Гайдамакин Н.А. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных. Вводный курс Учебное пособие

Подождите немного. Документ загружается.

4.2. Ввод, загрузка и редактирование данных

Название поля

Запись 1

' • ЗаачешВ' '•

,,'. . 1аля.1

Завись 2

Название

пшя

Зтчеххе

яаля 2

Название

ПОЛЛ

Лначвние *

Горизонтальный

скродпинг

по полям

С=)

Рис. 4.5. Горизонтальный

способрасполоэюепия

полей записей

Во втором способе каждая запись отображается в виде таб-

личной строки и на экране может отображаться не одна, а не-

сколько строк, что дает возможность пользователю производить

анализ и просмотр сразу группы записей. Вместе с тем при до-

статочно большом количестве полей (столбцов) таблицы все они

могут не уместиться на экране по горизонтальным строкам. В

этом случае пользователь видит сразу не всю запись (записи), а

лишь некоторый вертикальный фрагмент, и восприятие записи

как отдельного объекта несколько расплывается. Для просмот-

ра всех полей организуется их горизонтальная прокрутка. С уче-

том того что, как правило, ключевые поля располагаются пер-

выми в строках-записях, при использовании горизонтальной

прокрутки происходит «отрыв» ключевой информации, иден-

тифицирующей каждую конкретную строку, от информации по

другим полям записи.

Таким образом, и тот и другой способ отображения запи-

сей имеет свои преимущества и недостатки. Практически все

реляционные СУБД предоставляют возможность работы с дан-

ными и тем и другим способом.

Реализация непосредственного ввода данных в табличном

режиме или через формы осуществляется через «открытие»

соответствующей таблицы базы данных. При открытии таб-

лицы страницы файла данных, содержащие просматриваемые

131

4, Ввод, обработка и вывод данных в

фактографических

АИС

записи таблицы, помещаются в буферы оперативной памяти и

отображаются в том

или

ином режиме. Непосредственный ввод

и корректировка данных при этом осуществляются через ис-

пользование табличного курсора, позаимствованного из тех-

нологии работы в табличных редакторах.

В табличном режиме табличный курсор может свободно

перемещаться по ячейкам таблицы, определяя в каждый мо-

мент так называемую текущую строку и текущую ячейку. Вво-

димые с клавиатуры данные автоматически помещаются в те-

кущую ячейку, т. е. имитируется работа с таблицами в таблич-

ных редакторах. Вместе с тем по сравнению с табличными

редакторами имеется все же одно принципиальное отличие.

Единичным элементом ввода данных в СУБД,

как

уже отмеча-

лось, является кортеж-запись, т. е. табличная строка целиком, а

не отдельно взятая ячейка. Поэтому СУБД в режиме открытой

таблицы явно (через специальные команды) или неявно (при

перемещении табличного курсора на другую строку) осуществ-

ляет фиксацию изменений в существующей строке или фикси-

рует новую строку в файле базы данных, т. е. фиксирует соот-

ветствующую транзакцию. При этом проверяется соответствие

введенных или откорректированных данных установленным

типам полей, уникальность значений ключевых полей, выпол-

нение других ограничений целостности данных. Если обнару-

живается какое-либо несоответствие, то отвергается фиксация

сразу всей строки, а не конкретной ячейки.

Ввод новой записи осуществляется через активизацию в

конце таблицы специальной «пустой» строки открытой табли-

цы. В некоторых случаях таблицы могут открываться только

для ввода новых

данных—так

называемый режим открытия

на добавление. В этом случае в открытой таблице показывает-

ся только одна «пустая» строка для ввода новых данных.

Вертикальный способ отобраэ/сепия полей записей в совре-

менных СУБД вместе с идеями электронных бланков трансфор-

мировался в технику форм. Естественным и интуитивно-понят-

ным способом работы со структурированной информацией для

132

4,2. Ввод, загрузка

редактирование данных

большинства

«обычных»^

людей являются всевозможные блан-

ки, анкеты ит. п. «бумажные» формы. Формы в СУБД как

раз

выполняют функции предоставления пользователям привычно-

го интерфейса при вводе структурированных данных с имита-

цией «заполнения» бланков, анкет и т. п.

Таким образом, формаъ СУБД представляет собой специ-

альный

экранный

объект,

включающий

поля для ввода данных

одной записи базовой таблицы и другую поясняющую инфор-

мацию. На рис. 4.6 приведен пример формы для ввода, про-

смотра и изменения данных в таблице «Сотрудники» базы дан-

ных известной организации.

Лк^ОАО

"РОГА и

КОПЫТ

А"

Личный номер сотрудника

Фамилия

Имя :

Отчество

Должность

Гсд

рождения

Дополнительные данные

008

Бёндер

Остст

Ибрагимович

Председатель концессии

1995

Жгучий

Запись

№

Рис.

