Как составить структуру базы данных

База данных с правильной структурой обеспечит вам доступ к актуальным и точным сведениям. Поскольку правильная структура важна для выполнения поставленных задач при работе с базой данных, имеет смысл изучить принципы создания баз данных. Это поможет вам создать базу данных, отвечающую вашим потребностям и позволяющую быстро вносить в нее изменения.

В этой статье приведены рекомендации по планированию базы данных для настольного компьютера. Вы узнаете, как выбирать необходимые сведения, как распределять данные по таблицам и столбцам и как таблицы связаны друг с другом. Прежде чем создавать свою первую базу данных, прочитайте эту статью.

Важно: 
Access возможности разработки, которые можно создавать приложения баз данных для Интернета. Многие аспекты проектирования отличаются при проектировании веб-страниц. В этой статье не обсуждается проектирование веб-баз данных. Дополнительные сведения см. в статье Создание базы данных Access для публикации в Интернете.

В этой статье

• Некоторые термины, связанные с базами данных

• Что такое правильная структура базы данных?

• Процесс проектирования

• Определение назначения базы данных

• Поиск и упорядочение необходимых сведений

• Распределение данных по таблицам

• Преобразование элементов данных в столбцы

• Задание первичных ключей

• Создание связей между таблицами

• Усовершенствование структуры

• Применение правил нормализации

Некоторые термины, связанные с базами данных

В Access данные упорядочиваются в таблицах, которые представляют собой списки строк и столбцов, напоминающие бухгалтерский блокнот или электронную таблицу. В простой базе данных может быть всего одна таблица. Для большинства баз данных их потребуется несколько. Например, в одной таблице можно хранить сведения о товарах, в другой — о заказах, а в третьей — о клиентах.

Каждую строку правильнее называть записью, а каждый столбец — полем. Запись — это эффективный и согласованный способ объединения сведений о чем-либо. Поле — это отдельный элемент сведений (элементы такого типа есть в каждой записи). Например, в таблице «Товары» каждая строка или запись может содержать сведения об одном товаре. Каждые столбец или поле содержат сведения определенного типа об этом товаре, например название или цену.

К началу страницы

Что такое правильная структура базы данных?

В основе процесса создания базы данных лежат определенные принципы. Первый принцип состоит в том, чтобы избегать повторяющихся сведений (также называемых избыточными данными), поскольку они занимают много места и повышают вероятность появления ошибок и несоответствий. Второй принцип провозглашает важность правильности и полноты сведений. Если база данных содержит неправильные сведения, то все отчеты, созданные на основе сведений из этой базы данных, будут содержать неправильные сведения. В итоге решения, которые принимаются на основе этих отчетов, могут оказаться неверными.

Правильная структура базы данных подразумевает:

• распределение сведений по тематическим таблицам для уменьшения количества повторяющихся данных;

• предоставление приложению Access данных, необходимых для объединения сведений в таблицах при необходимости;

• обеспечение точности и целостности сведений;

• соответствие требованиям к обработке данных и созданию отчетов.

К началу страницы

Процесс проектирования

Процесс проектирования включает следующие этапы:

• Определение назначения базы данных    

  Помогает подготовиться к остальным этапам.

• Поиск и упорядочение необходимых сведений     

  Соберите сведения всех типов, которые потребуется внести в базу данных, например названия товаров и номера заказов.

• Разделение данных по таблицам    

  Разделите элементы данных по основным темам или группам, например «Товары» и «Заказы». Затем для каждой темы создается таблица.

• Преобразование элементов данных в столбцы    

  Решите, какие сведения будут храниться в каждой таблице. Каждый элемент становится полем и отображается в виде столбца в таблице. Например, таблица «Сотрудники» может содержать такие поля, как «Фамилия» и «Дата найма».

• Задание первичных ключей    

  Выберите первичный ключ для каждой таблицы. Первичный ключ — это столбец, однозначно определяющий каждую строку. Примеры: «Код товара» и «Код заказа».

• Настройка связей между таблицами    

  Проанализируйте все таблицы и определите, как данные одной таблицы связаны с данными других таблиц. Добавьте в таблицы поля или создайте новые таблицы для формирования необходимых связей.

