Разработка системы автоматизированного заполнения первичной документации

 

Отношение является важнейшим  понятием и представляет собой двумерную  таблицу, содержащую некоторые данные.

Сущность есть объект любой природы, данные о котором  хранятся в базе данных. Данные о  сущности хранятся в отношении.

Атрибуты представляют собой свойства, характеризующие  сущность. В структуре таблицы  каждый атрибут именуется и ему  соответствует заголовок некоторого столбца таблицы.

В общем случае порядок  картежей в отношении, как и в  любом множестве, не определен. Однако, в реляционных СУБД для удобства кортежи все же упорядочивают. Для  этого выбирают некоторый атрибут, по которому система автоматически  сортирует кортежи (записи) по убыванию или возрастанию. Если пользователь не назначает атрибута упорядочивания, то система автоматически присваивает номера кортежам в порядке их добавления. Формально, если переставить атрибуты в отношении, то получится новое отношение. Однако в реляционных БД простановка атрибутов к этому результату не приводит.

Домен представляет собой  множество всех возможных значений определенного атрибута отношения. Например, отношение «Сотрудник»  включает 4 домена. Домен 1- содержит фамилии всех сотрудников, домен 2 – номера всех отделов фирмы, домен 3 – названия всех должностей, домен 4 – даты рождения всех сотрудников. Каждый домен образует значения одного типа, например, символьные или числовые, из всех записей отношения.

Схема отношения (заголовок отношения) представляет собой список имен атрибутов. Множество собственно кортежей отношения часто называют содержимым (телом) отношения.

Первичным ключом (ключом отношения, ключевым атрибутом) называют атрибут отношения, однозначно идентифицирующий каждый из его кортежей. Ключ может быть простым, состоящим из одного атрибута, и сложным (составным), то есть состоять из нескольких атрибутов.

Каждое отношение обязательное имеет комбинацию атрибутов, которая может служит ключом. Ее существование гарантируется тем, что отношение – это множество, которое не содержит одинаковых элементов (кортежей), а это означает, что вся совокупность атрибутов обладает свойством однозначной идентификации кортежей отношения.

Возможны случаи, когда  отношение имеет несколько комбинаций атрибутов, каждая из которых может являться первичным ключом. Такие комбинации атрибутов являются возможными ключами.

Если выбранный первичный  ключ состоит из минимально необходимого набора атрибутов, то такой ключ является не избыточным.

Ключи обычно используются для следующих целей:

• Исключение дублирования значений в ключевых атрибутах;
• Упорядочивание кортежей. Возможно упорядочение по возрастанию или убыванию, а так же одних атрибутов по убыванию, других по возрастанию одновременно;
• Ускорение работы с кортежами отношения;
• Организации связывания таблиц;

Кроме первичного ключа  в реляционной модели имеется  внешнего ключа. Пусть в отношении R1 имеется не ключевой атрибут A, значения которого являются значениями ключевого атрибута B отношения R2, тогда атрибут A отношения R1 является внешним ключом. С помощью внешних ключей устанавливаются связи между отношениями. Реляционная модель накладывает на внешние ключи ограничение для обеспечения целостности данных, называемое ссылочной целостностью. Это означает, что каждому значению внешнего ключа обязательно должно быть поставлено в соответствие хотя бы одно значение в связываемом отношении.

Для ускорения функций  поиска и автоматической сортировки записей в реляционных СУБД часто  применяются индексы.

Под индексом понимают средство ускорения операции поиска записей  в таблице, а следовательно, и  других операций, использующих поиск: извлечение, модификация, сортировка и  т.д.

Индекс играет роль оглавления таблицы, просмотр которого предшествует обращению к записям таблицы. Ключевые поля во многих СУБД индексируются автоматически. Индексы, создаваемые пользователями для не ключевых полей, часто называют вторичными (пользовательскими) индексами.

Главная причина повышения скорости выполнения различных операций с индексированными таблицами заключается в том, что основная часть работы происходит не с самими таблицами, а с небольшими индексными файлами. Наибольший эффект производительности от использования индексов, возникает при работе с большими по объему данных таблицами. Индексирование требует незначительных затрат системных ресурсов, что в сочетании с эффектом который оно дает, делает его очень удобным механизмом по повышению производительности работы с базой данных.

