Свойства полей базы данных
Поля базы данных не просто определяют структуру базы – они еще определяют групповые свойства данных, записываемых в ячейки, принадлежащие каждому из полей.
Каждая таблица должна содержать, по крайней мере, одно ключевое поле, содержимое которого уникально для каждой записи в этой таблице. Ключевое поле позволяет однозначно идентифицировать каждую запись в таблице.
Каждая запись должна отличаться от другой значением хотя бы одного поля, которое называется ключом.
Ключевое поле – это поле или группа полей, которые однозначно определяют запись. Например, табельный номер сотрудника, код изделия, номер автомобиля.
2. Представление о системах управления базами данных (СУБД).
Системы управления базами данных (СУБД) являются едва ли не самым распространенным видом программного обеспечения. СУБД имеют более чем тридцатилетнюю историю развития с сохранением преемственности и устойчивых традиций.
По степени универсальности различают два класса СУБД:
• системы общего назначения;
• специализированные системы.
СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо предметную область или на информационные потребности какой-либо группы пользователей. Каждая система такого рода реализуется как программный продукт, способный функционировать на некоторой модели ЭВМ в определенной операционной системе, и поставляется многим пользователям как коммерческое изделие. Такие СУБД обладают средствами настройки на работу с конкретной базой данных. Использование СУБД общего назначения в качестве инструментального средства для создания автоматизированных информационных систем, основанных на технологии баз данных, позволяет существенно сокращать сроки разработки, экономить трудовые ресурсы. Этим СУБД присущи развитые функциональные возможности, и даже определенная функциональная избыточность.
Специализированные СУБД создаются в редких случаях при невозможности или нецелесообразности использования СУБД общего назначения.
СУБД общего назначения — это сложные программные комплексы, предназначенные для выполнения всей совокупности функций, связанных с созданием и эксплуатацией базы данных информационной системы.
Идеологическая ценность СУБД объясняется тем, что в основе программ такого рода лежит концепция модели данных, то есть некоторой абстракции представления данных. В большинстве случаев предполагается, что данные представлены в виде файлов, состоящих из записей.
Структура всех записей в файлах одинакова, а количество записей в файле является переменным. Элементы данных, из которых состоит каждая запись, называются полями. Поскольку во всех записях имеются одни и те же поля (с разными значениями), полям удобно давать уникальные имена. Многие практически важные случаи хорошо укладываются в такое представление данных.
Например, в отделе кадров информация о сотрудниках имеют такую природу. Сотрудников принимают на работу и увольняют, но форма личного листа по учету кадров остается неизменной для каждого сотрудника. Товарно-материальные ценности приходят и уходят, но форма инвентарной карточки остается неизменной. Число примеров без труда можно множить. Ясно, что СУБД является адекватным средством во всех случаях, когда исходную информацию можно представить в виде таблицы постоянной структуры, но неопределенной длины или в виде картотеки, содержащей неопределенное количество карточек постоянной структуры.
Все СУБД поддерживают в той или иной форме четыре основных операции :
· добавить в базу данных одну или несколько записей;
· удалить из базы данных одну или несколько записей;
· найти в базе данных одну или несколько записей, удовлетворяющих заданному условию;
· обновить в базе данных значение некоторых полей.
Большинство СУБД поддерживают, кроме того, механизм связей между различными файлами, входящих в базу. Например, связь может установиться явным образом, когда значением некоторых полей является ссылка на другой файл, такие СУБД называются сетевыми, или же связь может установиться неявным образом, например, по совпадению значений полей в различных файлах. Такие СУБД называются реляционными.
MS Access является СУБД реляционного типа, в которой разумно сбалансированы все средства и возможности, типичных для современных СУБД. Реляционная база упрощает поиск, анализ, поддержку и защиту данных, поскольку они сохраняются в одном месте. Access в переводе с английского означает «доступ». MS Access — это функционально полная реляционная СУБД. Кроме того, MS Access одна из самых мощных, гибких и простых в использовании СУБД. В ней можно создавать большинство приложений, не написав ни единой строки программы, но если нужно создать нечто очень сложное, то на этот случай MS Access предоставляет мощный язык программирования — Visual Basic Application.
