Реляційна модель бази даних

Рис. 7.2

Редукування виміряних горизонтальних напрямів

Безпосередньо виміряний горизонтальний кут в пункті , що розташований на земній поверхні, між напрямами на пункти і- це двогранний кут, ребром якого є лінія , що збігається з вертикальною віссю кутомірного приладу, тобто прямовисна лінія (рис. 7.2).

Після редукування на поверхню референц-еліпсоїда це повинен бути двогранний кут, ребром якого є нормаль до референц-еліпсоїда, що проходить через пункт , а гранями – нормальні площини в пункті , що включають проекції пунктів і на еліпсоїд.

Перехід від виміряного кута до редукованого досягається введенням в безпосередньо виміряні напрями поправок: – за відхилення прямовисної лінії, – за висоту точки спостереження.

Поправка відповідає суміщенню вертикальної осі приладу з нормаллю до поверхні референц-еліпсоїда. Після її введення одержуємо напрям нормального перерізу, утвореного площиною, що проходить через візирну ціль.

Поправка забезпечує перехід до прямого нормального перерізу, утвореного площиною, що проходить через проекцію (по нормалі) центра знаку візування на референц-еліпсоїд. Ця редукція зумовлена тим, що нормалі до еліпсоїда у загальному випадку є перехресними прямими. тому проекція пункта, що спостерігається, на референц-еліпсоїд по нормалі не лежить у площині, що включає нормаль до пункту спостереження та виміряний напрям.

Отже, у кожний виміряний на земній поверхні горизонтальний напрям, попередньо приведений до центрів знаків, повинні бути введені наступні поправки:

• поправка за відхилення прямовисної лінії в пункті спостереження

(7.9)

• поправка за висоту візирної цілі над поверхнею референц-еліпсоїда

(7.10)

Після введення вказаних поправок у виміряні горизонтальні напрями отримаємо на поверхні референц-еліпсоїда кут між прямими нормальними перерізами та із точки на точки і (див. рис. 7.2). Оскільки точки на поверхні еліпсоїда з’єднюються геодезичними лініями, то, очевидно, необхідно перейти від напрямів прямих нормальних перерізів до напрямів геодезичних ліній. Ці питання розглядаються у розділі вищої геодезії “Сфероїдна геодезія”, тому ми наведемо лише остаточний вигляд цієї поправки:

• поправка за перехід від нормального перерізу до геодезичної лінії

(7.11)

В формулах (7.9) - (7.11) індекс 1 відповідає точці встановлення приладу, а індекс 2 - точці спостереження; - геодезичний азимут напряму з точки 1 на точку 2; - астрономічна (виміряна) зенітна відстань візирної цілі; - геодезична висота візирної цілі; і - радіуси кривини меридіана і першого вертикала відповідно; - віддаль між точками, що віднесені до поверхні еліпсоїда; - геодезичні широти.

Якщо зенітна віддаль не вимірювалась, але відомі висоти і центрів знаків над поверхнею квазігеоїда, то можна обчислити за формулою:

. (7.12)

де і - висоти приладу та візирної цілі над центрами відповідних знаків; - середній радіус Землі (=6371 км).

Кожну із поправок, що визначаються формулами (7.9) - (7.11) прийнято вираховувати з похибкою 0,001". Сумарна поправка заокруглюється до 0,01" і вводиться у виміряний горизонтальний напрям при опрацюванні геодезичних мереж вищих класів.

Поправку в горизонтальний кут дістаємо як різницю поправок відповідних напрямів.

При застосуванні методу розгортання поправка за відхилення прямовисної лінії не вводиться, оскільки вважається, що нормаль до референц-еліпсоїда збігається з прямовисною лінією; у всіх інших формулах замість геодезичних висот використовуються висоти над рівнем моря.

- Ієрархічна модель бази даних – це сукупність об’єктів різного рівня, причому об’єкти нижнього рівня підпорядковані об’єктам верхнього рівня. Ієрархічна структура уявляється перевернутим деревом.

- Мережна модель бази даних, як і ієрархічна модель, уявляється сукупністю об’єктів різного рівня, однак схема зв’язків може бути різною.