• Усовершенствование структуры    

  Проверьте структуру базы данных на наличие ошибок. Создайте таблицы и добавьте несколько записей с образцами данных. Посмотрите, можно ли получить нужные результаты из таблиц. При необходимости внесите изменения в структуру.

• Применение правил нормализации    

  Примените правила нормализации, чтобы проверить правильность структуры таблиц. При необходимости внесите изменения в таблицы.

К началу страницы

Определение назначения базы данных

Рекомендуется записать на бумаге назначение базы данных: ее цель, предполагаемое применение и список пользователей, которые будут с ней работать. Небольшой базе данных для домашнего бизнеса можно дать простое определение, например: «База данных содержит сведения о клиентах и используется для почтовой рассылки и создания отчетов». Для более сложной базы данных, с которой будет работать множество людей, как это часто бывает в больших организациях, определение может состоять из нескольких абзацев, включая время и способы использования ее разными людьми. Идея состоит в том, чтобы детально сформулировать определение, к которому затем можно обращаться в процессе проектирования. Такое определение поможет сосредоточиться на целях и задачах при принятии решений.

К началу страницы

Поиск и упорядочение необходимых сведений

Чтобы найти и упорядоступить необходимую информацию, начните с имеющихся сведений. Например, вы можете записать заказы на покупку в записи книги или сохранить сведения о клиентах в бумажных формах в картотеке. Соберите эти документы и соберите в списке каждый тип показанной информации (например, каждое поле, заполненное в форме). Если у вас еще нет форм, представьте, что вам нужно создать форму для записи сведений о клиенте. Какие сведения нужно поместить в форму? Какие поля заливки нужно создать? Определите и перечислить каждый из этих элементов. Предположим, что в настоящее время список клиентов находится на индексных карточках. Изучив эти карточки, вы можете показать, что каждая карточка содержит имя клиента, адрес, город, штат, почтовый индекс и номер телефона. Каждый из этих элементов представляет потенциальный столбец в таблице.

При подготовке списка не старайтесь придать ему законченный вид с первого раза. Записывайте все элементы, которые приходят в голову. Если с базой данных будет работать кто-то еще, попросите их внести свои предложения. Позднее вы сможете скорректировать список.

Теперь подумайте, какие типы отчетов или почтовых рассылок будут выполняться на основе сведений из базы данных. Например, это может быть отчет о продажах товаров по регионам или сводный отчет о складских запасах товаров. Возможно, вы также будете отправлять клиентам стандартные письма, содержащие сведения о продажах или специальных предложениях. Продумайте структуру отчета и представьте себе его внешний вид. Какие сведения нужно включить в отчет? Составьте список. То же сделайте для писем и других отчетов, которые предполагается создавать.

Продумывая структуру предполагаемых отчетов и почтовых рассылок, вы определите те элементы, которые нужно включить в базу данных. Предположим, вы даете клиентам возможность подписаться на периодическую рассылку обновлений (или отказаться от нее) и хотите распечатать список тех, кто подписался. Для записи этих сведений вы добавляете в таблицу клиентов столбец «Отправка почты». В этом поле для каждого клиента можно выбрать значение «Да» или «Нет».

Для отправки клиентам почтовых сообщений требуется записать еще один элемент данных. Если клиент захочет получать почтовые сообщения, вам потребуется его адрес электронной почты. Следовательно, для каждого клиента нужно записать этот адрес.

Имеет смысл создать прототип каждого отчета или выходного списка и продумайте, какие элементы потребуется создать для этого отчета. Например, при проверке письма на бланке могут возникнуть некоторые моменты. Если вы хотите включить правильное приветствие, например строку «Г-н», «Г-жа» или «Ms», которая начинает приветствие, необходимо создать элемент приветствия. Кроме того, письма обычно начинаются с буквы «Уважаемый г-н Климов», а не «Уважаемый. Г-н Сильвстер Климов». Это позволяет сохранить фамилию отдельно от имени.

