База данных 3

Само задание:

Учет движения продуктов по складу горюче-смазочных материалов. Составить базу данных, полями которой являются: шифр продукта, наиме­нование продукта, объём, признак прибытие/убытие, дата, наименование (фамилия) потребителя/поставщика номер счёта потребителя/поставщика, адрес, телефон и др. Вывести динамику поступления-убытия каждого кон­кретного продукта, а также общий объём движения продуктов на складе ГСМ (сколько прибыло и убыло за текущий месяц).

Что нужно проделать

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ

В СРЕДЕ BORLAND DELPHI

Определение структуры таблицы

Например, в учебном управлении высшего учебного за­ведения необходимо хранить информацию о студентах заведения: № зачётной книжки, шифр группы, ФИО, год рождения, пол, предмет, среднюю оценку по предмету.

Таблица
БД
пред­ставляет собой обычную двумерную таблицу с характеристи­ками (атрибутами) какого-то множества объектов и имеющая имя -
идентификатор, по которому на неё можно сослаться.

Таблица 1. Данные о студентах

Например, для таблицы введём для последующих ссылок имена полей Zach
,
Group
,
Fam
,
Nam
,
Par
,
Year
_
b
,
Sex
,
Pred
,
Oz
, соответ­ствующие указанным в ней заголовкам полей.

Тип поля
характеризует тип хранящихся в поле данных. Это могут быть строки, числа, булевы значения,большие тексты (на­пример характеристики сотрудников),изображения (фотографии) и т.п.

Каждая строка таблицы
соответствует одному из объектов. Она называется записью
и содержит значения всех полей, харак­теризующих данный объект.

При построении таблиц БД важно обеспечить непротиворе­чивость информации. Это делается введением ключевых полей
, обеспечивающих уникальность каждой записи. Ключе­вым может быть одно или несколько полей. В приведённом примере можно было бы сделать ключевыми совокупность полей Fam
,
Nam
и
Par
. Но в этом случае нельзя было бы заносить в таб­лицу сведения о полных однофамильцах, у которых совпадают фамилия, имя и отчество. Поэтому целесообразнее использовать поле Zach
– номер зачётной книжки, которое можно сделать клю­чевым, по­скольку номер зачётной книжки не может быть одинаковым у двух студентов.

В каждый момент времени есть некоторая текущая запись,
с которой ведётся работа. Записи в таблице БД физиче­ски могут располагаться без какого-либо порядка, просто в по­следовательности их ввода (появления новых студентов). Но когда данные таблицы предъявляются пользователю, они должны быть упорядочены. Для упорядочения данных в БД, так же, как и для упорядочения данных в массивах, используется понятие индекса.
Индекс показывает, в какой последовательности будет просматриваться таблица. Часто индексы хранятся от­дельно от файла с данными. Для быстрой сортировки обычно ин­дексы выносят в отдельный индексный файл с
тем же названием, но с другим расширением. В таком файле содержатся только пер­вичные ключи и описание очередности записей. Основной же файл при этом остается неупорядоченным. Т. к. индексный файл на­много меньше файла объектов, сортировка по индексу происходит гораздо быстрее, чем сортировка основного файла.

Индексы могут быть первичными
и вторичными.
Например, первичным индексом могут служить поля, отмеченные при соз­дании таблицы как ключевые. А вторичные индексы могут созда­ваться для других полей как при создании таблицы, так и впоследствии. Вторичным индексам присваиваются идентификато­ры, по которым их можно использовать.

Если индекс включает в себя несколько полей, то упорядо­чение БД сначала осуществляется по первому полю, а для за­писей, имеющих одинаковое значение первогополя,
по второму полю. Например, таблицу о студентах можно проиндексировать по группам, а внутри каждой группыпо алфавиту.

Создание файла таблицы данных

Для работы с базами данныхнаиболее распространённых форматов можно использовать утилиту Database
Desktop
, постав­ляемую в составе большинства продуктов корпорации Inprise (Borland). При установке Delphi создаётся типовая структура каталогов и меню "Пуск" Windows, а в меню "Пуск"Прог
paммы->Borland Delphi->Database Desktop
.

