Структуры данных, модели данных, создание базы данных и таблиц

Структура данных — программная единица, позволяющая хранить и обрабатывать множество однотипных и/или логически связанных данных в вычислительной технике. Для добавления, поиска, изменения и удаления данных структура данных предоставляет некоторый набор функций, составляющих её интерфейс.

Структуры данных формируются с помощью типов данных, ссылок и операций над ними в выбранном языке программирования.

При разработке программного обеспечения сложность реализации и качество работы программ существенно зависит от правильного выбора структур данных. Это понимание дало начало формальным методам разработки и языкам программирования, в которых именно структуры данных, а не алгоритмы, ставятся во главу архитектуры программного средства.

Многие классические структуры данных представлены в стандартных библиотеках языков программирования или непосредственно встроены в языки программирования. Например, структура данных хэш-таблица встроена в языки программирования Lua, Perl, Python, Ruby, Tcl и др. Широко используется стандартная библиотека шаблонов (STL) языка C++.

По составу различаются простые структуры (типы) данных и интегрированные (сложные). Простые структуры не могут быть расчленены на составные части, большие, чем биты. С точки зрения физической структуры для простого типа четко определен его размер и способ размещения в памяти компьютера. С точки зрения логической структуры простые структуры являются неделимыми единицами. Интегрированные структуры данных включают в себя другие структуры данных — простые или интегрированные.

Принцип связей между реквизитами (полями) определяет структуру базы данных. Применяются иерархическая, сетевая и реляционная структуры.

Модель данных (data model) - это система взаимосвязанных типов объектов, операторов и правил обеспечения целостности, создающая абстрактную структуру, которую поддерживает система управления базой данных; это совокупность правил прохождения структур данных в базе данных, операций над ними, а также ограничений целостности, которая определяет допустимые связи и значения данных, последовательность их изменения. Отражая представление данных и отношений между ними математическими и программными средствами, модель данных есть формализованное описание информационных структур и операций над ними.

Типы моделей данных. В зависимости от способа представления взаимосвязей между объектами логическая модель данных может быть иерархической, сетевой, реляционной.

Иерархическая модель данных. Взаимосвязи между объектами отражаются по принципу иерархии типов объекта в виде связанного графа, вершины которого размещены на разных иерархических уровнях. Самая высокая вершина называется корнем (главный тип объекта), а остальные, находящиеся на нижних уровнях иерархии, – подчиненными. Взаимосвязь между главными и подчиненными объектами устанавливается типом «один–ко многим» (1:М).

Сетевая модель данных. В сетевой модели понятие главного и подчиненных объектов иное, чем в иерархической модели: любой объект здесь может быть и главным, и подчиненным; каждый объект может участвовать в любом количестве взаимосвязей.

Реляционная модель данных. Реляционная модель представляет данные в виде двумерной таблицы. Одна таблица представляет один объект и состоит из столбцов и строк. Каждая строка таблицы представляет собой одну запись, а каждый столбец — одно поле записей. В реляционных базах данных все данные сохраняются в виде прямоугольных таблиц и все операции над базой данных сводятся до манипуляции таблицами. Основные понятия в реляционных базах данных: таблица, отношение, строка, столбец, первичный и внешний ключи.

Таблица имеет уникальное имя. База данных включает в себя множество таблиц, связь между которыми устанавливается при помощи совпадающих полей. Каждая таблица удерживает информацию о каких-либо объектах одинакового типа. Каждая запись в таблице идентифицирует один объект группы.

База данных состоит из файлов (таблиц), которые связаны между собой, файлы – из записей и сохраняются на внешней памяти, запись – из полей (реквизитов). Реквизиты объединяются в запись в соответствии с определенными связями. Создание базы данных требует профессиональной подготовки и может быть разделено на два этапа: 1) логическое (проектирование концептуальной схемы); 2) физическое (проектирование внутренней схемы).

При первом открытии окна базы данных Access всегда активизирует вкладку Таблицы и выводит на экран список режимов создания таблиц:

· создание таблицы в режиме конструктора;

· создание таблицы с помощью мастера;

· создание таблицы путем ввода данных

Access поддерживает следующие типы данных:

· Текстовый - выбирается для полей с алфавитно-цифровыми данными, длиной не более 255 символов. По умолчанию устанавливается длина 50 символов.

· Поле MEMO - следует использовать в тех случаях, когда размер текста может превысить 255 символов или в тексте встречаются такие символы, как табуляция или возврат каретки, длина поля составляет до 64000 символов.

· Числовой - выбирается для числовых данных. Причем, в свойстве размер поля необходимо определить точность значений данных и объем памяти.

· Дата/время - используется для хранения календарных дат или значений времени и позволяет выполнять вычисления в единицах измерения времени: мин,с,ч,дд,мм,гг.

· Денежный - используется для хранения денежных значений, обеспечивает точность до 15 знаков слева от десятичной запятой и 4 знака справа.

· Счетчик - специально предназначен для автоматической генерации первичного ключа, т.е. полей, имеющих уникальные значения в каждой записи. Таблица не может содержать более одного поля с таким типом данных.

· Логический - используется для хранения значений Истина (True) или Ложь (False).

· Поле объекта OLE - позволяет хранить данные, содержащие графические объекты (рисунки, диаграммы), звуковые фрагменты, которые могут иметь динамические связи с другими приложениями Windows.

· Гиперссылка - используется для хранения простых или сложных «ссылок» на внешний файл или документ.

· Мастер подстановок - позволяет создать раскрывающийся список допустимых значений.