Зміст

1. Що таке база даних.
2. Поняття реляційної бази даних
3. Основні функції СУБД
4. Загальна характеристика Fox Pro
5. Завантаження СУБД
6. Створення структури файла бази даних
7. Редагування бази даних
8. Сортування записів
9. Індексні файли
10. Пошук записів у базах даних

1. Що таке база даних.
Процес розв’язування будь-якої задачі на ЕОМ є обробкою даних за даним алгоритмом. Даними, наприклад, можуть бути: числа, літери, слова, прізвища учнів та їх домашні телефони, показники роботи підприємств та ін.
Довгий час для розв’язування кожної задачі використовувалась тільки своя сукупність даних. Скільки розв’язувалось задач, стільки використовувалось і сукупностей даних. Сукупність даних, що використовувалась в одній програмі, як правило, не могла використовуватись в іншій.
Дані, призначені для розв’язання кожної задачі, оформлювали у вигляді так званих наборів даних або файлів даних. Такий метод використання даних має певні недоліки, зокрема, надмірність і дублювання даних.
Чому дублювання відносять до недоліків використання даних? Це обумовлено двома основними факторами:
1. Дублювання даних призводить до зайвих витрат пам’яті комп’ютера.
2. Зміна даних в одній задачі зумовлює необхідність їх зміни в інших задачах.
Ці обставини і були основною причиною появи в кінці 60-х років баз даних (БД).
База даних – це єдине, централізоване сховище даних певної предметної області, до якої мають доступ багато програм. Кожна програма має доступ до конкретних даних бази даних за допомогою спеціальних програм які одержали назву систем управління базами даних (СУБД).
Прикладами баз даних є: бібліотечні каталоги, записна книжка, класні журнали, журнали обліку майна галантерейної бази та ін.
База даних мають декілька рівнів представлення. Найнижчий – це фізичний, на якому дані представляються байтами на певних типах пристроїв для запам’ятовування. Фізичний рівень представлення баз даних доступний тільки для вузького колу спеціалістів.
Широке коло користувачів представляє базу даних за допомогою природньої мови, а також за допомогою інших доступних людині засобів.
Таким чином, в базах даних розробляється і зберігається як єдине ціле в інтересах розв’язування всіх задач предметної області.
Кожна програма вибирає із бази ті дані, які потрібні для даної задачі.
Відмітимо ще одну перевагу використання баз даних, яка полягає у тому що забезпечується належний прикладних програм від даних. Це означає, що зміни в даних не викликають за собою необхідність змін у програмі. Аналогічно зміни у логіці програми не викликають необхідності зміни механізму доступу до даних.
Функцію забезпечення незалежності даних від програм реалізує система управління базами даних.
Крім поняття бази даних, використовують ще поняття банку даних. Під банком даних розуміють базу даних і систему управління базами даних. Кожен рядок бази даних називається записом, а кожний стовпчик – полем.

2. Поняття реляційної бази даних
Між елементами бази даних (полями і записами) існують певні зв’язки. Залежно від характеру цих зв’язків розрізняють три типи організації баз даних: ієрархічний, мережний та реляційний. Для персональних ЕОМ використовують в основному реляційні бази даних.
Концепція реляційної бази даних розроблена Е.Ф. Коддом у 1970 році. В основі цієї бази даних лежить математичне поняття відношення. Відношення представляється у вигляді двовимірних таблиць.
Відношення подається в комп’ютері у вигляді файла даних. Рядок таблиці відповідає запису у файлі даних, а стовпчик – полю. В теорії реляційних баз даних рядки називають кортежами, а стовпчики атрибутами.
У кожному відношенні виділяють один атрибут, який називають ключовим, або просто ключем. Ключовий атрибут має бути унікальним, тобто він повинен однозначно визначати кортежі.
Над відношеннями можуть виконуватися різні операції, подібно виконання арифметичних операцій. Це дає можливість одержувати з одних відношень, що зберігаються в комп’ютері, інші відношення.
Для виконання операцій над відношеннями в СУБД є спеціальні алгоритмічні мови.