Создание таблицы базы данных осуществляется выбором опции меню File->New->Table
послезапускаутилитыDatabase Desktop
.

ВпоявившемсядиалогеCreate Table

выбираетсятиптабли­цы (изизвестныхстандартных – например,Paradox,
Access, dBase, InterBase, Oracle ит.д.).

В этой работе используется наиболее простой тип плоских таблиц dBase
for
Windows
.

В диалоге задания структуры
указываются:
1. имя поля (FieldName) 2. тип (Type) 3. размер (Size) 4. число десятичных знаков (Dec) и др.

В dBaseforWindows используются типы полей: Character
(
C
) -
символьное; Float
(
F
) -
вещественное (с вы­сокой точностью); Number
(
N
) -
целое, вещественное (с точностью в 2 десятичных знака); Date
(
D
) -
дата; Logical
(
L
) -
логическое; Мето(М) -
текстовое без ограничениядлины;
Binary
(
B
) -
двоич­ное (рисунки и другие объекты).

Выбор типа поля осуществляется нажатием клавиши <пробел> или правой клавишей «мыши».

Для примера БД студентов учебного заведения структура файла таблицы может быть представлена в виде (рис. 2).

Рис. 2 Диалог задания структуры таблицы

Изменение кодовой страницы для поддержки русского язы­ка осуществляется следующим образом: в окошке Table
Properties
из выпадающего списка выбирается пункт Table
Language
,
после чего необходимо нажать кнопку Modify
;
в появившемся диалоге Table
Language
указывается кодовая страница dBase
RUScpp
866.

После задания структуры таблицы, её сохранение произво­дится выбором кнопки Save
As
.
В диалоге указывается имя файла таблицы (например, stud
.
dbf
).

Если необходимо в дальнейшем изменить структуру табли­цы, следует открыть таблицу в Database
Desktop
и выбрать в главном меню пункты Table
->
Restructure
.

После создания таблицы возможно её редактирование и использование в при­кладных программах.

Разработка приложения для работы с таблицей данных

Для разработки системы управлениябазой данных можно воспользоваться как стандартными СУБД (Access, Paradox, dBase и т.д.), так и разработать самостоятельное приложение для работы с БД.

Разработка самостоятельного приложения для работы с БД имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием готовых пакетов:

1) ресурсы ОС задействованы только для тех задач, которые будут реализованы в СУБД;

2) полученные программные модули очень компактны;

3) обеспечивается более высокое быстродействие вследствие использования только необходимых для решения задачи операций с БД;

4) многообразие реализаций максимально удобного интерфейса пользователя с СУБД;

5) возможность интегрироваться в любые программные приложения;

6) осуществление расчётных задач сложности, которая не может быть обеспечена применением готовых СУБД.

Для разработки системы управлениябазой данных восполь­зуемся интегрированной средой визуальной разработки Windows-приложений Borland Delphi. Одним из важнейших достоинств Delphi является на­личие удобных средств быстрой визуальнойразработки приложе­ний с использованием специализированных компонент доступа и управления базами данных, генерации отчётов, запросов SQL, a так же наличие технологии BorlandDatabaseEngine (BDE), обеспечи­вающей доступ к большинству известных баз данных с использо­ванием их собственных драйверов.

Для программирования баз данныхиспользуются следую­щие вкладки палитры компонент: Data
Access
и Data
Control
(рис. 3, 4, 5).

Рис. 3. Палитра компонентов
Borland
Delphi

Рис
. 4.
Вкладка
Data
Access

Вкладка Data Access
содержит компоненты:

Table
(второй слева) - связывающий файл таблицы на диске с приложением и позволяющий оперировать с таблицей (второй компонент).

DataSource
(первый слева) - связывает компоненты ото­бражения информации с компонентом Table (первый компонент).