Как отмечалось выше, в  реляционных базах данных широко используется связывание таблиц. При связывании двух таблиц выделяют основную и подчиненную таблицы. Логическое Связывание производится при помощи ключа связи. Ключ связи, по аналогии с обычным ключом таблицы, состоит из одного или нескольких полей, которые называют полями связи (ПС).

Вообще, суть связывания состоит в установлении соответствия полей связи основной и подчиненной  таблицы.

В зависимости от того, как определены поля связи основной и подчиненной таблицы (как соотносятся  поля связи к ключевым полям), между двумя таблицами могут устанавливаться следующие четыре основных вида связи (характеристика видов связей приведена в таблице 3):

• Связь «ОДИН К ОДНОМУ» (1:1). Связь вида 1:1 образуется в случае, когда все поля связи основной и подчиненной таблицы являются ключевыми. Поскольку значения в ключевых полях не повторяются, обеспечивается взаимо-однозначное соответствие записей из этих таблиц. Сами таблицы при использовании такого вида связи становятся равноправными. На практике связь вида 1:1 используется сравнительно редко, так как хранимую в двух таблицах информацию, в этом случае, легко объединить в одну, что позволяет сэкономить ресурсы компьютера.
• Связь «ОДИМ КО МНОГИМ» (1:М). Связь вида 1:М имеет место в случае, если когда одной записи основной таблицы ставится в соответствие несколько записей подчиненной таблицы.
• Связь «МНОГИЕ К ОДНОМУ» (М:1). Этот вид связи образуется, если одной или нескольким записям основной таблицы ставится в соответствие одна запись подчиненной таблицы. Вид связи (1:М или М:1) зависит от того, какая таблица является основной, а какая подчиненной
• Связь «МНОГИЕ КО МНОГИМ» (М:М). Самый общий вид связи М:М возникает в случаях, когда нескольким записям основной таблицы ставится в соответствие несколько записей подсиненной таблицы. Очевидно, аналогично связи 1:1, связь М:М, делает связываемые таблицы по сути равноправными.

 

Таблица 3

Характеристика видов  связей таблиц в РМД

Характеристика полей  связи по видам	1:1	1:М	М:1	М:М
Поля связи основной таблицы	Являются ключом	Являются ключом	Не являются ключом	Не являются ключом
Поля связи подчиненной  таблицы	Являются ключом	Не являются ключом	Являются ключом	Не являются ключом

 

Необходимо заметить, что на практике в связь обычно включается сразу несколько таблиц. При этом одна таблица может иметь различного рода связи с другими таблицами.

При образовании различного рода связей возникает необходимость  соблюдения ссылочной целостности  или целостности связей, и, соответственно, организация контроля этой самой  целостности. Так как наиболее распространенным видом связи является связь вида 1:М, то далее речь пойдет именно о таких связях. Контроль целостности связей обычно означает анализ связанных таблиц на соблюдение следующих правил:

• Каждой записи связанной таблицы соответствует нуль или более записей подчиненной таблицы;
• В подчиненной таблице не должно быть записей, ссылающихся на несуществующие записи в основной таблице;

Существует три основные операции над данными двух связанных  таблиц.

• Ввод новых записей;
• Модификация записей;
• Удаление записей;

Рассмотрим некоторые  методы организации контроля ссылочной  целостности, с учетом этих операций.

1) При вводе новых записей возникает вопрос определения последовательности ввода записей в таблицы такой, чтобы не допустить нарушения целостности. Исходя из приведенных правил, логичной является схема, при которой данные сначала вводятся в основную таблицу, а затем в подчиненную. В процессе заполнения основной таблицы контроль ввода значений полей связи ведется так же как и контроль обычного ключа. Заполнение полей связи подчиненной таблицы контролируется на предмет соответствие вновь водимых значений полей связи подчиненной таблицы, значениям полей связи основной таблицы. Если вновь вводимое значение в поле связи дополнительной таблицы не совпадает ни с одним соответствующим значением основной таблицы, то ввод такого поля должен блокироваться.

2) Модификация записей.  При редактировании полей связи  подчиненной таблицы необходимо, чтобы новое значение полей  связи совпадало со значением  какой-либо записи основной таблицы, то есть дополнительная запись должна поменять ссылочную запись в основной таблице, но не должна потерять ее вообще. Редактирование полей связи основной таблицы разумно подчинять одному из приведенных ниже правил:

• Редактировать записи, у которых нет подчиненных записей. Если есть подчиненные записи, то блокировать изменение полей связи;
• Изменение в полях связи основной таблицы мгновенно передавать во все поля связи всех записей подчиненной таблицы (каскадное обновление).