3. Основні функції СУБД
Система управління базою даних – це спеціальний пакет програм, що забезпечує створення, супроводження і використання баз даних багатьма користувачами. Розглянемо основні функції, що реалізуються СУБД.
Будь-яка база даних створюється спочатку на папері, а потім вводиться в комп’ютер. Створення бази даних починається з визначення переліку, змісту і типу даних, що використовуються. Під типом даних тут розуміють числові, текстові дані, дані типу – дата та ін. Для кожного елемента даних необхідно вказати його величину (довжину). Це пояснюється тим, що кілька символів у полі і запису має кінцевий розмір. Наприклад в СУБД Fox Pro кількість символів у запису не може перевищувати 4000.
Для описання типів даних у СУБД звичайно використовують власну мову, яку називають мово описання даних. Імена полів у багатьох СУБД записують латинськими символами.
СУБД має забезпечити введення в комп’ютер підготованих даних, тобто імен полів, їх типів і величин.
Наступна функція, що реалізується СУБД на етапі створення баз даних – забезпечення введення даних у комп’ютер. При цьому одночасно з введенням даних здійснюється перевірка їх правильності. Найпростіший метод контролю – це перевірка даних за типом. При цьому, якщо тип даних, що вводяться, не відповідає заданому, то система їх ігнорує.
На етапі супроводження використання баз даних, тобто на етапі їх експлуатації, СУБД розв’язує задачі редагування даних і введення необхідних повідомлень.
Якщо база даних доступна до декількох користувачів, то СУБД має забезпечити, щоб вони не заважали один одному. Особлива функція СУБД полягає у забезпечені цілісності баз даних. Ця функція має реалізуватися, наприклад, в разі машинних збоїв за раптового відімкнення електропостачання та інших ситуаціях.
Відмітимо що описані тут функції СУБД розглянуті лише з позиції користувача.
Для реалізації перерахованих функцій у кожній СУБД крім мови описання даних (МОД), використовуються також мова маніпулювання даними (ММД) і транслятори або інтерпретатори з цих мов.
ММД використовується для виконання різних операцій над даними. За допомогою цієї мови можуть виконуватись, наприклад, такі операції: виборка даних, що відповідають заданим умовам; видалення певних даних і запис нових; знаходження середнього значення даних певного типу та ін.
В деяких СУБД використовуються спеціальні мови запитів, орієнтовані на користувачів-програмістів.

4. Загальна характеристика Fox Pro
Fox Pro є реляційною СУБД з вбудованою спеціалізованою мовою програмування. Вона дозволяє у діалоговому та пакетному (програмному) режимах створювати та обслуговувати бази даних.
Загальні характеристики Fox Pro:
1. Максимальна кількість записів 1000000000;
2. Максимальне число символів у запису 4000;
3. Максимальна кількість полів у запису 128;
4. Максимальна кількість символів у полі 254.
СУБД Fox Pro працює під управлінням операційної системи MS DOS 3.1 та старшими версіями. Вона потребує мінімум 375 кбайт вільної оперативної пам’яті. Більш якісна робота забезпечує при об’ємі вільної оперативної пам’яті 560 кбайт.
Звичайно всі файли СУБД Fox Pro містяться в окремому підкаталозі кореневого каталогу. СУБД Fox Pro містить близько 20 різних файлів, у повному об’ємі вони можуть використовуватися за наявності в комп’ютері жорсткого диску.
Fox Pro допускає також роботу з одним накопичувачем на гнучких магнітних дисках місткістю 720 кбайт.
СУБД Fox Pro може працювати у діалоговому та програмному режимах. В діалоговому режимі команди мови Fox Pro вводяться з клавіатури та зразу ж виконуються. У програмному режимі розробляється програма в мовах програмування вищого рівня. Такі програми містять файл з розширенням PRG. Набір команд для діалогового режиму не повністю збігається з набором команд для програмного режиму. Наприклад, у програмному режимі можуть використовуватися команди умовного переходу, команди циклу та інші, які діалоговому режимі не використовуються.

5. Завантаження СУБД
Завантаження СУБД Fox Pro – процес за якого основні її файли зчитуються з магнітних дисків та записуються в оперативну пам’ять. У різних типів комп’ютерів завантаження Fox Pro може проходити по-різному. Воно може здійснюватись з операційної системи або її оболонки.
Перед завантаженням Fox Pro може здійснюватись підготовка її до роботи, яка полягає у визначенні конфігурації та параметрів СУБД. Для цього створюють спеціальний файл CONFIG.FX. Файл може бути створений за допомогою будь-якого текстового редактора. Цей файл дозволяє визначити значення функціональних клавіш; визначити максимальний розмір пам’яті для зберігання тимчасових змін; задати команди, які будуть виконуватись при запуску систем та ін. У випадку, якщо цей файл не буде створено, СУБД установить стандартні параметри, взяті за умовчуванням.
Для завантаження Fox Pro з оболонки операційної системи, наприклад з оболонки Norton Comander, необхідно увійти у підкаталог Fox, виділити у ньому файл mfoxplus.exe та натиснути клавішу Enter.
Після цього на екрані з’являється значок (.) – це запрошення СУБД до роботи. Символ запрошення показує, що Fox Pro у стані готовності до прийняття команди з клавіатури. Мерехтливий курсор вказує місце, починаючи з якого буде вводитись команда.
Fox Pro автоматично зберігає останні 20 команд, які були введені у спеціальному буфері.