Рис. 5. Вкладка
DataControl

Вкладка Data
Control
содержит компоненты:

DBGrid
-
для отображения и редактирования записей базы данных (первый компонент)

DBNavigator
-
для управления данными (удаление, добавле­ние, перемещение и т. д.)

Компоненты переносятся на окно приложения (форму) путём выделения компоненты нажатием правой клавиши мыши на ней, а затем на форме.

Компоненты вкладки Data
Access
являются служебными и от­носятся к невидимым (т. е. отображаются на стадии разработки приложения и не отображаются в процессе выполнения), aData
Control
к отображаемым как в процессе разработки, так и в про­цессе выполнения.

После переноса компонент на форму производится настройка свойств объектов с использованием Object
Inspector
.

Основные свойства объекта

Table

:

Name
-
имя объекта используемое в программе (является указателем, заданным в соответствии с шаблоном компоненты); DatabaseName
-
имя псевдонима (alias) базы данных (выби­рается из списка, если таблица и проектнаходятся в одном ката­логе необязательный параметр!); TableName
-
имя файла таблицы (выбирается из списка, ес­ли указан псевдоним БД или файл с таблицей и проект находятся в одном каталоге); Active
-
позволяет отображать данные из таблицы в процес­се разработки и автоматически открывает файл при выполнении (когда установлено true).

Служебная компонента DataSource выполняет роль свя­зующего звена и имеет следующие свойства:

Name
-
имя объекта используемое в программе (является указателем, заданным в соответствии с шаблоном компоненты); DataSet
-
имя таблицы связанной с данным объектом (вы­бирается из списка).

Объект Table
позволяет приложению работать с таблицей, но для отображения данных на экране необходимо использовать компоненту DBGrid
.

Основные свойства объекта DBGrid:

Name
-
имя объекта используемое в программе (является указателем, заданным в соответствии с шаблоном компоненты); DataSource
–
имя источника данных, посредством которого осуществляется связь объекта DBGrid
с объектом Table
(выбира­ется из списка).

Объект DBGrid
позволяет не толькоотображать данные, но и управлять ими (перемещаться по записям, добавлять и редакти­ровать записи и т.д.). Однако ряд действий эффективней выпол­нять с использованием объекта DBNavigator
.

Основные свойства объекта DBNavigator:

Name
–
имя объекта (указатель); DataSource
–
имя источника данных, посредством которого осуществляется управление компонентой Table
, выбирается из спи­ска (рис. 6).

Рис. 6 Свойства компонент
Table
и
DataSource

На рис. 7 показана структурная схема взаимодействия компонент приложения для работы с базой данных.

Рис. 7. Взаимодействие компонент приложения

После размещения на форме всех необходимых компонент и настройки их свойств получим макет приложения, показанный на рис. 8.

Рис. 8 Макет формы приложения для работы с таблицей
stud

После компиляции и запуска приложения возможна работа с исходной однотабличной БД – ввод, сохранение, удаление и редактирование данных, перемещение по записям таблицы. Вводимая в поля таблицы информация должна соответствовать указанному при создании таблицы типу поля и не превышать длину поля (в этом случае ввод символов за границей длины поля будет невозможен).

Рис. 9 Внешний вид работающего приложения

Структура проекта приложения

При работе с БД можно выделить три группы фай­лов, которые создаются интегрированной средой и содержат программный код, необходимый для компиляции проекта:

1. проектные файлы (приводятся имена, используемые по умолчанию для первого созданного в среде проекта):

Project1 .dof - проектный файл компоновки, описывающий все файлы, входящие в проект;

Project1.dpr - файл, отвечающий за запуск приложения;

Project1.res - файл ресурсов (курсоры, пиктограммы и т.д.).

2. файлы, относящиеся к формам приложения (имена, используемые по умолчанию Delphi для первой созданной формы):

Unit1 .pas - исходные тексты программы, содержащие обра­ботчики событий класса TForm1;

Unit1 .dfm - файл с описанием формы, её визуальных объек­тов и их свойств.

