"Информатика. Учебное пособие для общеобразовательных учреждений с русским языком обучения", Г. А. Заборовский, А. Е. Пупцев
База данных помогает хранить большой объём взаимосвязанных сведений так, чтобы их можно было быстро найти и обработать. Для работы с ней используют систему управления базами данных — специальную программу. В реляционной базе информация расположена в таблицах: столбцы задают виды сведений, строки описывают отдельные объекты. Первичный ключ отличает одну запись от другой, а запрос позволяет выбрать данные по заданным условиям.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
База данных — организованная совокупность взаимосвязанных данных, предназначенная для хранения, поиска и обработки. Это не просто набор файлов: сведения в ней расположены так, чтобы их можно было находить и использовать вместе. Например, в библиотечной базе можно хранить данные о книгах и их авторах.
Система управления базами данных (СУБД) — программное средство для создания баз данных, управления ими и выполнения запросов к данным. СУБД задаёт структуру хранения, помогает вводить и изменять сведения, а также получать результаты поиска. Она нужна, чтобы работать с данными без ручного перебора множества записей.
Реляционная база данных — база данных, в которой сведения представлены в виде связанных таблиц. Каждая таблица описывает определённый тип объектов, а связи помогают объединять сведения из разных таблиц. Такое устройство упорядочивает информацию и уменьшает необходимость повторять одни и те же данные.
Первичный ключ — поле или набор полей, однозначно определяющих запись в таблице. Значения ключа позволяют отличить одну запись от всех остальных, даже если другие сведения совпадают. Ключ нужен для точного поиска и для связи записей в разных таблицах.
Когда сведений становится много, хранить их в отдельных документах неудобно: приходится помнить, где находится нужный файл, и проверять данные вручную. Кроме того, одинаковую информацию можно случайно записать в нескольких местах и потом получить противоречия. База организует сведения по общим правилам, поэтому их проще искать, обновлять и использовать совместно.
В реляционной базе таблица представляет один тип объектов, например книги или читателей. Столбцы задают поля — виды сведений, такие как название и год издания, а каждая строка содержит запись об одном объекте. Такое разделение помогает понять, что именно хранится в каждой ячейке, и сравнивать объекты по одинаковым характеристикам.
Если находить объект только по фамилии или названию, можно перепутать записи: одинаковые значения встречаются у разных людей и книг. Поэтому для каждой записи задают первичный ключ, значение которого уникально в таблице. СУБД может использовать его, чтобы точно найти объект или связать его с другой таблицей.
Сначала в СУБД создают структуру базы: задают таблицы, поля и подходящие типы данных. Затем пользователь вводит сведения, исправляет их или удаляет записи, а программа помогает искать и выводить результаты. Разделение структуры и самих данных полезно: можно заранее определить, какие сведения допустимо хранить и как с ними работать.
Запрос задаёт, какие записи нужно найти или какое действие выполнить с данными. Например, можно попросить показать книги конкретного жанра, изданные после заданного года. Условие отбора ограничивает результат, поэтому вместо просмотра всей таблицы пользователь получает только подходящие сведения.
| Элемент | Что представляет | Пример для базы «Библиотека» |
|---|---|---|
| Таблица | Набор записей об объектах одного типа | Таблица «Книги» со сведениями о книгах |
| Поле | Столбец с одним видом сведений | «Название», «Автор» или «Год издания» |
| Запись | Строка со сведениями об одном объекте | Данные об одной конкретной книге |
| Первичный ключ | Поле или набор полей, уникально определяющий запись | Уникальный инвентарный номер книги |
| Запрос | Условие отбора или действие над данными | Найти книги заданного жанра, изданные после 2015 года |
Чтобы прочитать таблицу, сначала определи, какой тип объектов она описывает, затем посмотри на названия полей. Каждая строка относится к отдельному объекту, а значение первичного ключа помогает отличить его от остальных. Пример в последнем столбце показывает, как элементы применяются в библиотечной базе.
Условие. Для школьной библиотеки перечислить, какие сведения можно хранить в одной таблице о книгах. Нужно определить объект учёта и подобрать поля, описывающие каждую книгу.
