Горев А., Макашарипов С., Ахаян Р. Эффективная работа с СУБД

Подождите немного. Документ загружается.

А. Горев, С. Макашарипов, Р. Ахаян. Эффективная работа с СУБД

Часть 1. Что надо знать для создания системы обработки

данных

Глава 1. Постановка задачи и разработка бизнес-правил

1.1. Некоторые определения

1.2. Описание, постановка задачи и разработка бизнес-правил

Глава 2. Основы теории проектирования баз данных

2.1. Информационная модель данных

Последовательность создания информационной модели

Взаимосвязи в модели

Типы моделей данных

2.2. Проектирование базы данных

Этап 1. Определение сущностей

Этап 2. Определение взаимосвязей между сущностями

Этап 3. Задание первичных и альтернативных ключей, определение атрибутов сущностей

Этап 4. Приведение модели к требуемому уровню нормальной формы

Этап 5. Физическое описание модели

2.3. Словарь данных

2.4. Администрирование базы данных

Глава 3. Обзор возможностей и особенностей различных СУБД

3.1. Средства быстрой разработки приложений

3.2. Visual FoxPro

Project Manager

Database Designer

Form Designer

Visual Class Designer

Query / View Designer

Connection Designer

Report/Label Designer

Menu Designer

Вспомогательные средства разработчика

3.3. Access

Запросы

Формы

Отчеты

Макросы

Система защиты

3.4. Visual Basic

3.5. MS SQL Server

3.6. Руководство для покупателя

Глава 4. Основы языка программирования

4.1. Что такое язык программирования

4.2. Как написать программу

4.3. "Горячая десятка"

converted to PDF by HupBaH9I

4.4. Еще несколько навязчивых советов

Глава 5. Объектно-ориентированное программирование

5.1. Объектная модель и ее свойства

5.2. Объекты и их свойства

Объекты для работы с данными

Объекты для управления работой приложения

Объекты для оформления интерфейса пользователя

Объекты-контейнеры

Невизуальные объекты

Объекты OLE

5.3. Управление событиями

5.4. Использование методов

Часть 2. Проектирование системы обработки данных

Глава 6. Создание базы данных

6.1. Visual FoxPro

Создание и модернизация структуры базы данных

Использование словаря данных

Создание и модернизация структуры таблиц

6.2. Access

6.3. Visual Basic

6.4. MS SQL Server

Планирование процесса наращивания

Глава 7. Средства работы с данными

7.1. Организация ввода данных, их поиска и редактирования

Работа с данными в Visual FoxPro

Работа с данными в Microsoft Access

7.2. Создание SQL-запросов

Запросы выборки

Запросы добавления

Запросы обновления

Запросы удаления

7.3. Изменение структуры данных с помощью SQL

7.4. Запросы и локальные представления в Microsoft Visual FoxPro

7.5. Запросы в Microsoft Access

Запрос добавления

Запрос - Создание таблицы

Запрос удаления

Запрос обновления

Перекрестный запрос

7.6. Работа с данными в локальной сети

Visual FoxPro

Несколько советов по увеличению производительности при работе в сети в приложениях