Популярность СУБД Microsoft Access обусловлена следующими причинами:
· доступность в изучении и понятность позволяют Access являться одной из лучших систем быстрого создания приложений управления базами данных;
· СУБД полностью русифицирована;
· возможность использования OLE технологии;
· интегрированность с пакетами Microsoft Office;
· поддержка WWW-идеологии (только в Access 97 и старше);
· визуальная технология позволяет постоянно видеть результаты своих действий и корректировать их; кроме того, работа с конструктором форм может существенно облегчить дальнейшее изучение таких систем программирования, как Visual Basic или Delphi;
· широко и наглядно представлена справочная система;
· наличие большого набора «мастеров» по разработке объектов.
Запустить систему Access можно несколькими способами:
· запуск с помощью главного меню в WINDOWS;
· запуск с помощью ярлыка на рабочем столе или панели MS Office;
· открытие какой-либо базы данных автоматически запускает Access.
3. Назначение и интерфейс Microsoft Access . Способы создания БД.
Рассмотрим работу СУБД на примере MS Access, входящей в профессиональный пакет MS Office.
В начале работы с Access происходит создание новой базы данных с присвоением файлу базы оригинального имени и расширения .mdb .
В каждой базе данных имеется окно базы. В этом окне находится панель Объекты с кнопками Таблицы, Запросы, Формы, Отчеты, Страницы, Макросы и Модули. Окно базы также содержит свою панель инструментов.
При запуске прикладной программы Access 2007 на экране будет отображаться новая начальная страница "Приступая к работе с Microsoft Access 2007", представленная на Рис. 1.
Рис.1.
Следующий шаг – создание таблиц для хранения данных.
К основным объектам Access помимо таблиц относятся запросы, отчеты, формы, макросы и модули.
Но надо помнить, что таблица – основа базы данных, и все другие объекты зависят от данных таблиц.
Таблицы - основные объекты БД. В них хранятся данные. Реляционная БД может иметь много взаимосвязанных таблиц.
Запросы– это специальные структуры, предназначенные для обработки данных базы. С помощью запросов данные упорядочивают, фильтруют, отбирают, изменяют, объединяют (т.е. обрабатывают).
Формы– это объекты, с помощью которых в базу вводят новые данные, просматривают имеющиеся.
Отчеты– это формы «наоборот». С их помощью данные выдают на принтер в удобном и наглядном виде.
Макросы– это макрокоманды. Если какие-то операции с базой производятся часто, имеет смысл сгруппировать их в один макрос и назначить его выделенной комбинации клавиш.
Модули– это программные процедуры, написанные на языке Visual Basic. Если стандартные средств Access не хватает для удовлетворения особо изощренных требований заказчика, программист может расширить возможности системы, написав для этого необходимые модули.
Основные объекты базы данных Access можно создавать в режиме Мастер и в режиме Конструктор.
4. Ввод и редактирование данных. Типы данных в Access .
Для создания новой пустой базы данных необходимо щелкнуть на пиктограмме Новая база данных в Разделе пустая база данных, справа в окне приложения появится текстовое поле с именем файла: База данных1.accdb и пиктограмма папки для сохранения файла в требуемый каталог. По умолчанию указано имя файла и имя каталога, в котором будет сохранен файл. Имя файла и директорию для хранения файла можно изменить.
Далее надо щелкнуть на кнопке Создать, файл базы данных с выбранным именем будет сохранен в указанную папку, и откроется окно Microsoft Access 2007. В этом окне приложения отображается окно БД с назначенным именем на вкладке Режим таблицы и новая пустая таблица с именем Таблица 1 в режиме таблица, представленные на Рис. 2. Далее необходимо перейти в режим Конструктор и создать структуру первой таблицы базы данных.
Рассмотрим окно приложения Microsoft Access 2007. В верхней части окна расположены: кнопка Office, Панель быстрого доступа с пиктограммами (сохранить, отменить), Строка заголовка и кнопки изменения размеров окна.
Ниже расположена Лента, которая состоит из вкладок (Главная, Создание, Внешние данные, Работа с базами данных и другие вкладки, которые появляются в зависимости от режима работы). В приложении Access 2007 применяются контекстные инструменты, которые появляются при работе с определенным объектом. Так, например, при работе с таблицей появляются контекстные инструменты для объекта Таблица под названием "Работа с таблицами", которые имеют две вкладки: Режим таблицы и Конструктор.