Більшість баз даних мають табличну структуру, в якій адреса даних визначається перетином рядків та стовпчиків. У табличній базі даних стовпчики називають полями, а рядки – записами. Поля визначають структуру даних, а записи зберігають інформацію, що міститься у базі даних.

Дані, що зберігаються в таблиці бази даних, можна змінювати, знищувати, впорядковувати, фільтрувати тощо. Для роботи з даними використовують запити, форми та звіти.

Запити – об’єкти бази даних, що дозволяють автоматизувати процес відбору, модифікації та вилучення груп записів.

Форми використовуються для зручного заповнення даними таблиць та для відображення даних у наочному вигляді.

Звіти призначені для створення якісних друкованих документів, що міститимуть спеціальним чином відібрану та структуровану інформацію з таблиць бази даних.

Таблиці, запити, форми та звіти є основними об’єктами бази даних. Окрім основних об’єктів розрізняють також макроси і модулі: за допомогою макросів створюють макрокоманди, що спрощують деякі операції над даними, а за допомогою модулів на мові програмування високого рівня (Viual Basic) створюють нестандартні процедури обробки даних.

Для роботи з файлами баз даних використовують спеціальні програмні засоби – системи управління базами даних (СУБД).

Керівна програма, призначена для збереження, пошуку й обробки даних у базі, називається системою управління базою даних (СУБД).

Microsoft Access – це реляційна система управляння базами даних, призначена для зберігання і обробки даних. MS Access функціонує під керуванням ОС Windows і входить до складу пакету програм Microsoft Office.

В СУБД Access всі зміни, що вносяться до таблиць бази даних, зберігаються автоматично в режимі реального часу, тобто як тільки закінчується введення даних в одне поле і відбувається перехід до редагування іншого поля, дані негайно зберігаються в файлі бази. Цим забезпечується надійність бази – збереження інформації навіть за аварійних умов. З базами даних СУБД Access може одночасно працювати кілька користувачів: кожен користувач блокує лише той запис, з яким він працює (а не всю базу).

2. Для ефективної організації даних структура бази повинна бути такою, щоб при внесенні даних виключалося багаторазове повторення однакової інформації. Це забезпечується тим, що якщо введення деяких даних доводиться виконувати багаторазово, базу конструюють з кількох зв’язаних таблиць, де у окремі таблиці (довідники-кодифікатори) виносять повторювані дані, а в основній таблиці зберігають лише посилання на потрібні записи з даними в довідниках. Бази даних, що забезпечують такий механізм зв’язування таблиць, називаються реляційним базами даних. – Основою цієї моделі, запропонованої Е.Д. Коддом у 1970 р., є поняття відношення. Йдеться про відношення, подані у двовимірних (звичайних) таблицях. Кодд показав, що таблиці можуть застосовуватися для збереження даних про об’єкти реального світу.

Двовимірні таблиці складаються із рядків, названих у термінології без даних записами, і стовпців, названих полями.

Для забезпечення цілісності даних (тобто для того, щоб зв’язки між таблицями працювали надійно і за будь-яким записом в головній таблиці можна було знайти відповідні зв’язані записи в інших таблицях) в таблицях для зв’язку використовують унікальні поля.

Унікальне поле – це поле (часто числове), значення в якому не може повторюватись.

3. Перед створенням об’єктів бази даних необхідно розробити проект бази в цілому. При проектуванні бази виділяють наступні етапи:

· Загальне проектування системи – визначення основних функцій системи та переліку задач, які вимагають автоматизації.

· Проектування звітів – визначення того, що необхідно відобразити у звітах для одержання ефективної інформації від системи.

· Проектування даних – виділення повторюваних даних у звітах, групування елементів даних у логічні структури, об’єднання даних для попереднього визначення полів створюваних таблиць даних.

· Проектування таблиць – визначення набору таблиць для зберігання даних, конструювання кожної таблиці та зв’язування таблиць.

· Проектування полів – проектування назв, типів та розмірів полів, а також проектування правил перевірки даних для кожного поля.

· Проектування форм – визначення полів форм для введення та перегляду даних.

· Проектування меню – зв’язування структур даних, форм і звітів за допомогою кнопкових та звичайних меню.

4. Для створення нової бази даних СУБД Access необхідно при завантаженні середовища у вікні, що з’явиться, вибрати пункт Новая база данных та натиснути кнопку OK. Далі на запит СУБД необхідно вказати назву файлу, в якому буде розміщено базу, після чого з’явиться головне вікно керування базою даних.