4.6.

Пример формы для

ввода/просмотра/измепеиия

данных

Записи соответствующей таблицы через форму «прокручи-

ваются» по вертикали. Присутствует также аналог табличного

"•То

есть в данном контексте не являющихся профессиом;1лы1ыми программиста-

ми.

133

4. Ввод, обработка и вывод данных в фактографических АИС

курсора, определяющий текущее

поле

для ввода/изменения дан-

ных. Так же как и в табличном режиме, форма может откры-

ваться только на ввод новых данных, т. е. ърелсиме добавления

без возможности просмотра ранее введенных в таблицу дан-

ных.

Форма может отображать записи или предоставлять воз-

можность для ввода новых записей одной {базовой) таблицы.

Однако идея экранных форм в реляционных СУБД оказалась

более плодотворной, чем просто предоставление удобств для

ввода/просмотра сразу всех полей одной записи. В определен-

ных случаях «бумажная» информационная технология, которую

автоматизирует банк данных АИС, предусматривает накопле-

ние и образование данных сразу в комплексе по ряду информа-

ционных задач. К примеру, при ведении учета командировок

сотрудников в бухгалтерии используются специальные блан-

ки, в которых отображается информация по сотруднику (ФИО,

Подразделение, Должность, Сл. тел.) и данные собственно по

командировке (Дата начала. Дата

окончания.

Полученный аванс,

Фактические расходы, Пункты назначения, Служебные зада-

ния). При проектировании базы данных для автоматизации та-

кого учета, исходя из требований нормализации таблиц, пере-

численные выше в «бумажном» бланке данные распределяют-

ся сразу по нескольким связанным таблицам «Сотрудник»,

«Командировка», «Пункты», «Служебные задания».

Техника

форм

СУБД предоставляет возможность создавать

«комплексные» электронные бланки для ввода информации сра-

зу в несколько связанных таблиц. Такие формы называются

структурными (сложными) и обеспечивают естественный в

технологическом плане совместный ввод данных в связанные

таблицы. Чаще всего такой способ позволяет вводить и про-

сматривать записи, находящиеся в таблицах, связанных отно-

шением «Один-ко-многим». При прокрутке записей в главной

форме, отражающей записи базовой таблицы на стороне «один»,

в структурных элементах, называемых иногда «подчиненными»

формами, прокручиваются связанные записи из таблиц на сто-

роне «многие». На рис. 4.7 приведен пример такой формы.

134

4.2. Ввод, загрузка

редактирование

данных

Командщ)овки

по

сотруднихад!

^ш^^^1!и><^.^}^^1щ^14» ^

Согрета

Фамипил

Им л

От\€стео

Подрагделение

Должность

Шшмв»"'^,

;-=«

Комащировки

-Отдех

скававн»?

-^.^^ *

Пункт

Москва

1С

арат

ОБ

Дата

убытия

1.02.98

11.0358

Дета

прибытия

10.02.98

12.04.98

А^а-ж

1500р.

437

р.

Факт.

расходы

1497р.

677р.

ПНЖБЖ П

Тикфсн

331

Запись

К!2

Рг/с.

4.7.

Пример формы для ввода данных в таблицы, связанные

отношением «Один-ко-многим»

Зачастую при создании базы данных новой АИС часть дан-

ных уже имеется в электронном виде в других, ранее создан-

ных базах данных. Если это базы данных того же формата, т. е.

созданные и функционирующие под управлением той же СУБД,

или другой реляционной СУБД, поддерживающей основанный

на языке

8^^

специальный протокол обмена данными между

реляционными СУБД

—

ОВВС^ (Ореп

ВаШЬазе

Соппес11у11у),

то имеется возможность вводить, или, как в этом случае гово-

рят, загружать данные из таблиц, находящихся в файлах дру-

гих (внешних) баз данных. Такая загрузка реализуется на осно-

ве техники запросов на изменение данных, в качестве источни-

ков которых указываются таблицы в других

БД \

Ряд СУБД предоставляет возможность загружать таблич-

ные данные, созданные и находящиеся под управлением не

СУБД, а приложений другого типа—табличных и текстовых

редакторов. В этом случае говорят об импорте данных из вне-

шних источников. Ввод данных при этом осуществляется на

основе «знания» СУБД формата внешних табличных данных и

соответствующей их трансформации в структуры реляционных

таблиц. Некоторые СУБД предоставляют возможность ввода в

' Сгандартный протокол доступа к данным на серверах баз данных

50^,.

* Запросы на изменения данных рассматриваются в п. 4.3.2.2.