На Ленте отображаются определенные наборы команды в зависимости от того, какая вкладка выбрана. Группы команд на выбранной вкладке сгруппированы по выполняемым действиям. Так на вкладке Режим таблиц отображаются группы команд Представление, Поля и столбцы, Форматирование и Тип данных, Связи. Имена перечисленных групп команд отображаются внизу Ленты.
Под лентой расположены слева Область переходов, а справа Окно редактирования, в котором отображается редактируемый объект. В области переходов находятся все объекты Access (таблицы, формы, запросы, отчеты и т.д.). В списке Все объекты Access можно выбрать требуемый объект. При двойном щелчке на имени объекта в области переходов этот объект будет отображаться в окне редактирования. Внизу окна Access расположена Строка состояния и Кнопки режимов просмотра.
Таблицы
Таблицы – это основные объекты любой базы данных, в которых хранятся все данные, имеющиеся в базе, а также структура базы (поля, их типы и свойства). Все другие объекты (формы, отчеты, запросы) зависят от данных таблиц.
Ø Создание таблиц с помощью Мастера производится путем выбора типовой таблицы («Сотрудники», «Заказы» и т.д.) и необходимых полей из типовой таблицы или нескольких типовых таблиц. Выбранные имена полей можно редактировать. После ввода имени таблицы выбирается ключевое поле, позволяющее осуществлять связи между таблицами в базе данных.
Ø При создании таблицы в режиме Конструктор выводится пустая структура таблицы, в которую необходимо ввести имена полей, указать типы данных в полях и задать размеры полей. В нижней части бланка структуры таблицы задаются свойства полей таблицы, позволяющие изменять способы хранения и отображения данных.
Поля таблиц базы данных не просто определяют структуру базы – они еще определяют групповые свойства данных, записываемых в ячейки, принадлежащие каждому из полей. Ниже перечислены основные свойства полей таблиц баз данных на примере СУБД Microsoft Access.
Характеристики полей базы данных:
· имя поля определяет, как следует обращаться к данным этого поля при автоматических операциях с базой (по умолчанию имена полей используются в качестве заголовков столбцов таблиц);
· тип поля определяет тип данных, которые могут содержаться в данном поле;
· размер поля определяет предельную длину (в символах) данных, которые могут размещаться в данном поле;
· формат поля определяет способ форматирования данных в ячейках, принадлежащих полю;
· маска ввода определяет форму, в которой вводятся данные в поле (средство автоматизации ввода данных);
· подпись определяет заголовок столбца таблицы для данного поля (если подпись не указана, то в качестве заголовка столбца используется свойство Имя поля);
· значение по умолчанию – то значение, которое вводится в ячейки поля автоматически (средство автоматизации ввода данных);
· условие на значение – ограничение, используемое для проверки правильности ввода данных (средство автоматизации ввода, которое используется, как правило, для данных, имеющих числовой тип, денежный тип или тип даты);
· сообщение об ошибке – текстовое сообщение, которое выдается автоматически при попытке ввода в поле ошибочных данных (проверка ошибочности выполняется автоматически, если задано свойство Условие на значение);
· обязательное поле – свойство, определяющее обязательность заполнения данного поля при наполнении базы;
· пустые строки – свойство, разрешающее ввод пустых строковых данных (от свойства Обязательное поле отличается тем, что относится не ко всем типам данных, а лишь к некоторым, например к текстовым);
· индексированное поле – если поле обладает этим свойством, то все операции, связанные с поиском или сортировкой записей по значению, хранящемуся в данном поле, существенно ускоряются. Кроме того, для индексированных полей можно сделать так, что значения в записях будут проверяться по этому полю на наличие повторов, что позволяет автоматически исключить дублирование данных.
Панель инструментов позволяет производить ряд операций с данными таблицы, такими, как сохранение, печать, сортировка, фильтрация, поиск. Перед печатью таблицы необходимо установить параметры страницы и сделать предварительный просмотр.
5. Сортировка и поиск записей. Создание запроса. Поиск данных с помощью запросов. Запросы с параметром.
