Базы данных

Оглавление 

Введение 
4 

1. Основные понятия 
5 

1.1. Модели данных 
5 

1.2. Создание и редактирование баз данных 
8 

1.2.1. Разработка структуры базы данных 
8 

1.2.2. Создание таблиц баз данных 
9 

2. Интегрированная среда разработчика Delphi 
12 

2.1. Объектная технология 
12 

2.2. Основные типы файлов, используемые в среде Delphi 
14 

2.3. Модули Delphi 
15 

2.4. Среда разработчика 
18 

2.4.1. Главное окно 
19 

2.4.2. Формы 
26 

2.4.3. Палитра компонентов 
26 

2.5. Средства Delphi для разработки приложений, 
использующих базы данных 
27 

2.5.1. Общий обзор средств для работы с базами данных 
27 

2.5.2. Компоненты для работы с базами данных 
31 

2.5.2.1. Невизуальные компоненты для работы с базами 
данных 
31 

2.5.2.2. Визуальные компоненты для работы с базами 
данных 
42 

2.6. Запуск программы в работу 
43 

3. Реализация математических моделей технологических 
процессов на компьютере (разработка вычислительноинформационных систем) 
44 

3.1. Начало работы в среде Delphi 
44 

3.2. Создание простейшей расчетной программы 
46 

3.3. Разработка интерфейса программы 
51 

3.4. Создание подсказок 
56 

3.5. Отладка программ 
57 

4. Разработка приложений баз данных в интегрированной среде 
Delphi 
58 

Библиографический список 
64 

3 

Введение 

В настоящее время роль вычислительной техники существенно 
возросла не только при решении задач научного и технического характера, но и в значительно большей степени для обеспечения организационных вопросов. При этом доля чисто расчетных работ в загрузке компьютеров, особенно персональных, постоянно снижается. 
Вычислительная техника все в большей степени применяется для 
обеспечения сбора, хранения и обработки информации. 

Задачи такого рода решаются с использованием компьютерных 
систем управления базами данных (СУБД). 

В наиболее полном варианте пакет системы управления базами 
данных включает следующие компоненты. 

1. Среду пользователя, дающую возможность управления данными в диалоговом режиме. 

2. Алгоритмический язык для программирования прикладных 
систем обработки данных (приложений), организованный как интерпретатор, позволяющий быстро создавать и отлаживать программы. 

3. Компилятор для придания завершенной программе вида готового коммерческого продукта в форме независимого ЕХЕ-файла. 

4. Программы-утилиты быстрого программирования рутинных 
(стандартных) операций (генераторы отчетов, редактирование экрана, создание меню и других приложений). 

Для персональных компьютеров создано большое число СУБД, 
отвечающих перечисленным выше требованиям, работающих как в 
операционной системе DOS (dBase, Clipper, Paradox, FoxPro), так и 
в среде Windows (Access, Delphi, Oracle) и др. 

4 

1. ОСНОВНЫЕ понятия 

1.1. Модели данных 

Под базой данных (БД) обычно понимают хранилище структурированных данных, которые должны соответствовать определенным 
требованиям: быть непротиворечивыми, минимально избыточными, 
целостными. 

Как правило, БД создаются для хранения, доступа и управления 
данными, содержащими сведения о некоторой предметной области 
реального мира. Всякая БД должна представлять собой систему данных о предметной области и в различных случаях может содержать 
информацию об этой области различной степени детализации. Степень детализации информации определяется целью использования 
БД, характером объекта, характером связей внутри объекта и с другими объектами, и т.д. 

Пример 
1. Объект: цех металлургического предприятия. С рассматриваемых позиций его можно охарактеризовать: 

- определенным сортаментом выпускаемой продукции; 
- определенным набором исходных материалов. 
Продукция цеха может являться товарным продуктом, или же ее 
потребителями могут быть смежные производства данного предприятия. Упрощенно задачу создания приложения БД в этом случае 
можно представить следующим образом: разработать систему управления базами данных (СУБД) для сбора, хранения и быстрой выдачи 
информации о количестве и сортаменте выпускаемой цехом продукции за определенный период времени (например, за месяц), о затраченных на выпуск единицы продукции (и на весь её объем) исходных 
материалах (сырье). 

2. Объект: металлургическое предприятие. Характеризуется определенным числом цехов, выпускающих разнообразную продукцию, а 
также наличием цехов и подразделений, непосредственно обеспечивающих работоспособность (жизнедеятельность) предприятия как 
единого целого. 