MicroxPro

Microsoft Access

Глава 8. Использование технологии клиент-сервер

8.1. Работа с внешними данными с помощью технологии ODBC

Команды Transact-SQL

converted to PDF by HupBaH9I

Создание представлений

Создание триггеров

8.2. Использование Visual FoxPro для разработки клиентского приложения

Синхронный и асинхронный процессы

Создание внешних представлений

8.3. Использование Access и Visual Basic для разработки клиентского приложения

8.4. Использование ODBC API для доступа к внешним данным

8.5. Remote Data Objects

8.6. Внешнее управление сервером с помощью SQL-DMO

Часть 3. Разработка пользовательской программы

Глава 9. Разработка пользовательского интерфейса

9.1. Инструментарий разработчика

9.2. Конструируем форму

Создание формы "Прием заказов" на Visual FoxPro

Создание формы "Прием заказов" на Access

9.3. Разработка управляющего меню

Разработка меню в Visual FoxPro

Разработка меню в Access

Глава 10. Использование готовых компонентов в приложении

10.1. Основные преимущества модульного проектирования прикладных программ

10.2. Как правильно использовать OLE 2.0

Возможности OLE 2.0

Использование OLE Automation

Управление объектами Excel

Управление объектами Word for Windows

10.3. Использование OLE Automation для передачи данных

Построение графиков с помощью MS Graph 5.0

Построение графиков с помощью MS Excel 7.0

Построение отчета в Word for Windows

Запись информации в Schedule+

10.4. Применяем ActiveX

Иерархический список

Календарь

Глава 11. Подготовка отчетных данных

11.1. Создание отчетов в Visual FoxPro

Управление режимом печати

11.2. Создание отчетов в Access

Глава 12. Подготовка и отладка пользовательского приложения

12.1. Общие принципы отладки приложения

12.2. Инструментальные средства отладки

Отладка программы в Visual FoxPro

Отладка программы в Access

Обработка ошибок процессора баз данных в Access

Отладка программы в Visual Basic

12.3. Подготовка приложения для распространения

converted to PDF by HupBaH9I

Приложение 1. Дополнительные возможности новой версии

Visual FoxPro 5.0

Визуальные средства проектирования

Поставка программного пакета

Требования к установке

Project Manager

Работа с кодом программы

Создание базы данных

Работа с данными

Расширение возможностей технологии клиент-сервер

Построение пользовательского интерфейса

Расширение функций OLE

Отладка приложения

Приложение 2. Взаимозаменяемость команд и функций Visual

FoxPro и Visual Basic

Глава 1

Постановка задачи и разработка бизнес-

правил

1.1. Некоторые определения

1.2. Описание, постановка задачи и разработка бизнес-правил

Создать хорошее приложение для обработки данных непросто. Это непросто, даже если вы

создаете программу "для внутреннего использования", то есть для себя или своих коллег.

Создание коммерческого приложения труднее в несколько раз, почему это так, вы поймете после

прочтения этой книги. Для начала скажем, что если вы пишете приложение для себя или других

пользователей и начали работу с создания файлов и заполнения их данными, считайте, что

первая ошибка уже совершена. Опыт показывает, что пока у вас нет четкого и подробного

представления о будущем проекте, СУБД - система управления базами данных - вам не нужна.

1.1. Некоторые определения

В черновике рукописи этот параграф назывался "Основные определения теории..."

Внимательно следя за первыми рецензентами и неизменно наблюдая резкую смену выражения

лиц, авторы, не рассчитывая на большую, чем у рецензентов, выдержку читателей, с помощью

клавиши Del сильно откорректировали текст. И хотя в заголовке вместо слова "основные"

появилось "некоторые", в этом параграфе вы найдете описание терминов, наиболее, на наш

взгляд, важных для программиста, который собирается написать приложение для автоматизации

обработки данных.

В данном параграфе мы рассмотрим следующие понятия:

• предметная область;

• объект и классы объектов;

• атрибуты и элементы данных;

• значения данных;

• ключевой элемент данных, первичный ключ и альтернативные ключи;

• запись данных;

• тип данных и домены;

• таблица;

• представление;

• связь;

converted to PDF by HupBaH9I

• хранимые процедуры;

• триггеры;

• правила;

• ссылочная целостность;

• нормализация отношений;

• словарь данных.

Каждой цивилизации приходится иметь дело с обработкой информации. С развитием

экономики и ростом численности населения возрастает и объем взаимосвязанных данных,

необходимых для решения коммерческих и административных задач. Взаимосвязанные данные

называют информационной системой. Такая система в первую очередь призвана облегчить труд

человека, но для этого она должна как можно лучше соответствовать очень сложной модели

реального мира.