3. Файлы данных: файлы таблиц, индексов и т.д.

При использовании формата dBaseforWindows файлы таблиц имеют расширение *.dbf, а файлы индексов *.mdx.

Пример реализации БД о студентах

Постановка задачи: необходимо организовать хранение информации о студентах: № зачётной книжки, шифр группы, ФИО, год рождения, пол, предмет, среднюю оценку по предмету.

А. Определим структуру базы и введём условные обозначения:

Zach – номер зачётной книжки, целое 6 знаков;

Group – шифр группы, символьное, 4 символа;

Fam – фамилия символьное, 20 символов;

Nam – имя символьное, 20 символов;

Par – отчество символьное, 20 символов;

Year_b – год рождения, целое, 4 знака;

Sex – пол символьное, 1 символ;

Pred – предмет символьное, 10 символов;

Oz – оценка целое, 4 целых знака, 2 десятичных.

В. Разработаем таблицу с соответствующей структурой.
Для этого необходимо запустить утилиту DatabaseDesktop, выбрать опции меню File->New и заполнить соответствующие ячейки диалога задания структуры в соответствии с выбранной структурой (пункт А, рис. 2). После этого необходимо сохранить таблицу на диске в своём рабочем каталоге.

С. Создадим
Windows
-приложение для работы с данными.
Для этого необходимо запустить среду BorlandDelphi, выбрать опции меню File->New->Application, после чего откроется новый проект приложения. Далее следует перенести на макет формы приложения компоненты Table, DataSource, DBGrid, DBNavigator и настроить их свойства в соответствии с табл. 2.

Таблица 2. Свойства компонент приложения

Внешний вид макета формы приложения должен соответствовать рис. 8.

После этого необходимо откомпилировать проект и осуществить ввод данных в таблицу (рис. 9).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

СОЗДАНИЕ WINDOWS-ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ РАБОТЫ С БАЗОЙ ДАННЫХ. ГЕНЕРАЦИЯ ОТЧЕТОВ.

Обработка информации однотабличной базы данных

Помимо хранения, редактирования, обновления и анализа данных в базе данных (БД), на практике часто возникает задача осуществления разного рода расчётов и вычислений с использованием хранящейся в БД информации. Например, для базы данных, хранящей информацию о студентах учебного заведения (см. методические указания к лабораторной работе №1) может возникнуть задача расчёта средней оценки студента по конкретному предмету или расчёта успеваемости группы. Поскольку требуемые расчёты могут быть довольно сложные, необходимо использование программных пакетов разработки приложений, объединяющих в себе как удобные средства доступа к БД различных форматов, так и гибкий язык программирования. С этой точки зрения наиболее удобным инструментом является среда визуальной разработки Windows-приложений Borland
Delphi
, обеспечивающая доступ к информации БД практически всех существующих форматов и возможность её обработки, используя язык Delphi
.

Визуальная навигация и управление данными в Borland
Delphi
производится с помощью компонент просмотра (
DBGrid
)
и управления (
DBNavigator
),
которые позволяют перемещаться по записям, удалять, добавлять или модифицировать их и т.д.

Программная навигация по записям таблицы возможна ис­пользованием соответствующих методов. Компонента Table
ос­нована на базовом классе TTable
, в который инкапсулированы следующие методы навигации:

Next
-
перемещение указателя на следующую запись;

Prior
-
перемещение указателя на предыдущую запись;

First
-
перемещение указателя на первую запись таблицы;

Last
-
перемещение указателя на последнюю запись таблицы.

Например, если создан объект Table
,
свойством Name
ко­торого является значение Table
1,
то оператор

Table
1.
First
;

переместит указатель на первую запись. Перечисленные методы позволяют последовательно пере­мещать указатель записи по таблице. Для определения последней записи таблицы используется ее свойство Eof
,
которое принимает значение true
,
когда указатель установлен на последней записи.