135

4. Ввод, обработка и вывод данных в

фактографических

АИС

реляционные таблицы текстовых данных, размеченных специ-

альными разделителями на последовательно расположенные

дискретные порции. Каждая такая порция помещается в соот-

ветствующее поле табличной строки по принципу последова-

тельного заполнения строк таблицы «Слева-направо, Сверху-

вниз». При этом СУБД проверяет соответствие вводимых зна-

чений установленным типам полей, а также другим параметрам

полей и ограничениям целостности данных.

Таким образом, в современных реляционных СУБД имеет-

ся развитый арсенал возможностей по вводу и загрузке дан-

ных, который позволяет эффективно решать задачи по напол-

нению БД данными.

4.2.2. Особенности ввода и загрузки данных

в СУБД с сетевой моделью организации

данных

Характерной особенностью логической и физической

структуры данных в сетевых СУБД, как уже отмечалось, явля-

ется хранение информации по связям между информационны-

ми объектами как отдельных самостоятельных объектов—на-

боров экземпляров связей. В результате более сложная, чем в

реляционных СУБД структура данных, определяет использо-

вание в сетевых СУБД преимущественно нелинейных струк-

тур физической организации данных, что обеспечивает более

эффективный доступ к данным, но вместе с тем вызывает по-

вышенные затраты на изменения (добавление, удаление, редак-

тирование) данных. Любые процессы модификации данных в

большинстве случаев приводят к необходимости «перетряски»

всего банка данных, что чрезвычайно замедляет ввод и редак-

тирование данных.

Поэтому в СУБД с сетевой организацией данных непос-

редственный ввод данных (ручной ввод с клавиатуры) чаще

всего построен по принципу «стакана

емкости». Сначала

данные вводятся в так называемое «входное сообщение». Спе-

циальный интерфейс в таких СУБД предоставляет пользовате-

136

4.2. Ввод, загрузка и

редактирование

данных

лю возможности ввода данных во входное сообщение по ана-

логии с непосредственным вводом данных в реляционных

СУБД—табличном режиме или в режиме форм. При этом дан-

ные физически размещаются во временном файле — стакане.

Кроме того, в отличие от реляционных СУБД, пользователь

может вводить данные сразу в различные (связанные) табли-

цы, непосредственно «переходя» по полям-отсылкам из одного

объекта (таблицы) в другой.

После подготовки файла входного сообщения, который раз-

мещается, так же как и файл базы данных, на внешней диско-

вой памяти, осуществляется загрузка входного сообщения в базу

данных, т. е. «стакан» выливается в «емкость»'^ СУБД при этом

«перетасовывает» всю базу данных, вставляя новые, изменяя

месторасположение «старых» записей, модифицируя физичес-

кие адреса отсылок и т. д.

Дополнительной проблемой при этом является отоэюде-

ствлеиие

новых и старых записей. В реляционных СУБД эта

проблема решается исключительно на основе уникальности

значений ключевых полей. Новая запись с уже существующим

значением ключевого поля в реляционных СУБД автоматичес-

ки отвергается и данные по ней можно ввести только путем

корректировки полей уже существующей записи с соответству-

ющим значением ключевого поля'".

В сетевых СУБД, ввиду поддержки полей с множествен-

ным характером значений, обеспечивается «слияние» данных.

При слиянии записей из входного сообщения с уже существу-

ющими записями в базе данных поля с множественным типом

значений объединяются, а по полям с единичным характером

значений устанавливаются дифференцированный режим заме-

ны или отвержения нового значения.

' Отсюда, собственно, исторически и возникли различия в понимании терминов

«ввод» и «загрузка».

'" В этом, кстати, проявляется один существенный недостаток реляционных

СУБД

— отсутствие

возможностей

темпор.шьного

отображения данных, т. е. отобра-

жения данных с предысторией их изменения.

137

4, Ввод, обработка

вывод данных в фактографических АИС

4.3. Обработка данных

Обработка данных представляет собой емкое понятие,

включающее широкий набор различных функций и операций

по удовлетворению информационных потребностей пользова-

теля. Тем не менее в технологическом плане этот широкий на-

бор удобно разделить на

три

группы:

• поиск, фильтрация и сортировка данных;

• запросы к базе данных;

• механизм реализации событий, правил (триггеров) и про-

цедур в базе данных.

На практике работа пользователя с базой данных может

включать сразу весь комплекс операций, однако с методичес-

кой точки зрения целесообразно рассмотреть их последователь-

но.

4.3.1. Поиск, фильтрация и сортировка данных

Операции по поиску, фильтрации и сортировке данных ре-

ализуют самые простые информационно-справочные потреб-

ности пользователей, но являются, вероятно, наиболее часты-

ми при работе с базами данных.

