности, которые должны поддерживаться в любой реляционной СУБД. Первое требование называется требованием целостности сущностей, которое состоит в том, что любой кортеж любого отношения должен быть отличим от любого другого кортежа этого отношения, то есть любое отношение должно содержать первичный ключ.

Второе требование называется требованием целостности по ссылкам и состоит в том, что для каждого значения внешнего ключа в отношении, на которое ведет ссылка, должен найтись кортеж с таким же значением первичного ключа, либо значение внешнего ключа должно быть неопределенным.

В качестве операторов манипулирования данными в реляционных моделях используются операторы языка структурированных запросов SQL.

2 СУБД Microsoft Access

После анализа самых распространенных СУБД выбор остановился на MS Access. Так как Microsoft Access – это функционально полная СУБД. В ней предусмотрены все необходимые средства для определения и обработки данных, а также для управления ими при работе с большими объемами информации. СУБД Access очень легка в использовании и входит в состав пакета Microsoft Office, различные версии которого повсеместно используются в организациях различных типов, также он обладает таким достоинством как интегрированность с электронными таблицами Excel, Word и другими программами пакета Microsoft Office. Microsoft Access значительно упрощает задачу обработки данных. Предназначенная для коллективного пользования СУБД имеет средства, не позволяющие нескольким пользователям одновременно корректировать одни и те же данные, а также ее установка не требует дополнительных усилий и больших мощностей компьютера.

Microsoft Access – это система управления базами данных (СУБД), предназначенная для создания и обслуживания баз данных, обеспечения доступа к данным и их обработки.

База данных представляет собой организованную структуру, используемую для хранения данных, т.е. любых сведений о явлениях, процессах, действиях и так далее. Данные несут в себе информацию о событиях, происходящих в материальном мире, и, по сути, являются зарегистрированными сигналами, возникшими в результате этих событий. Данные становятся информацией, если пользователь обработает их и осмыслит, применив при этом адекватные этим данным методы. Сегодня большинство СУБД размещают в своих структурах не только данные, но и методы (программные коды), поэтому можно утверждать, что Microsoft Access – это СУБД, предлагающая широкий диапазон средств для хранения информации и эффективного управления этой информацией.

Базы данных содержат различные объекты, основными из которых являются таблицы. Структура простейшей базы данных соответствует структуре её двухмерной таблицы, содержащей столбцы и строки. Их аналогами в структуре простейшей базы данных являются поля и записи.

Основными свойствами полей являются имя поля, тип поля, его размер, определяющий предельную длину данных, размещаемых в этом поле, и другие.

При работе с Microsoft Access 2003 и Microsoft Access 2007 используются следующие типы данных:

• текстовый – тип данных, используемый для хранения простого неформатированного текста, число символов в котором не должно превышать 255;
• поле MEMO – специальный тип данных, применяемый для хранения больших объёмов текста (до 65 535 символов);
• числовой – тип данных для хранения чисел;
• дата/время – тип данных для хранения значений даты и времени;
• денежный – тип данных для хранения денежных значений (длина поля 8 байт);
• счётчик – специальный тип данных, используемый для автоматической нумерации записей;
• логический – для хранения логических данных, которые могут иметь одно из двух возможных значений Да или Нет;
• поле объекта OLE – специальный тип данных, предназначенный для хранения объектов OLE (электронных таблиц Microsoft Excel, документов Microsoft Word, звукозаписей и др.);
• гиперссылка – специальное поле для хранения адресов URL Web-объектов;
• мастер подстановок – тип данных, запускающий мастер подстановок, что позволяет выбирать данные из раскрывающегося списка, а не вводить их в поле вручную.

Числовые поля могут иметь следующие размеры:

• байт (Byte) – целые числа от 0 до 255 (1 байт);
• целое (Integer) – целые числа от минус 32768 до +32767 (2 байта);
• длинное целое (Long Integer) – целые числа от минус 2147483648 до +2147483647 (4 байта);
• одинарное с плавающей точкой (Single) – числа от минус 3,4´1038 до +3,4´1038 с точностью до 7 знаков (4 байта);
• двойное с плавающей точкой (Double) – числа от минус 1,797´10308 до +1,797´10308 с точностью до 15 знаков (8 байт).

База данных может состоять из нескольких таблиц, содержащих различную информацию. Эти таблицы связаны между собой каким-либо определённым полем, называемым ключевым полем. Ключевое поле позволяет однозначно идентифицировать каждую запись таблицы, то есть каждое значение этого поля отличает одну запись от другой. Связи между таблицами дают возможность совместно использовать данные из различных таблиц. СУБД Microsoft Access 2003 и Microsoft Access 2007 ориентированы на работу с объектами семи различных типов: таблицами, запросами, формами, отчётами, страницами, макросами, модулями.

Таблицы – это основной объект базы данных, в котором хранятся все данные, имеющиеся в базе, а также структура базы (поля, их типы, свойства).

Запросы позволяют выбирать данные из одной или нескольких связанных таблиц. Результатом выполнения запроса является результирующая таблица, которая наряду с другими таблицами может быть использована при обработке данных. С помощью запросов можно также обновлять, удалять или добавлять данные в таблицы.

Отчёты предназначены для формирования выходных документов и вывода их на печать. По своим свойствам и структуре отчёты во многом подобны формам. Основное их отличие заключается в том, что в отчёте отображаются все данные и в них предусмотрена возможность группировать данные по различным критериям. Отчёты в отличие от форм могут содержать специальные элементы оформления, характерные для печати документов: колонтитулы, номера страниц и так далее.

3 Разработка базы данных

3.1 Спецификация требований  к базе данных

База данных должна удовлетворять следующим требованиям:

1. Хранить сведения о студентах: Фамилия, имя, отчество, дата рождения, адрес жительства, номер группы.
2. Хранить сведения о преподавателях: Фамилия, имя, отчество, должность. Преподавателями в данном случае считаются все сотрудники учреждения, занимающиеся педагогической деятельностью, именно поэтому должности могут быть различными.
3. Хранить сведения по дисциплинам.
4. Хранить сведения об экзаменах: наименование дисциплины, номер группы, студент сдающий экзамен, результат, преподаватель принявший экзамен. Результатом экзамена будет являться оценка: неудовлетворительно, удовлетворительно, хорошо, отлично.
5. Хранить сведения о зачетах: наименование дисциплины, номер группы, студент сдающий зачет, результат. Результатом зачета будет являться значение сдал/не сдал.