В этом случае требования к созданию приложения БД могут определяться более широким диапазоном целей: информация об общем 
объеме выпуска продукции на предприятии (сортамент завода); информация о сортаменте отдельных цехов; информация о реализации 

5 

продукции предприятия в целом; информация о реализации продукции различных цехов внутри предприятия; информация о потребностях в исходных материалах на выпуск различных изделий и в целом 
по заводу и др. 

Ввиду различия целей и задач БД цеха и предприятия будут существенно отличаться друг от друга прежде всего степенью детализации хранимой информации и, следовательно, структурой данных. 

По способу установления связей между данными щзлтают реляционную, иерархическую и сетевую модели баз данных. 

Реляционная модель базы данных - простейшая, наиболее привычная форма представления данных в виде таблицы. В теории множеств существует термин «отношение» (relation), соответствующий 
таблице, который и дал название модели. 

Для этой модели данных имеется развитый математический аппарат - реляционное исчисление, реляционная алгебра, где для баз 
данных определены такие теоретико-множественные операции, как 
объединение, вычитание, пересечение, соединение и др. 

Достоинством реляционных моделей БД является их простота и 
наглядность, поскольку табличная форма организации данных является интуитивно понятной и подчиняется здравому смыслу. 

Каждая таблица БД представляет собой совокупность строк и 
столбцов, где строки соответствуют экземпляру объекта, конкретному событию или явлению, а столбцы - атрибутам (признакам, характеристикам, параметрам) объекта, события, явления. В терминологии 
теории реляционных БД таблицам соответствуют отношения, столбцам - атрибуты, строкам - кортежи (рис. 1.1). При практических разработках БД таблицы так и называют таблицами, строки - записями, 
столбцы - полями (столбцами). 

Запись 1 

Запись 2 

Запись 3 

... 

Запись к 

Поле! 
Поле 2 
... 
Полей 

Рис. 1.1. Таблица (отпошепие) 

6 

Для построения запросов к реляционным базам данных разработан язык SQL (Structured Query Language). 

Иерархическая модель БД представляет собой такую БД, в которой информация хранится в виде дерева-графа, где возможны только 
односторонние связи от старших вершин к младшим (рис. 1.2). Это 
облегчает доступ к необходимой информации, но только в том случае, если все возможные запросы отражены в структуре типа дереваграфа. Никакие иные запросы удовлетворены быть не могут. 

Рис. 1.2. Иерархическая структура данных 

Для того чтобы получить информацию об элементе данных А^, 
нужно сначала отыскать в БД узел (вершину) А, спуститься к узлу Aj и 
лишь только после этого - к искомому узлу Ai2. Примером дерева-графа 
может служить библиотечный предметный каталог: раздел - металлургия (А), прокатное производство - Aj, холодная прокатка - А^. 

Сетевая модель Д2^ теоретически предполагает возможность связей 
между различными элементами БД типа «всех-со-всеми» (рис. 1.3). На 
практике, как правило, это невозможно, поэтому прибегают к различным ограничениям: например, если от элемента В имеется ссылка на 
элемент А, то возможен выбор элемента базы данных А. 

Рис. 1.3. Сетевая структура данных 

7 

Следует отметить, что реляционные базы данных фактически вытеснили в последнее время базы данных других видов. 

Существует два основных подхода к операциям над данными. 
Навигационный подход ориентирован на обработку каждой записи таблицы в отдельности. Этот подход используется в так называемых локальных (персональных, настольных) базах данных типа 
Paradox и dBase. Их еще называют табличными БД. 

При SQL-ориентированном 
подходе происходит 
обработка 
групп записей, поэтому такой подход часто называют ориентированным на множества записей или на наборы данных. При этом могут 
обрабатываться записи нескольких таблиц базы данных. Такой подход используют так называемые «серверные» (промышленные, удаленные) базы данных - такие как Oracle, Sybase, Informix, InterBase 
и др. О различиях локальных и удаленных баз данных будет рассказано в следующих разделах. 

Под транзакцией понимается воздействие на базу данных, переводящее ее из одного целостного состояния в другое. Воздействие 
выражается в изменении данных в таблицах базы. 

Если одно из изменений, вносимых в базу данных в рамках транзакции, завершается неуспешно, должен быть произведен возврат к 
состоянию базы данных, имевшему место до начала транзакции. 
Следовательно, все изменения, внесенные в базу данных в рамках 
транзакции, либо одновременно подтверждаются, либо не подтверждается ни одно из них. 