3) В операциях удаления записей связанных таблиц большую свободу имеют записи подчиненной таблицы. Их удаление, исходя из выше приведенных правил, должно происходить практически бесконтрольно. Удаление записей основной таблицы должно быть подчинено одному из следующих правил:

• Удалять можно только записи, которые не имеют подчиненных записей. При попытке удаления записи, имеющей хотя бы одну подчиненную запись, блокировать эту операцию;
• При удалении из основной таблицы записи, имеющей хотя бы одну подчиненную запись, автоматически удалять все связанные с этой записью, записи из подчиненной таблицы (каскадное удаление).

 

Системы программирования Borland Delphi, как средства разработки приложений баз данных

 

Как отмечалось выше, среда визуального  программирования Borland Delphi является одним из лучших средств для разработки приложений баз данных. Этому способствует и поддержка множества технологий, архитектур БД, и наиболее распространенных моделей данных, и гибкость языка Object Pascal, и многое другое. Кроме того, Borland Delphi – это средство написания программ, т.е. при помощи Delphi пишутся внешние приложения баз данных, что позволяет реализовать дополнительную функциональность приложения и обеспечить наиболее точное соответствие требованиям заказчика.

Рассмотрим основные механизмы построения приложений баз данных, используемые в Borland Delphi 7.0.

 

Механизмы Delphi для организации доступа к данным

Характерной особенностью большой  части программ, созданных с помощью  Delphi и предназначенных для работы с базами данных, является их зависимость от специальной библиотеки программ, которая называется BDE (Borland Database Engine – машина баз данных корпорации Borland). BDE представляет собой набор динамических библиотек DLL, предназначенных для низкоуровневого доступа к данным самых различных форматов. BDE «умеет» работать с таблицами самых распространенных СУБД, как файл-серверных (dBase, Paradox, FoxPro, Clipper), так и клиент-серверных (InterBase, Microsoft SQL Server, Oracle и др.). Без установки и регистрации BDE на компьютере не может работать ни одна программа БД, созданная в Delphi версий от 1 до 4 . Это обстоятельство существенно затрудняет распространение, созданных с помощью Delphi, программ, так как в месте с программой должна поставляться и библиотека BDE.

Начиная с пятой версии в среде Delphi доступны и другие технологии, позволяющие обойтись и без BDE – ADO, InterBase Express и dbExpress.

Так как при разработки программы  «D-Art Aurora» была использована технология ADO, то далее будет рассматриваться только особенности данной технологии доступа к данным.

Технология ADO (ActiveX Data Objects – объекты данных, построенные как объекты ActiveX) усиленно развивается корпорацией Microsoft. Основные особенности использования технологии ADO не зависят от архитектуры БД: эта технология характерна не только для файл-серверных, но и для клиент-серверных и трехзвенных БД. Основным достоинством технологии ADO является ее естественная ориентация на создание «облегченного» клиента. В рамках этой технологии на машине разработчика устанавливаются базовые объекты MS ADO и соответствующие компоненты Delphi, обеспечивающие поддержку этой технологии. На машине сервера данных устанавливается провайдер данных - некоторая настройка над специальной технологией OLE DB, «понимающая» запросы объектов ADO и «умеющая» переводить эти запросы в нужные действия над данными. Взаимодействие компонентов ADO и провайдера данных осуществляется на основе универсальной для Windows технологии ActiveX, причем провайдер реализуется как COM-сервер, а ADO-компоненты - как COM-клиенты. Так же на машине сервера создается и размещается источник данных. В случае файл-серверных систем отдельные таблицы типа dBase, FoxPro, Paradox и т.п. должны управляться соответствующим ODBC-драйвером, а в роли провайдера используется Microsoft OLE DB Provider for ODBC drivers. Для файлов БД, созданных в Microsoft Access необходимо использовать Microsoft Jet 4.0 OLE DB Provider, и такая БД будет управляется машиной баз данных Microsoft Jet 4.0 Database Engine. Если используется промышленный сервер данных Oracle или MS SQL Server, данные не нуждаются в какой-либо дополнительной обработке, а в роли провайдера используется соответственно Microsoft OLE DB Provider for Oracle или Microsoft OLE DB Provider for SQL Server. Не трудно обнаружить и явный недостаток технологии ADO – она не может использоваться, если для соответствующей структуры данных не создан нужный провайдер или ODBC-драйвер.