В головному вікні бази даних розміщені кнопки, що надають доступ до різних категорій об’єктів, з якими працює СУБД:

· Таблицы – основні об’єкти бази даних, у яких зберігаються дані. Реляційна база даних може складатися з багатьох взаємозв’язаних таблиць.

· Запросы – спеціальні структури, призначені для опрацювання даних бази. За допомогою запитів дані упорядковують, фільтрують, відбирають, змінюють, об’єднують тощо.

· Форми – це об’єкти, за допомогою яких у базу вводять нові дані або переглядають існуючі.

· Отчеты – об’єкти, призначені для відображення даних у зручному і наочному вигляді.

· Страницы – за допомогою таких об’єктів забезпечується доступ до баз даних у мережах. Крім того, сторінка доступу може включати дані із інших джерел (наприклад, робочу книгу Microsoft Excel).

· Макросы – це набір команд або дій для автоматизації повторюваних операцій з даними.

· Модули – це програмні процедури, написані на мові Visual Basic. Якщо стандартних засобів Access не вистачає для задоволення певних вимог, можна розширити можливості системи, написавши для цього необхідні модулі.

Робота з об’єктами бази даних в середовищі Access може відбуватися в двох режимах: проектувальному та експлуатаційному.

У проектувальному режимі можна створювати нові об’єкти бази (наприклад таблиці), задавати їхню структуру, змінювати властивості полів, встановлювати необхідні зв’язки. Для активізації проектувальногорежиму роботи з об’єктом бази призначені кнопки головного вікна бази даних Конструктор та Создать:

· Конструктор – надає доступ до структури обраного об’єкту і дозволяє правити не його вміст (дані), а конструкцію. Якщо це таблиця, то до неї можна додати нові поля або змінювати їхні властивості. Якщо це форма, то можна змінювати/створювати елементи управління.

· Создать - використовується для створення нових об’єктів бази.

Експлуатаційний режим призначений для заповнення бази інформацією за допомогою форм, опрацювання даних за допомогою запитів та отримання результатів опрацювання у вигляді результуючих таблиць та звітів. Для активізації експлуатаційного режиму роботи з об’єктом бази призначена кнопка Открыть.

5. Для створення нової таблиці необхідно відкрити файл бази даних. В головному вікні бази даних вибрати вкладинку Таблицы, натиснути кнопку Создать, в діалоговому вікні Новая таблица обрати режим Конструктор і натиснути кнопку ОК. В результаті на екрані з’явиться діалогове вікно для конструювання таблиці. Верхня частина вікна містить ім’я таблиці (за замовчуванням система пропонує ім’я Таблица1). По закінченню редагування, таблиці може бути присвоєне будь-яке ім’я.

Формування структури таблиці відбувається шляхом послідовного заповнення рядків вікна Таблица1. Кожний рядок цього вікна містить інформацію про одне поле таблиці, структура якої утворюється.

Кожна таблиця може бути представлена у режимі Конструктор (в якому створюється і редагується структура таблиці) і у режимі Таблицы (в якому відбувається робота з даними, що записані у таблиці).

В першому стовпчику Имя поля необхідно ввести ім’я поля таблиці, яке далі можна використовувати для звернення до відповідних даних таблиці. При записі імені поля таблиці бажано використовувати імена, що відповідають змісту інформації. При цьому імена полів, що містять декілька слів в назві бажано відокремлювати підкреслюванням.

Наприклад: Лекційних_годин, Код_студента тощо.

Для кожного поля таблиці необхідно вказати тип даних, який буде зберігатися в цьому полі. Ця інформація вводиться в відповідному рядку другого стовпчика вікна Таблица1 з назвою Тип данных. Тип даних вибирається з списку можливих типів даних відповідно до змісту тієї інформації, що зберігатиметься в даному полі таблиці.