1.2. Создание и редактирование баз данных 

1.2.1. Разработка структуры базы данных 

Одной из основных задач, решаемых на начальном этапе создания 
информационной системы, является разработка структуры файлов 
базы данных. Рациональное размещение данных в файлах и строение 
каждого файла может существенно повысить эффективность работы 
системы. 

Целесообразность создания нескольких или одного файла зависит 
от особенностей решаемой задачи. Как правило, при этом исходят из 
стремления свести к минимуму дублирование выражений и значений 
в базе данных: если какая-либо запись может встречаться много раз в 

8 

файле базы данных, то целесообразно оставить в этой базе только 
один характерный ее признак, а остальное внести в другой файл. 

Файл базы данных представляет собой таблицу с заданным числом столбцов и произвольным, изменяемым в процессе работы системы, числом строк. Задать структуру файла базы данных - это значит указать наименование, тип и ширину (максимальное число символов) для каждого столбца таблицы. Наименование столбца представляет собой сочетание латинских букв и цифр. 

Тип столбца таблицы определяет характер той информации, которую Вы предполагаете хранить в этом столбце - текстовую 
(character), числовую (numeric), логическую (logical), даты (date) или 
описания (memo). 

В каждой таблице базы данных может существовать первичный 
ключ. Под первичным ключом понимают поле или набор полей, однозначно идентифицирующих запись. Значение первичного ключа в таблице БД должно быть уникальным, т.е. в таблице не должно существовать 
двух или более записей с одинаковым значением пфвичного ключа. Первичньй ключ должен бьп-ь минимально достаточным: в нем не должно 
был, полей, удаление которых из первичного ключа не отражается на его 
уникальности. 

Если уникального поля в таблице нет, следует добавить в таблицу 
семантически незначащее поле (т.е. не имеющее иного смысла, кроме 
обеспечения уникальности записи), например числовое поле. 

Между двумя или более таблицами базы данных могут существовать реляционные отношения (связи). Отношения подчиненности 
определяют, что каждой записи главной таблицы (master), называемой 
еще родительской, может соответствовать одна или несколько записей в подчиненной таблице (detail), называемой еще дочерней. 

Существует три разновидности связей между таблицами базы 
данных: «один-ко-многим», «один-к-одному», «многие-ко-многим». 

Индексы представляют собой механизмы быстрого доступа к 
данным в таблицах БД. Сущность индексов состоит в том, что они 
хранят значения индексных полей (т.е. полей, по которым построен 
индекс) и указатель на запись в таблице. 

1.2.2. Создание таблиц баз данных 

В системе программирования Delphi базой данных считается каталог на диске, в котором хранятся файлы таблиц БД, примечаний 

9 

(мемо-полей) и т.д. Для хранения каждой таблицы создается отдельный файл. 

Delphi имеет возможность использования таблиц локальных БД 
(таблицы Paradox, dBase, FoxPro) и таблиц, созданных собственно в 
среде Delphi. 

Параметры БД и ее местоположение определяются псевдонимом 
БД. Псевдоним (alias) - это некоторое имя, которое используется при 
обращении к БД. 

Создание псевдонима БД осуществляется в следующем порядке: 
- запустить утилиту DBE Administrator, которая находится в 
папке Delphi; 

- в главном меню выбрать элемент Object, в нем команду New; 
- в появившемся диалоговом окне Standard выполнить подтверждение Ок; 

- в левом окне администратора БД заменить строку Standardl 
на имя псевдонима (например: Proba); 

- в правом окне расположены параметры БД; оставить их без 
изменения, заменив лишь параметр Path - маршрут, указав путь к 
каталогу, в котором будет находиться псевдоним (Proba); 

- далее необходимо запомнить определение псевдонима, для чего в левом окне администратора БД щелкнуть по имени псевдонима 
правой кнопкой мыши и во всплывающем меню выбрать элемент 
Apply (применить), далее в появившемся диалоговом окне на запрос: 
«собираетесь ли Вы запомнить изменения для псевдонима?» ответить «Да» (Ок). 