6. Створення структури файла бази даних
Створення структури файла бази даних доцільно здійснювати у такій послідовності:
1. Визначається ім’я файла бази даних. Ім’я може містити до восьми латинських літер, цифр та символів підкреслювання. Першим символом імені є літера. Імені файла бази даних автоматично присвоюється розширення типу DBF.
2. Описується структура файла бази даних. Описати структуру бази даних це означає вибрати імена полів, визначити їх тип та довжину. Імена полів утворюється за такими самими правилами, що й імена файлів, одна кількість символів у імені може досягати десяти. Тип полів може бути таким:
• символьний;
• числовий;
• дата;
• логічний;
• текст (примітка).
Довжина символьного та числового полів задається при описанні структури бази даних. Довжина символьного поля може досягнути 254 байт, а довжина поля – 17. Для числових полів, крім загальної довжини, може ще задаватися кількість знаків у дробовій частині. Довжини полів останніх типів встановлюються за умовчуванням стандартно, а саме для календарної дати – 8, для логічного – 1, для примітки – 10.
3. Здійснюється завантаження Fox Pro.
4. Вводиться структура файла бази даних. Для цього необхідно ввести команду створення нового файла бази даних.
З закінченням введення інформації про останнє поле необхідно зберегти на диску дану структуру файлу, для того треба натиснути клавішу Ctrl/End. Після введення запиту – Enter.
Для закінчення роботи з програмою Fox Pro необхідно ввести команду QUIT.

7. Редагування бази даних
Під редагуванням бази даних тут розуміють внесення змін у записи або окремі їх поля, вставку нових записів та полів, значення записів та полів та ін.
СУБД Fox Pro дозволяє редагувати окремо взятий запис та групу записів. При цьому редагуватися можуть як повні записи так і окремі їх поля.
Для редагування окремих записів використовують команду EDIT n. Наприклад, для редагування п’ятого запису у відкритому файлі SPISOK необхідно ввести команду EDIT 5. При цьому на екрані видасться п’ятий запис у файлі.
Користуючись операціями щодо управління курсором, можна тепер внести необхідні зміни у відповідні поля запису. Завершення редагування запису з збереженням виконаних змін здійснюється натисканням клавіші END, а без збереження – клавіша ESC. Після натискання цих клавіш на екран виводиться запрошення СУБД, а запис на екрані зберігається.
Для вставки нових записів в кінці файла використовують команду APPEND.
Для вставки нового запису використовують команду INSERT. Дії, що виконуються згідно з цією командою, аналогічні діям, що виконують за командами APPEND. Принципово відмінність полягає в тому, що команда INSERT забезпечує введення тільки одного запису.
Видалення всіх записів із файла даних без попередньої позначки відбувається за командою ZAP. При цьому після введення цієї команди на екран виводиться запит на підтвердження видалення.

8. Сортування записів
Записи у файлі бази даних можуть бути упорядковані, тобто відсортовані за будь-яким полем в алфавітному, числовому або хронологічному порядках. При цьому відсортовані дані записуються у новий файл, а файл з початковими даними зберігається з тим самим іменем. Записи відмічені на видалення, у новий файл не записуються. Будь-яке поле поточного файлу може бути вибране як ключ сортування.
Сортування записів у файлі здійснюється за командою SORT TO. У цій команді A, C i D – ключі, що мають такі значення:
А – сортування у порядку зростання;
D – сортування у порядку зменшення;
C – нерозрізняти малі і великі літери латинського алфавіту.
Можна також і комбінувати ці ключі, тобто, A і D з ключем C, запис ключів зливається в AC або DC.

9. Індексні файли
Крім сортування даних, ще застосовується індексування файлів. При виконанні команди SORT створюється новий файл із записами, відсортованими за певним полем. При індексуванні що виконується за командою INDEX, також створюється новий файл, який називається індексним, але в цьому файлі містяться лише номери записів, розміщених у тій послідовності, яку вони б мали як би були відсортовані.
Індексний файл має розширення IDX. Він не може використовуватись окремо, а використовується тільки разом з його файлом даних. Для кожного файлу даних може бути створено декілька індексних файлів. Максимальна кількість таких файлів може бути сім.
Індексні файли дозволяють просто і швидко одержувати базу даних за різними полями.

10. Пошук записів у базах даних
У звичайних (неіндексованих) файлах пошук потрібних записів здійснюється за командою LOCATE, з першого запису бази даних.
Після знаходження першого запису, який задовольняє заданий критерій пошуку, подальший пошук припиняється, і на екран виводиться його номер. Пошук наступних записів, що задовольняють цей самий критерій здійснюється за командою CONTINUE.
Пошук потрібних записів з використання індексних файлів може здійснюватись за допомогою команд FIND та SEEK обидві ці команди знаходять потрібний запис на основі інформації що міститься в індексному файлі. Звичайно, що перед використанням команд FIND та SEEK файл даних і відповідний йому індексний файл мають бути відкритті.
Команди FIND та SEEK здійснюють пошук інформації значно швидше команди LOCATE. Це особливо відчутно для великих файлів даних.
Література

1. Верлань А.Ф., Апатова Н.В. Інформатика, -К., Квазар-Мікро, 1998.
2. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя, -М.: Инфрам, 1995.
3. Руденко В.Д., Макарчук О.М., Патланджоу М.О. Практичний курс інформатики / за ред. Маціона, -К., Фенікс, 1997.
4. Рыбаков М.А. Анатомия персонального компьютера. –М.: Интермеханика, 1990.