Для моделювання даних Access пропонує такий набір типів даних

· Текстовый – алфавітно-цифрові дані (обсягом до 255 байтів)

· Поле МЕМО - алфавітно-цифрові дані до (обсягом 64000 байтів)

· Числовой – числові дані (обсягом до 8 байтів)

· Дата/время – дані у вигляді дати та часу (обсягом до 8 байтів)

· Денежный – дані про грошові суми з 4 знаками після коми (обсягом до 8 байтів)

· Счетчик – унікальне ціле число від 0 до 2 147 483 647

· Логический – логічні дані (Істина або Хиба)

· Поле объекта OLE – об’єкти програмних продуктів Windows (до 1Гбайт).

· Гиперссылка – URL адреса

· Мастер подстановок – текстова інформація зі списку або поля зі списком до 4 байт.

Нижня частина вікна формування структури таблиці називається Свойства поля ідозволяє для кожного заданого поля описувати ще його додаткові властивості, а саме: Размер поля, Формат поля, Маска ввода, Значение по умолчанию, Условие на значение, Сообщение об ошибке, Обязательное поле, Пустые строки, Индексированное поле.

Для вибору розміру поля текстового типу необхідно в рядку Размер поля вказати максимальну кількість символів для збереження у даному полі (число від 1 до 255).

Властивість Формат поля задається шляхом вибору стандартних форматів зі списку, який доступний у другому стовпчику нижньої частини вікна Свойства поля.

Властивість Маска ввода дозволяє для текстового, числового, грошового типів даних, а також типу Дата/час вводити дані з відповідними розділовими символами згідно прийнятих правил. Символи, які використовуються для задання маски вводу, наведені нижче.

Символ	Опис
	Цифра (від 0 до 9, введення обов'язкове; символи плюс [+] і мінус [-] не допускаються).
	Цифра чи пробіл (введення не обов'язкове; символи плюс і мінус не допускаються).
#	Цифра чи пробіл (введення не обов'язкове; порожні символи перетворяться в пропуски, допускаються символи плюс і мінус).
L	Буква (від A до Z чи від А до Я, введення обов'язкове).
?	Буква (від A до Z чи від А до Я, введення не обов'язкове).
A	Буква або цифра (введення обов'язкове).
a	Буква чи цифра (введення необов'язкове).
&	Будь-який символ чи пробіл (введення обов'язкове).
C	Будь-який символ чи пробіл (введення необов'язкове).
.,:; - /	Десятковий роздільник і роздільники тисяч, значень дат і часу. (Відображуваний символ залежить від параметрів мови і стандартів панелі управління Windows.)
<	Вказує на необхідність переведення усіх наступних символів у нижній регістр.
>	Вказує на необхідність переведення усіх наступних символів у верхній регістр.
!	Вказує на необхідність заповнення маски вводу праворуч-ліворуч, а не ліворуч-праворуч. Заповнення маски символами завжди відбувається ліворуч-праворуч. Знак оклику в масці введення можна поміщати в будь-яку позицію.
\	Вказує на необхідність введення будь-якого наступного символу як текстову константу. Використовується для відображення всіх перерахованих у даній таблиці символів як текстових констант (наприклад, \A виводиться як символ «A»).

Наприклад, для задання короткого формату дати можна використати маску 99:99:99. Для введення грошових сум в рублях можна використати маску вводу 000000,00”руб”. Для запису номера студентського квитка можна використати маску вводу L00000.

Заповнення рядка Значение по умолчанию дозволяє вказати значення поля таблиці, яке буде вводитися автоматично якщо користувач не ввів іншої інформації. Наприклад, для введення поточного часу в відповідному полі потрібно ввести вираз Time().

Рядок Условие на значение використовується для контролю інформації, що вводиться в таблицю. Ці умови задаються у вигляді логічних виразів. Інформація буде введена лише в тому випадку, якщо логічний вираз поверне Істину. Логічні вирази можуть включати такі оператори:

< Менше ніж

<= Менше або рівне

> Більше ніж

>= Більше або рівне

= Рівне

<> Нерівне

IN() Перевіряє на рівність будь-якому значенню зі списку, список записується у дужках, елементи розділяються символом;;”

BETWEEN Перевіряє, чи знаходиться значення поля всередині діапазону. Верхня і нижня межі діапазону розділяються оператором AND

LIKE Перевіряє відповідність текстового поля або поля Мемо заданому шаблону символів

AND Логічна зв’язка і

OR Логічна зв’язка або

Рядок Сообщение об ошибке використовується для виведення на екран повідомлення користувача у випадку, коли введене значення не відповідає умові на допустиме значення.