Отличительная особенность операций по поиску, фильтра-

ции и сортировке данных заключается в том, что они осуще-

ствляются в режиме открытой таблицы или формы. Забегая

несколько вперед, следует отметить главную отличительную

особенность этих операций по сравнению с запросами на вы-

борку к базам данных —резулыпатом операций по поиску или

фильтрации данных является изменение состояния просмот-

ра открытой таблицы (формы), но не самих данных, которые

физически остаются в той же таблице и в том же порядке. На-

пример, результатом поиска какой-либо конкретной записи в

открытой таблице является установление табличного курсора

на ключевое поле искомой записи-строки или «показ» (отобра-

жение) в открытой форме полей искомой записи.

Собственно поиск данных реализуется в виде:

• поиска записи по ее номеру;

138

4.3. Обработка данных

• поиска записи (записей) по значению

(значениям)

какого-

либо поля;

• поиска записей с помощью фильтров (фильтрация).

Поиск записи по ее номеру производится на ос\лоьй меха-

низма распределения записей по страницам файла данных. Ре-

зультатом такого поиска является перевод табличного курсора

в ключевое поле соответствующей записи или «показ» в форме

полей искомой записи.

Поиск записи по значению поля осуществляется также на

основе механизма распределения записей по страницам файла

данных с использованием техники вхождения образца в значе-

ния просматриваемого поля. Результатом поиска является ус-

тановка табличного курсора в соответствующее поле найден-

ной записи. Если записей с искомым значением выделенного

поля несколько, тогда, как правило, реализуется последователь-

ная «остановка» (последовательный просмотр) табличного кур-

сора в

соответствующих

полях найденных записей.

Фильтр представляет собой набор условий, применяемых

для отбора подмножества записей. Результатом фильтрации

является «показ» (отображение) в открытой таблице или фор-

ме только отфильтрованных записей с временным «скрытием»

всех остальных записей. При этом остальные записи физичес-

ки никуда не перемещаются, не удаляются и вновь отобража-

ются в открытой таблице после «снятия» фильтра.

Набор условий, определяющих фильтр, формируется в раз-

личных СУБД по-разному, но общепринятым является исполь-

зование выразкений в условиях отбора данных. Под выраже-

нием в данном случае понимается структура, подобная обыч-

ному математическому выражению. Аргументами выражения

могут быть числа, даты, текст, имена полей, которые соединя-

ются знаками математических операций, неравенств (+, -, *, /,

>, <,

и логических операций (АКБ,

ОК,

НОТ). При этом тек-

стовые значения и аргументы заключаются в кавычки («Ива-

нов»), даты в символы #

(#01.01.98#).

Как отмечалось при рассмотрении реляционной модели

данных, строки в таблицах формируются и хранятся в неупо-

139

4. Ввод, обработка

вывод данных в фактографических АИС

рядоченном виде. Вместе с тем одной из простых, но частых

информационных потребностей пользователя при работе с ба-

зой данных является как раз упорядочение записей по возрас-

танию/убыванию или по алфавиту по определенному полю

(например, по полям дат, по полям с размерами должностных

окладов, по полю с фамилией сотрудников и т. п.). Такие про-

цедуры реализуются

сортировкой

данных,

которая упорядо-

чивает последовательность расположения строк открытой таб-

лицы по значениям какого-либо поля. При этом в файле базы

данных строки таблицы физически остаются не упорядочен-

ными. Иначе говоря, сортировка строк открытой таблицы про-

исходит только в буферах страниц в оперативной памяти. Но-

вый порядок расположения строк таблицы (т. е. их размещение

по страницам файла БД) может быть зафиксирован специаль-

ной командой при закрытии таблицы.

При больших объемах таблиц (при большом количестве

строк-записей) операции сортировки могут занимать продол-

жительное время, которое существенно сокращается, если сор-

тировка осуществляется по индексированному полю. В этом

плане опыт эксплуатации базы данных может привести к уточ-

нению списка индексированных полей в таблицах.

4.3.2. Запросы в реляционных СУБД

Запросы являются наиболее распространенным видом об-

работки данных при решении пользователями АИС темати-

ческих, логических, статистических

технологических инфор-

мационных задач. Иначе говоря, для удовлетворения сложных

информационных потребностей пользователи «общаются» с

базой данных через запросы.

Запрос представляет собой спецификацию (предписание)

на специапьном языке (языке базы данных) для обработки дан-

ных. В реляционных СУБД запросы к базе данных выражают-

ся, соответственно, на языке

8^^.

Формирование запросов в СУБД может осуществляться в

специалы ЮМ редакторе (командный режим) или через нагляд-

но-диалоговые средства (конструкторы) и пошаговые

масте-

140