Фрагмент программы

Tabl
1.
Open
;

Table
1.
First
;
//перемещение на начало таблицы

While
not
Table
1.
EOF
do
//проверка на конец файла

Table
1.
Next
;
//перемещение на следующую запись

Table
1.
Close
;

показывает, как организовать последовательный просмотр всех записей таблицы.

Для программного управления записями таблицы в класс TTable
инкапсулированы следующие методы управле­ния:

Delete
-
удаление текущей записи с позиционированием указателя на следующую запись;

Insert
-
добавление пустой записи в таблицу;

Edit
– перевод таблицы в режим редактирования;

Post
–
сохранение изменений в таблице.

Например, фрагмент программы

Table
1.
Last
;

Table
1.
Delete
;

Перечисленные методы позволяют оперировать с целыми записями таблицы.

При обработке данных таблицы часто требуется программ­но получить значение определенного поля записи или записать в него новое значение. Например, в БД студентов учебного заведения необходимо поменять оценку в одной записи, не изменяя значения остальных полей. Подобные операции с полями таблицы тре­буют создания объектов, указывающих на соответствующие поля.

Для создания подобных объектов нужно выполнить следующую последовательность действий:

- нажать правой клавишей мыши на соответствующем объ­екте Table
;

- в выведенном меню выбрать опцию Fields
Editor
,
в ре­зультате чего на экране появится диалог редактирования полей;

- нажать правой клавишей мыши в области диалога редак­тирования полей;

- в выведенном меню выбрать опцию Add
Fields
,
в резуль­тате чего на экране появится соответствующий диалог;

- добавить необходимые поля выбором кнопки Ok
.
В результате диалог редактирования полей должен содер­жать список созданных объектов, свойствакоторых отражены в окне Object
Inspector
.
Каждый из созданных объектов, указываю­щих на соответствующие поля, имеет свойство Name
.

Например, для таблицы с именем stud.dbf, содержащей фа­милии студентов и их оценки с именами полей FAM
и OZ
,
для полей FAM
и OZ
будут созданы объекты с именами Table
1[‘
FAM
‘]и Table
1[‘
OZ
’].

Созданные объекты позволяютоперироватьс таблицей на уровне полей.

Фрагмент программы

Var

Soz
:
real
;
//переменная для средней оценки

N
:
integer
;
//счётчик записей

begin

Table1.First;

While not Table1.EOF do begin

soz:=soz+Table1[‘OZ’].Value;
//накоплениесуммы

n
:=
n
+1;
//увеличение счётчика записей

Table
1.
Next
;
//переход на след. запись

End;

if
(
n
<>0)
then
//проверка отсутствия записей

soz
:=
soz
/
n
;
//расчёт среднего

end
;

показывает, как вычислить среднюю оценку всех студентов. Для отображения на экране вычисленных данных можно, например, использовать объекты Label
(текстовая метка). Свойст­во Caption
объекта Label
отвечает за надпись на форме приложе­ния.

Например, если имя объекта Label
1
, то фрагмент програм­мы

var

buf : string[50];

buf:="
Средняя
оценка
:”+FloatToStr(soz);

Label1.Caption := buf;

позволяет отобразить на форме вычисленное значение средней оценки.

Свойство Caption
представляет собой данное специализи­рованного типа AnsiString
,
позволяющего хранить символьные строки в формате отличном от формата хранения в символьном массиве. Для преобразования значения типа символьной строки в значение типа AnsiString
используется операция при­сваивания, справа от которой указывается символьная строка или ее адрес.

Для вывода разного рода списков плавающего размера используется компонента Memo. Добавление, например, фамилии студента в список будет осуществляться с помощью оператора:

Memo1.lines.Add(Table1[‘FAM’]);

Кроме ввода данных в таблицу, как правило, в программу требуется вводить другие исходные данные. Для ввода исходных данных в программу используются объекты Edit
. Объект Edit
имеет свойство Text
, которое является данным типа AnsiString
и содержит значение, введенное в поле ввода на форме приложе­ния.

Например, если имя объекта Edit
1
, то фрагмент программы

Var

soz : real;

n : integer;

begin

soz:=0;