Ядром информационной системы являются хранимые в ней данные. На любом предприятии

данные различных отделов, как правило, пересекаются, то есть используются в нескольких

подразделениях или вообще являются общими. Например, для целей управления часто нужна

информация по всему предприятию. Заказ комплектующих невозможен без наличия информации

о запасах. Хранящиеся в информационной системе данные должны быть легко доступны в том

виде, в каком они нужны для конкретной производственной деятельности предприятия. При этом

не имеет существенного значения способ хранения данных. Сегодня на предприятии мы можем

встретить систему обработки данных традиционного типа, в которой служащий вручную

помещает данные в скоросшиватель, и рядом с ней - современную систему с применением самой

быстродействующей ЭВМ, сложнейшего оборудования и программного обеспечения. Несмотря на

поразительную несхожесть, обе эти системы обязаны предоставлять достоверную информацию в

определенное время, определенному лицу, в определенном месте и с ограниченными затратами.

Чтобы понять процесс построения информационной системы, необходимо знать ряд терминов,

которые применяются при описании и представлении данных.

Предметной областью называется часть реальной системы, представляющая интерес для

данного исследования.

При проектировании автоматизированных информационных систем предметная область

отображается моделями данных нескольких уровней. Число используемых уровней зависит от

сложности системы, но в любом случае включает логический и физический уровни. Предметная

область может относиться к любому типу организации (например, банк, университет, больница

или завод).

Необходимо различать полную предметную область (крупное производственное предприятие,

склад, универмаг и т.д.) и организационную единицу этой предметной области. Организационная

единица в свою очередь может представлять свою предметную область (например, цех по

производству кузовов автомобильного завода или отдел обработки данных предприятия по

производству ЭВМ). В данном случае цехи и отделы сами могут соответствовать определенным

предметным областям.

Информация, необходимая для описания предметной области, зависит от реальной модели и

может включать сведения о персонале, заработной плате, товарах, накладных, счетах, отчетах

по сбыту, лабораторных тестах, финансовых сделках, историях болезней, то есть сведения о

людях, местах, предметах, событиях и понятиях.

Объектом называется элемент информационной системы, информацию о котором мы сохраняем.

В реляционной теории баз данных объект называется сущностью.

Объект может быть реальным (например, человек, какой-либо предмет или населенный пункт)

и абстрактным (например, событие, счет покупателя или изучаемый студентами курс). Так, в

области продажи автомобилей примерами объектов могут служить МОДЕЛЬ АВТОМОБИЛЯ,

КЛИЕНТ и СЧЕТ. На товарном складе - это ПОСТАВЩИК, ТОВАР, ОТПРАВЛЕНИЕ и т. д. Каждый

объект обладает определенным набором свойств, которые запоминаются в информационной

системе. При обработке данных часто приходится иметь дело с совокупностью однородных

объектов, например таких, как служащие, и записывать информацию об одних и тех же

свойствах для каждого из них.

converted to PDF by HupBaH9I

Классом объектов называют совокупность объектов, обладающих одинаковым набором

свойств.

Таким образом, для объектов одного класса набор свойств будет одинаков, хотя значения этих

свойств для каждого объекта, конечно, могут быть разными. Например, класс объектов МОДЕЛЬ

АВТОМОБИЛЯ будет иметь одинаковый набор свойств, описывающих характеристики

автомобилей, и каждая модель будет иметь различные значения этих характеристик.

Объекты и их свойства являются понятиями реального мира. В мире информации,

существующем в представлении программиста, говорят об атрибутах объектов.

Атрибут - это информационное отображение свойств объекта. Каждый объект характеризуется

рядом основных атрибутов.

Например, модель автомобиля характеризуется типом кузова, рабочим объемом двигателя,

количеством цилиндров, мощностью, габаритами, названием и т. д. Клиент магазина,

продающего автомобили, имеет такие атрибуты, как фамилию, имя, отчество, адрес и, возможно,

идентификационный номер. Каждый атрибут в модели должен иметь уникальное имя -

идентификатор. Атрибут при реализации информационной модели на каком-либо носителе

информации часто называют элементом данных, полем данных или просто полем. Взаимосвязь

между перечисленными выше понятиями проиллюстрирована схемой, приведенной на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Три области представления данных

Таблица - это некоторая регулярная структура, состоящая из конечного набора однотипных

записей. В некоторых источниках таблица называется отношением.