Важно помнить, что каждый фрагмент сведений целесообразно разделить на минимальные элементы. Например, лучше разделить имя и фамилию, чтобы их удобнее было использовать. В частности, чтобы отсортировать отчет по фамилиям, фамилия должна храниться отдельно. Вообще, если вы хотите выполнять сортировку, поиск, вычисления или отчет на основе элемента данных, следует поместить этот элемент в отдельное поле.

Подумайте о тех вопросах, ответы на которые вам поможет получать база данных. Например, каков объем продаж отдельного товара за последний месяц? Где находятся самые перспективные клиенты? Кто поставляет самый продаваемый товар? Список возможных вопросов поможет вам определить дополнительные элементы данных для записи.

Собрав все нужные сведения, вы можете переходить к следующему этапу.

К началу страницы

Распределение данных по таблицам

Чтобы распределить данные по таблицам, выделите основные группы или темы. Например, после поиска и упорядочения сведений для базы данных продаж товаров вы можете получить предварительный список такого вида:

Основные группы здесь — товары, поставщики, клиенты и заказы. Поэтому имеет смысл использовать четыре таблицы: по одной для сведений о товарах, поставщиках, клиентах и заказах. Это не окончательный список, но неплохое начало. Вы можете уточнять список, пока не получите наиболее эффективную структуру.

При первом просмотре предварительной таблицы вам может показаться, что удобнее было бы поместить все сведения в одну таблицу, а не в четыре, как показано на предыдущей иллюстрации. Сейчас вы поймете, почему это плохая идея. Посмотрите на эту таблицу:

В этом случае каждая строка содержит сведения о товаре и его поставщике. Так как у одного поставщика может быть несколько товаров, имя и адрес поставщика должны повторяться несколько раз. Это пустая трата места на диске. Гораздо лучше записать сведения о поставщике только один раз в отдельной таблице «Поставщики» и связать ее с таблицей «Товары».

Вторая проблема с этой структурой возникает тогда, когда нужно изменить сведения о поставщике. Предположим, вам нужно изменить адрес поставщика. Но поскольку адрес указан во многих полях, можно случайно изменить его только в одном поле, забыв о других. Эту проблему можно решить, записав адрес поставщика только в одном поле.

При проектировании базы данных всегда старайтесь записать каждый факт только один раз. Если вы обнаружите, что сведения повторяются (например, адрес конкретного поставщика), поместите их в отдельную таблицу.

Наконец, предположим, что у вас есть только один товар, поставляемый компанией Coho Winery, и вы хотите удалить этот товар, но сохранить имя и адрес поставщика. Как удалить запись о товаре, не потеряв сведений о поставщике? Это невозможно. Поскольку каждая запись содержит сведения и о товаре, и о поставщике, вы не можете удалить их по отдельности. Чтобы разделить эти сведения, необходимо сделать из одной таблицы две: одну — для сведений о товаре, другую —для сведений о поставщике. Тогда удаление записи о товаре не приведет к удалению записи о поставщике.

Выбрав тему для таблицы, проследите, чтобы столбцы в ней содержали сведения только по этой теме. Например, в таблице товаров должны храниться сведения только о товарах. Поскольку адрес поставщика относится к сведениям о поставщиках, а не о товарах, он должен храниться в таблице поставщиков.

К началу страницы

Преобразование элементов данных в столбцы

Чтобы определить столбцы таблицы, решите, какие сведения по теме таблицы вам нужно отслеживать. Например, в таблицу клиентов можно включить столбцы «Имя», «Адрес», «Город, область, почтовый индекс», «Отправка почты», «Обращение» и «Адрес электронной почты». Набор столбцов одинаков для всех записей в таблице, поэтому для каждой записи можно хранить одни и те же сведения. Например, столбец «Адрес» содержит адреса клиентов. Каждая запись содержит сведения только об одном клиенте, а поле адреса — его адрес.

После определения первоначального набора столбцов для каждой таблицы вы можете затем уточнять и дополнять их. Например, удобно хранить имя и фамилию клиента в разных столбцах, чтобы проще было выполнять сортировку, поиск и индексирование только по этим столбцам. Адрес также состоит из нескольких компонентов (собственно адреса, города, области, почтового индекса и страны), которые лучше хранить в отдельных столбцах. Например, если вы захотите выполнить поиск, фильтрацию или сортировку по областям, вам потребуется, чтобы сведения об областях хранились в отдельном столбце.