Якщо у рядку Обязательное поле вибрати значення ДА, то введення інформації в це поле при заповненні таблиці є обов'язковим.

Значення у рядку Пустые строки дозволяє або забороняє введення в текстові та Мемо поля порожніх рядків.

Властивість Индексированное поле дозволяє для полів усіх типів (крім Мемо і OLE) прискорити процедуру знаходження інформації, якщо в умові пошуку використовується умова на індексоване поле.

Кожна таблиця, що входить до складу бази даних, не повинна містити хоча б два однакових рядка. Для забезпечення унікальності рядків таблиці в структурі кожної таблиці повинно бути присутнім одне чи декілька полів, інформація в яких ніколи не може повторюватись. Таке поле, або сукупність таких полів називають первинним ключем. Для використання деякого поля у якості поля первинного ключа слід виконати команду Правка/Ключевое поле або використати відповідну піктограму.

Для поля первинного ключа як правило вказується тип даних Счетчик, розмір поля - Длинное целое. При цьому унікальність поля забезпечується автоматично. Якщо обирається інший тип поля (наприклад, текстовий), то його унікальність користувач має забезпечувати самостійно, оскільки при повторному введені у таке поле одного і того ж значення з’явиться відповідне повідомлення про те, що значення поля повинно бути змінено. Для призначення декількох полів в якості первинного ключа, потрібно їх виділити за допомогою миші (утримуючи клавішу CTRL), післячоговиконати команду Правка à Ключевое поле.

Для створення та заповнення даними таблиць можна також використовувати функцію імпортування даних MS ACCESS. Імпортування даних передбачає створення у поточній базі даних об’єкту (таблиці, запиту, звіту тощо) на основі деякого об’єкту, що зберігається у іншій базі даних чи у електронній книзі MS EXCEL. При цьому якщо таблиця зберігається у книзі MS EXCEL, то перший рядок таблиці EXCEL повинен містити назви полів таблиці.

Імпортування таблиці з зовнішнього файлу MS EXCEL

1. Активізувати послугу головного меню MS Access ФайлÞВнешние данныеÞИмпорт...

2. У диалоговому вікні Импорт, що з’явиться, вибрати тип файлів Microsoft Excel (*.xls), та вибрати файл зовнішньої електронної книги, що містить дані для таблиці. В результаті буде акивовано Майстер імпортування даних, при чому на екрані з’явиться діалогове вікно Майстра (рис.2.1).

3. На першому кроці Майстра (у першому вікні) потрібно вибрати з переліку сторінку електронної книги EXCEL, на якій зберігаються дані для імпорту, та натиснути кнопку Далее.

4. На другому кроці роботи Майстра потрібно встановити відмітку біля пункту Первая строка содержит заголовки столбцов, та натиснути кнопку Далее.

5. На третьому кроці роботи майстра потрібно вибрати з переліку таблицю поточної бази даних Access, у якій потрібно зберегти імпортовані дані, та “натиснути” кнопку Готово. При цьому дані з електронної таблиці будуть скопійовані у вибрану таблицю бази даних.

Рисунок 1

Створення схеми бази даних, цілісність бази даних

Для організації складних і ефективних моделей даних окремі таблиці, що входять до бази даних, зв’язуються між собою співвідношенням “один до багатьох”. Принцип зв’язування таблиць співвідношенням “один до багатьох” полягає в можливості співставляти одному запису в першій таблиці будь-яку (багато) кількість записів другої таблиці. Принцип побудови зв’язку між таблицями продемонструємо на прикладі двох об’єктів “Задачі автоматизації діяльності навчальної частини по управлінню навчальним процесом”. Щоб записати повну модель об’єкта Навчальний план необхідно використати 3 таблиці: Навчальний план, Дисципліна, Дисципліни_Навчального_плану. Перші дві таблиці несуть загальну інформацію про прості об’єкти Навчальний план і Дисципліна, третя таблиця показує, з яких саме дисциплін складається конкретний навчальний план. Тобто третя таблиця дозволяє вказати, що до одного Навчального плану можуть входити багато Дисциплін. Так само, як одна дисципліна може входити до багатьох Навчальних планів.