Мы постараемся избегать последнего термина, так как с развитием реляционной теории

"отношением" наряду с термином "связь" часто стали называть связи между таблицами. Каждая

запись одной таблицы состоит из конечного (и одинакового!) числа полей, причем конкретное

поле каждой записи одной таблицы может содержать данные только одного типа.

Значение данных представляет собой действительные данные, содержащиеся в каждом

элементе данных.

Элемент данных "НАИМЕНОВАНИЕ МОДЕЛИ" может принимать такие значения, как "Voyager'96

3.8 Grand", "Continental 4.6" или "Crown Victoria 4.6". В зависимости от того, как элементы

данных описывают объект, их значения могут быть количественными, качественными или

описательными.

Информацию о некоторой предметной области можно представить с помощью нескольких

объектов, каждый из которых описывается несколькими элементами данных. Принимаемые

элементами данных значения называются данными. Единичный набор принимаемых элементами

данных значений называется экземпляром объекта. Объекты связываются между собой

определенным образом. Соответствующая модель объектов с составляющими их элементами

converted to PDF by HupBaH9I

данных и взаимосвязями называется концептуальной моделью. Концептуальная модель дает

общее представление о потоке данных в предметной области.

Некоторые элементы данных обладают важным для построения информационной модели

свойством. Если известно значение, которое принимает такой элемент данных объекта, мы можем

идентифицировать значения, которые принимают другие элементы данных этого же объекта.

Например, зная уникальный номер модели автомобиля - 7, мы можем определить, что это

"Voyager'96 3.8 Grand" и что рабочий объем двигателя у данной модели "3778".

Ключевым элементом данных называется такой элемент, по которому можно определить

значения других элементов данных.

Однозначно идентифицировать объект могут два и более элемента данных. В этом случае их

называют "кандидатами" в ключевые элементы данных. Вопрос о том, какой из кандидатов

использовать для доступа к объекту, решается пользователем или разработчиком системы.

Выбирать ключевые элементы данных следует тщательно, поскольку правильный выбор

способствует созданию достоверной концептуальной модели данных.

Первичный ключ - это атрибут (или группа атрибутов), которые единственным образом

идентифицируют каждую строку в таблице.

Понятие первичного ключа является исключительно важным в связи с понятием целостности

баз данных, которое мы подробно рассмотрим в конце этого параграфа.

Альтернативный ключ - это атрибут (или группа атрибутов), несовпадающий с первичным

ключом и уникально идентифицирующий экземпляр объекта.

Например, для объекта "служащий", который имеет атрибуты "ИДЕНТИФИКАТОР СЛУЖАЩЕГО",

"ФАМИЛИЯ", "ИМЯ" и "ОТЧЕСТВО", группа атрибутов "ФАМИЛИЯ", "ИМЯ", "ОТЧЕСТВО" может

являться альтернативным ключом по отношению к атрибуту "ИДЕНТИФИКАТОР СЛУЖАЩЕГО" (в

предположении, что на предприятии не работают полные тезки).

Запись данных - это совокупность значений связанных элементов данных.

На рис. 1.2 такими элементами данных являются уникальный ключ и наименование модели,

рабочий объем, количество цилиндров и мощность двигателя. Например, одна из записей - "7

Voyager'96 3.8 Grand 3778 6 164,0". Эта строка представляет собой значения, которые

принимают элементы данных объекта МОДЕЛЬ АВТОМОБИЛЯ (MODEL). Такие строки формируют

записи данных. Записи хранятся на некотором носителе, в качестве которого может выступать

человеческий мозг, лист бумаги, память ЭВМ, внешнее запоминающее устройство и т. д.