Вам также нужно определить, какого рода данные будут храниться в базе данных: отечественные или международные. Например, если вы планируете хранить в базе данных международные адреса, лучше использовать столбец «Регион», а не «Страна», потому что в таком столбце можно указывать области внутри своей страны и регионы других стран. Точно так же в поле «Почтовый индекс» можно будет хранить почтовые индексы разных стран.

В списке ниже приведены некоторые советы по определению столбцов.

• Не включайте вычисляемые данные    

  Не следует хранить в таблицах результаты вычислений. Лучше пусть Access выполняет вычисления всякий раз, как вы захотите увидеть результат. Предположим, что в отчете о заказанных товарах отображаются промежуточные итоги для заказанных товаров каждой категории. Но в таблице нет столбца для промежуточных итогов. Вместо этого в таблице есть столбец для заказанных товаров, в котором хранится количество единиц каждого товара. Используя эти данные, Access вычисляет промежуточные итоги каждый раз при печати отчета. Сами промежуточные итоги не требуется хранить в таблице.

• Разбивайте информацию на минимальные логические компоненты    

  Может возникнуть желание использовать одно поле для полных имен или названий продуктов вместе с описаниями продуктов. Если в поле объединится несколько разных сведений, позднее будет сложно получить отдельные факты. Попробуйте разбить данные на логические части; Например, можно создать отдельные поля для имени и фамилии или для названия продукта, категории и описания.

Доработав столбцы с данными во всех таблицах, вы можете перейти к выбору первичного ключа для каждой из них.

К началу страницы

Задание первичных ключей

Каждая таблица должна содержать столбец или набор столбцов для однозначного определения каждой строки таблицы. Часто для этого используется уникальный идентификационный номер, например код сотрудника или серийный номер. В базах данных эти сведения называются первичным ключом таблицы. Используя поля первичных ключей, Access быстро связывает данные из нескольких таблиц и сводит их для вас воедино.

Если у вас уже есть уникальный идентификатор для таблицы, например код товара, однозначно определяющий товар в каталоге, вы можете использовать его в качестве первичного ключа таблицы, но только при условии, что значения в этом столбце будут разными для всех записей. В первичном ключе не должно быть повторяющихся значений. Например, не следует использовать в качестве первичного ключа имена людей, поскольку они не уникальны. С большой долей вероятности в одной таблице могут оказаться двое людей с одинаковыми именами.

У первичного ключа всегда должно быть значение. Если в какой-то момент столбец может содержать неназначенное или неизвестное (отсутствующее) значение, его нельзя использовать в качестве компонента первичного ключа.

Всегда выбирайте первичный ключ, значение которого не изменится. В базе данных с несколькими таблицами первичный ключ одной таблицы может использоваться в качестве ссылки в других таблицах. Если первичный ключ изменяется, это изменение необходимо применить ко всем ссылкам на этот ключ. Используя неизменяемый первичный ключ, вы снижаете вероятность нарушения синхронизации с другими таблицами.

Часто в качестве первичного ключа используется произвольное уникальное число. Например, каждому заказу можно назначить уникальный номер. Целью номера заказа является определение заказа. После того как оно будет назначено, оно никогда не изменится.

Если вы не имеете в виду столбец или набор столбцов, которые могут стать хорошим первичным ключом, рассмотрите возможность использования столбца с типом данных «Автономер». При использовании типа данных «Тип данных», Access автоматически назначает значение. Такой идентификатор не имеет смысла; Оно не содержит фактических сведений, описывающих строку, которую она представляет. Идентификаторы factless идеально подходят для использования в качестве первичного ключа, так как они не изменяются. Первичный ключ, содержащий сведения о строке (например, номер телефона или имя клиента), может измениться, так как сами фактуальные данные могут измениться.

1. Столбец с типом данных «Счетчик» — отличный первичный ключ. Коды товаров никогда не совпадают.

В некоторых случаях первичный ключ таблицы составляется из несколько полей. Например, в таблице «Сведения о заказах», которая содержит элементы строк заказов, первичный ключ может включать два столбца: «Код заказа» и «Код товара». Первичный ключ из нескольких столбцов называется составным.