Па этом создание псевдонима завершено, но он еще пуст. 
Для создания таблиц БД в Delphi необходимо выполнить следующие действия: 

- запустить утилиту Database Desktop (настольная система БД), 
которая находится в папке Delphi; 

- установить рабочий псевдоним утилиты (с ним утилита будет 
работать по умолчанию), для чего необходимо: 

- в главном меню выбрать элемент File, в нем команду Working 
Directory (текущая директория); 

- во всплывающем списке Aliases (псевдонимы) выбрать псевдоним Proba и нажать Ок; 

- для создания таблицы в главном меню выбрать элемент File, в 
нем команду New, соответственно в ней - каманду Table, после чего 
появляется окно Create Table (создание таблиц); 

10 

- оставить без изменения тип создаваемой таблицы (Paradox?) и 
нажать Ок; 

- появляется окно определения структуры таблицы БД; каждая 
строка таблицы структуры БД соответствует полю (столбцу); назначение столбцов таблицы структуры БД следующее: 

Fields Name - имя поля; 
Туре - тип поля; 
Size - размер поля (для строковых полей, так как иные поля подразумевают размер, определяемый типом поля); 

Key - содержит «*» (звездочку) в том случае, если поле входит в 
состав первичного ключа (первичный индекс); поле, входящее в первичный индекс, должно быть в списке полей сверху; для этого поля 
автоматически будет осуществлена сортировка в зависимости от типа поля: А - по алфавиту, N, D и т.д. - по нарастанию; 

- для каждого поля определить требование обязательного заполнения - переходя от поля к полю включать переключатель Required 
Field (необходимая область); 

- другие поля служат для наложения ограничений на значения 
поля; отсутствие значений в одном из полей ограничений означает 
отсутствие ограничений на значения поля; 

- для запоминания таблицы следует выбрать позицию Save As и 
указать имя и адрес таблицы; 

- для изменения существующей таблицы в главном меню выбрать элемент Table, в нем команду Restructure (изменение структуры), после чего появится окно для редактирования структуры таблицы. 

11 

2. ИНТЕГРИРОВАННАЯ СРЕДА РАЗРАБОТЧИКА 

DELPHI 

2.1. Объектная технология 

При использовании объектной технологии вся программа разбивается на отдельные части (классы - объекты), представляющие собой группу переменных и правила работы с ними. 

Класс - совокупность переменных, методов (процедур-подпрограмм 
и функций) и свойств. Как и другие элементы, класс перед использованием должен быть описан (т.е. указан его тип). 

Пример описания класса 

type 

TMyClass = class // Описание типа класса TMyClass 
private // Частные члены класса 
А: integer; II Простая числовая переменная целого типа 
В: string; II Простая текстовая переменная 
procedure Сор(Е: integer); // Описание метода (процедуры 
внутри класса) 

^ххЫк II Общие члены класса 
function Copl(R: double): string; // Описание метода (функции) 
property Propl: integer read A write A; // Свойство 
end; 

Описав тип класса, можно описать переменные этого типа: 

var 
Rcl: TMyClass; // Описание переменной Rcl как класса типа 
TMyClass 

Помимо этого необходимо описать еще методы (процедуры и 
функции), т.е. написать эти подпрограммы, перечислить все выполняемые ими действия. 

Использование элементов класса производится следующим образом: 

Y:=Rcl.Copl(17.5); 

В общем случае структура программного модуля выглядит следующим образом: 

12 

unit Name_unit; 
interface//Описания 
uses Moduli, Modul2; //Используемые модули (совпадают с именами файлов) 
type 

... описания классов и заданных пользователем типов, массивов 
var 

... описания простых переменных 
implementation // Выполняемая часть модуля 
... процедуры и функции (имена процедур и функций, являющихся 
методами классов, состоят из двух частей - имени типа класса и 
собственно имени подпрограммы, разделенных точкой, например: 
TMyClass.Cop) 
end. 

Рассмотрим основные понятия объектной технологии. 

Области видимости. Переменные, методы и свойства могут 
иметь различную область видимости (область действия). Например, в 
приведенном выше примере переменные А и В и метод Сор имеют 
область видимости private, а метод Copl и свойство Propl - public. 

В объектной реализации языка Pascal существуют следующие основные виды областей видимости: 

private - доступны только из методов данного класса; 
public - доступны из любого места программы, из которого виден 
сам класс. 

Наследование. Класс может быть описан как наследник уже существующего класса - т.е. за основу берется уже описанный класс и 
в новом классе появляются все переменные, методы и свойства класса-предка. В новом классе могут быть описаны дополнительные элементы или изменены уже существующие. Для замены необходимо, 
чтобы в классе-предке заменяемый метод был описан с использованием ключевого слова virtual, например: 

procedure Ас; virtual; 

Для перезаписи этой процедуры в классе-наследнике необходимо 
указать: 

procedure Ас; override; 

Свойства. Свойства аналогичны переменным, только при чтении 
и при записи вызывается соответствующая функция. 

13