Рис. 1.2. Записи данных объекта MODEL

Тип данных характеризует вид хранящихся данных.

converted to PDF by HupBaH9I

Понятие типа данных в информационной модели полностью адекватно понятию типа данных в

языках программирования. Обычно в современных СУБД допускается хранение символьных,

числовых данных, битовых строк, специализированных числовых данных (например, суммы в

денежных единицах), а также данных специального формата (дата, время, временной интервал и

пр.). В любом случае при выборе типа данных следует учитывать возможности той СУБД, с

помощью которой будет реализовываться физическая модель информационной системы.

Доменом называется набор значений элементов данных одного типа, отвечающий поставленным

условиям.

Понятие домена более специфично для баз данных, хотя и имеет определенные аналогии с

подтипами в некоторых языках программирования. В самом общем виде домен определяется

заданием некоторого базового типа данных, к которому относятся элементы домена, и

произвольного логического выражения, применяемого к элементу типа данных, который

"забраковывает" недопустимые значения. Если вычисление этого логического выражения дает

результат "истина", то элемент данных является элементом домена. Например, домен

"НАИМЕНОВАНИЕ" в нашем примере (рис. 1.3) определен на базовом типе строк символов, но в

число его значений могут входить только те строки, которые могут изображать имя (в частности,

очевидно, что такие строки не должны начинаться с какого-нибудь специфичного символа типа

знака подчеркивания или тире). В упрощенном виде понятие домена может характеризоваться

как потенциальное множество допустимых значений одного типа. Например, значением атрибута

"ПОЛ" может быть только либо "мужской", либо "женский". Следует отметить также

семантическую нагрузку понятия домена: данные считаются сравнимыми только в том случае,

когда они относятся к одному домену. В нашем примере значения доменов "КЛЮЧ МОДЕЛИ" и

"РАБОЧИЙ ОБЪЕМ" относятся к типу целых чисел, но не являются сравнимыми.

Рис. 1.3. Иерархия понятий в таблице МОДЕЛЬ

Представление - это сохраняемый в базе данных именованный запрос на выборку данных (из

одной или нескольких таблиц).

Результатом выполнения любого запроса на выборку данных является таблица, и поэтому

концептуально можно относиться к любому представлению как к таблице.

Связь - это функциональная зависимость между сущностями.

converted to PDF by HupBaH9I

Если между некоторыми сущностями существует связь, то факты из одной сущности ссылаются

или некоторым образом связаны с фактами из другой сущности. Поддержание

непротиворечивости функциональных зависимостей между сущностями называется ссылочной

целостностью. Поскольку связи содержатся "внутри" реляционной модели, реализация ссылочной

целостности может выполняться как приложением, так и самой СУБД (с помощью механизмов

декларативной ссылочной целостности и триггеров).

Связи могу быть представлены пятью основными характеристиками:

• тип связи (идентифицирующая, не идентифицирующая, полная/неполная категория,

неспецифическая связь);

• родительская сущность;

• дочерняя (зависимая) сущность;

• мощность связи (cordiality);

• допустимость пустых (null) значений.

Связь называется идентифицирующей, если экземпляр дочерней сущности идентифицируется

(однозначно определяется) через ее связь с родительской сущностью. Атрибуты, составляющие

первичный ключ родительской сущности, при этом входят в первичный ключ дочерней сущности.

Дочерняя сущность при идентифицирующей связи всегда является зависимой.

Связь называется не идентифицирующей, если экземпляр дочерней сущности

идентифицируется иначе, чем через связь с родительской сущностью. Атрибуты, составляющие

первичный ключ родительской сущности, при этом входят в состав не ключевых атрибутов

дочерней сущности.

Мощность связи представляет собой отношение количества экземпляров родительской

сущности к соответствующему количеству экземпляров дочерней сущности. Для любой связи,

кроме неспецифической, эта связь записывается как 1:n.

Хранимые процедуры - это приложение (программа), объединяющее запросы и процедурную

логику (операторы присваивания, логического ветвления и т. д.) и хранящееся в базе данных.

Хранимые процедуры позволяют содержать вместе с базой данных достаточно сложные

программы, выполняющие большой объем работы без передачи данных по сети и взаимодействия

с клиентом. Как правило, программы, записываемые в хранимых процедурах, связаны с

обработкой данных. Тем самым база данных может представлять собой функционально

самостоятельный уровень приложения, который может взаимодействовать с другими уровнями

для получения запросов или обновления данных.