В базе данных продаж вы можете создать столбец типа «Счетчик» для первичного ключа каждой из таблиц: «Код товара» для таблицы товаров, «Код заказа» для таблицы заказов, «Код клиента» для таблицы клиентов и «Код поставщика» для таблицы поставщиков.

К началу страницы

Создание связей между таблицами

Теперь, когда вы распределили сведения по таблицам, вам нужен способ их осмысленного объединения. Например, показанная ниже форма содержит сведения из нескольких таблиц.

1. Эта форма содержит данные из таблиц клиентов,

2. сотрудников,

3. заказов,

4. товаров

5. и сведений о заказах.

Access — это система управления реляционными базами данных. В реляционной базе данных сведения распределяются по отдельным тематическим таблицам. Для последующего объединения данных используются связи между таблицами.

К началу страницы

Усовершенствование структуры

После создания необходимых таблиц, полей и связей следует создать и заполнить таблицы образцами данных и поработайте с ними: создание запросов, добавление новых записей и так далее. Это поможет выделить потенциальные проблемы. Например, может потребоваться добавить столбец, который вы забыли вставить на этапе разработки, или разделить таблицу на две таблицы, чтобы удалить дублирование.

Проверьте, можно ли использовать базу данных для получения ответов на ваши вопросы. Создайте черновые формы и отчеты и посмотрите, отображаются ли в них нужные данные. Проверьте, нет ли в базе данных повторяющихся данных и при необходимости измените ее структуру.

При внимательном изучении первоначальной базы данных вы наверняка увидите, где ее можно улучшить. Вот некоторые моменты, которые нужно проверить:

• Не забыли ли вы какие-то столбцы? Если да, относятся ли эти сведения к имеющимся таблицам? Если это сведения по другой теме, возможно, потребуется создать еще одну таблицу. Создайте столбец для каждого элемента данных, который нужно отслеживать. Если данные невозможно получить из других столбцов путем вычислений, скорее всего, для них нужен новый столбец.

• Есть ли ненужные столбцы, значения которых получаются из других полей с помощью вычислений? Если элемент данных можно получить из других столбцов с помощью вычислений (например, цену со скидкой можно вычислять на основе розничной цены), лучше не создавать для него новый столбец.

• Приходится ли вам неоднократно вводить одни и те же сведения в одной из таблиц? Если да, вам нужно разделить одну таблицу на две и установить между ними связь «один ко многим».

• У вас есть таблицы с большим количеством полей, ограниченным количеством записей и множеством пустых полей в отдельных записях? Если да, подумайте о том, как изменить структуру таблицы, чтобы в ней было меньше полей и больше записей.

• Каждый элемент данных разделен на минимальные полезные фрагменты? Поместите в отдельный столбец каждый элемент данных, который необходимо использовать для отчетов, сортировки, поиска или вычислений.

• Данные в каждом столбце соответствуют теме таблицы? Если столбец содержит данные, которые не относятся к теме таблицы, их нужно поместить в другую таблицу.

• Все связи между таблицами представлены общими полями или третьей таблицей? Для отношений «один к одному» и «один-к-многим» требуются общие столбцы. Для связей «многие-к-многим» требуется третья таблица.

Применение правил нормализации

Теперь вы можете применить к структуре своей базы данных правила нормализации данных (иногда их называют просто правила нормализации). Эти правила позволяют проверить правильность структуры таблиц. Процесс применения этих правил к структуре базы данных называется нормализацией базы данных или просто нормализацией.

Нормализацию лучше всего выполнять после внесения в базу данных всех элементов данных и получения предварительной структуры. Цель этого процесса — убедиться в том, что элементы данных распределены по соответствующим таблицам. Правильность самих элементов данных при нормализации не проверяется.

Правила нормализации нужно применять последовательно, проверяя на каждом этапе соответствие структуры базы данных одной из так называемых «нормальных форм». Обычно применяются пять нормальных форм — с первой по пятую. В этой статье рассматриваются первые три формы, поскольку их достаточно для большинства структур баз данных.