Ответ. В таблице «Книги» можно создать поля «Инвентарный номер», «Название», «Автор», «Год издания» и «Жанр». Каждая строка будет содержать сведения об одной книге или экземпляре согласно принятому правилу учёта. Уникальный инвентарный номер позволит однозначно найти нужную запись.
Условие. В таблице учеников есть фамилия, имя, класс и год рождения. Нужно объяснить, почему фамилия не всегда подходит на роль первичного ключа, и предложить подходящее поле.
Ответ. Фамилия не гарантирует уникальность, поэтому она не позволяет однозначно выбрать запись. Подходящее поле — уникальный идентификатор ученика; если такого поля нет, его следует предусмотреть в структуре таблицы. Его значения должны различаться для всех учеников.
Условие. Нужно получить книги, изданные после 2015 года и относящиеся к заданному жанру. Требуется составить условие запроса к таблице книг.
Ответ. Условие можно записать так: «Год издания > 2015 И Жанр = заданному жанру». Если выполнить два отдельных отбора без объединения через «И», в результат могут попасть книги, подходящие только по одному критерию. Проверка обоих условий гарантирует нужный отбор.
Считать базу данных и СУБД одним и тем же. Их путают, потому что оба понятия относятся к работе с информацией. Но база содержит данные, а СУБД — программа, с помощью которой их создают и обрабатывают. Проверь себя: если речь о сведениях — это база, если о программе — СУБД.
Называть записью столбец таблицы. Такая путаница возникает, когда строки и столбцы воспринимают как одинаковые части таблицы. Запись — это строка о конкретном объекте, поле — столбец с одним видом сведений. Найди заголовок столбца: он называет поле, а значения в одной строке вместе образуют запись.
Выбирать ключом поле, значения которого повторяются. Иногда за ключ принимают фамилию или название, потому что по ним удобно искать. Но повторяющиеся значения не позволяют однозначно определить запись. Проверь, нет ли двух одинаковых значений; если есть, выбери уникальный идентификатор или составной ключ.
Путать запрос с изменением структуры таблицы. Запрос связывают с таблицей и поэтому ошибочно считают, что он задаёт её устройство. Структура определяет поля и их типы, а запрос задаёт поиск, отбор или другое действие над данными. Для проверки спроси себя, описываются ли столбцы таблицы или условие работы с уже сохранёнными сведениями.
Для понимания таблиц базы данных нужно уметь различать строки и столбцы, а также читать сведения по заголовкам. При составлении запросов пригодятся логические условия и сравнение значений: например, проверка, больше ли год заданного числа. Эти же умения применяются в информационных системах, на сайтах и в электронных каталогах, где нужно хранить сведения и находить их по критериям.
Чем база данных отличается от электронной таблицы?
Электронная таблица — это способ размещения данных в строках и столбцах, часто с инструментами для расчётов. База данных организует сведения для поиска, изменения и связей между таблицами, а работать с ней обычно помогает СУБД. Небольшую таблицу можно вести в табличном редакторе, но для большого объёма связанных данных удобнее база.
Может ли первичный ключ состоять из нескольких полей?
Да, первичный ключ может быть составным, то есть включать несколько полей. Тогда уникальной должна быть именно их комбинация: каждое поле по отдельности может повторяться. Например, сочетание кода класса и номера ученика может однозначно обозначать запись внутри школы.
Почему в качестве первичного ключа часто используют код или номер?
Код или номер обычно создают так, чтобы он был уникальным и не зависел от личных сведений. Фамилия может измениться или совпасть у разных людей, а специально назначенный идентификатор проще использовать для поиска и связи таблиц. При этом значения ключа должны быть заполнены и не повторяться.
Можно ли хранить в одной базе несколько связанных таблиц?
Да, база данных может содержать несколько таблиц, описывающих разные объекты. Например, сведения о книгах и читателях удобно хранить отдельно, а связь между ними задавать через идентификаторы. Так уменьшается дублирование информации и проще поддерживать её согласованность.
Что происходит с данными, когда пользователь выполняет запрос?
СУБД получает запрос и проверяет, какие записи соответствуют указанным условиям или какое действие нужно выполнить. Затем она обрабатывает данные и показывает результат, например отобранные строки. Сам запрос не обязательно меняет данные: это зависит от того, предназначен ли он для поиска или для изменения.
§ 9. Базы данных и системы управления базами данных