Правила позволяют вызывать выполнение заданных действий при изменении или добавлении

данных в базу данных (БД) и тем самым контролировать истинность помещаемых в нее данных.

Обычно действие - это вызов определенной процедуры или функции. Правила могут

ассоциироваться с полем или записью и, соответственно, срабатывать при изменении данных в

конкретном поле или записи таблицы. Нельзя использовать правила при удалении данных.

В отличие от ограничений, которые являются лишь средством контроля относительно простых

условий корректности ввода данных, правила позволяют проверять и поддерживать сколь угодно

сложные соотношения между элементами данных в БД.

Триггеры - это предварительно определенное действие или последовательность действий,

автоматически осуществляемых при выполнении операций обновления, добавления или

удаления данных.

Триггер является мощным инструментом контроля за изменением данных в БД, а также

помогает программисту автоматизировать операции, которые должны выполняться в этом случае.

Триггер выполняется после проверки правил обновления данных.

Обратите внимание на исключительную важность в этом определении слова "автоматически".

converted to PDF by HupBaH9I

Ни пользователь, ни приложение не могут активизировать триггер, он выполняется

автоматически, когда пользователь или приложение выполняют с БД определенные действия.

Триггер включает в себя следующие компоненты:

• Ограничения, для реализации которых собственно и создается триггер.

• Событие, которое будет характеризовать возникновение ситуации, требующей проверки

ограничений. События чаще всего связаны с изменением состояния БД (например,

добавление записи в какую-либо таблицу), но могут учитываться и дополнительные

условия (например, добавление записи только с отрицательным значением).

• Предусмотренное действие выполняется за счет выполнения процедуры или

последовательности процедур, с помощью которых реализуется логика, требуемая для

реализации ограничений.

Использование триггеров при проектировании БД позволяет получить при разработке

приложения следующие преимущества:

• Триггеры всегда выполняются при совершении соответствующих действий. Разработчик

продумывает использование триггеров при проектировании БД и может больше не

вспоминать о них при разработке приложения для доступа к данным. Если для работы с

этой же БД вы решите создать новое приложение, триггеры и там будут отрабатывать

заданные ограничения.

• При необходимости триггеры можно изменять централизованно непосредственно в БД.

Пользовательские программы, использующие данные из этой БД, не потребуют

модернизации.

• Система обработки данных, использующая триггеры, обладает лучшей переносимостью в

архитектуру клиент-сервер за счет меньшего объема требуемых модификаций.

Ссылочная целостность - это обеспечение соответствия значения внешнего ключа экземпляра

дочерней сущности значениям первичного ключа в родительской сущности.

Ссылочная целостность может контролироваться при всех операциях, изменяющих данные.

Для каждой связи на логическом уровне могут быть заданы требования по обработке операций

добавления, обновления или удаления данных для родительской и дочерней сущности. Могут

использоваться следующие варианты обработки этих событий:

• отсутствие проверки;

• проверка допустимости;

• запрет операции;

• каскадное выполнение операции обновления или удаления данных сразу в нескольких

связанных таблицах;

• установка пустого (NULL) значения или заданного значения по умолчанию.

Нормализация отношений - это процесс построения оптимальной структуры таблиц и связей в

реляционной БД.

В процессе нормализации элементы данных группируются в таблицы, представляющие

объекты и их взаимосвязи. Теория нормализации основана на том, что определенный набор

таблиц обладает лучшими свойствами при включении, модификации и удалении данных, чем все

остальные наборы таблиц, с помощью которых могут быть представлены те же данные.

Словарь данных - это централизованное хранилище сведений об объектах, составляющих их

элементах данных, взаимосвязях между объектами, их источниках, значениях, использовании и

форматах представления.

В следующей главе мы будем подробно говорить о словаре данных и рассмотрим практический

пример его использования.

converted to PDF by HupBaH9I