6.Базы данных и системы управления ими в медицине и здравоохранении
В наши дни в медицине значительно увеличилось количество различных методов диагностики и лечения. Объём информации о состоянии здоровья пациентов, который необходимо запоминать и обрабатывать врачу, постоянно растет. Кроме того, информация о состоянии здоровья пациента, скорей всего рассредоточены по нескольким лечебно-профилактическим учреждениям, оказывающим медицинскую помощь. Все эти данные вызывают необходимость в их интеграции. И постоянно растущий объем обрабатываемой информации усложняют ее упорядочение и систематизацию. Ежедневно в ЛПУ решается масса серьезных задач, связанных с внесением, обработкой и хранением медицинской информации, управлением потоками информации.
Для обработки непрерывно растущего объема данных используются базы данных. Для более эффективной обработки информации по всем передвижениям пациента: поступление – диагностика – лечение – реабилитация – мониторинг. Кроме того, проще работать с структурированной информацией. Поэтому центральное место в медицинских информационных системах принадлежит базам данных.
Медицинская база данных – объемный набор хорошо структурированных данных в области медицины. Набор имеет единые способы и методы обработки данных в различных медицинских вопросах.
Зачастую МИС(медицинские информационные системы) включают себя следующие БД:
- БД застрахованного населения, для которых медицинское и медикаментозное обеспечение осуществляется с учетом назначенных им государственных льгот;
- базы персонифицированных медицинских данных о больных социально значимыми болезнями;
- медико-статистические базы персонифицированных данных медицинских услуг, включая услуги амбулаторно-поликлинической, стационарной, скорой и неотложной медицинской помощи, стоматологической помощи;
- базы финансово-экономической информации;
- БД по кадровому составу и материально-техническому оснащению ЛПУ;
- базы фармакоэкономических данных;
- базы нормативно-справочной информации.
Для осуществления поиска задается порядок данных, с помощью ключевых полей. Тогда поиск информации осуществляется по этим ключам.
Примерами нормативно-справочными баз данных в медицине могут служить:
- HSTAT: Полнотекстовая база данных Национальной медицинской библиотеки США по клиническим гайд-лайнсам, формулярам, фактам доказательной медицины и другим документам, помогающим в принятии клинических решений. Включает информацию для пациентов. Материал поставляется American Public Authorities
- Medical Databases: Коллекция 56 библиографических и полнотекстовых баз данных по вопросам старения, СПИДа, рака, болезням, лекарствам, медицинской этики, здоровья, медицинского оборудования, питания, фармакологии, психологии, медицинских исследований, различных разделов медицины и др.;
- Index of Patent Offices World-Wide, James W Piper & Co: Медицинские патенты: новости и сайты государственных органов по выдаче патентов в странах мира;
- Journal Citation Reports: База данных Каролинского университета (Швеция) для студентов, преподавателей и исследователей. Поиск информации об издателях научных журналов, импакт-факторах, цитируемости.
Примерами баз диагностических данных могут служить:
- Patrix: (Швеция) Содержит общую информацию о болезнях, методах лечения, лекарственных препаратах, самолечении. Свободный доступ.
- DynaMed (Dynamic Medical Information System): Медицинская информационная база данных по более, чем 2000 заболеваниям. Ежедневно обновляется.
- NORD Rare Disease Database: Информация о 1000 нозологиях, поиск по ключевым словам. Включает симптомы заболеваний, этиологию, предрасположенность, осложнения, стандартные методы лечения, диагностические процедуры, источники информации и справочного материала. Доступ платный.
- OMIM [Online Mendelian Inheritance in Man] Он-лайн база данных наследственности по законам Менделя. Содержит клиническую и доклиническую информацию по генетике. Свободный доступ.
Реализуется поиск и вся поддержка БД соответствующими системами управления, так называемыми СУБД.
Выбор оптимальной СУБД представляет сложную многопараметрическую задачу и является одним из главных этапов в разработке ИС.
В медицинских информационных системах используется технология удалённого сервера баз данных, с коллективным доступом пользователей к данным на сервере по Интернет. Медицинские данные – являются продуктом запросов пользователей.
Особенностями этой технологии является:
- Предоставление пользователю только результат поиска, а не самой БД;
- Полнота представления запрошенной информации;
- Высокая скорость обработки, доступа к данным;
- Интерактивность системы;
- Локальная или удаленная работа пользователя.
При локальной работе можно найти данные по пациенту в базе самой больницы, а в удаленном режиме – в областной клинике.
В настоящее время в здравоохранении имеется большое количество разнообразных персонифицированных БД целевого назначения на всех уровнях – начиная с уровня учреждений до федерального уровня.
Одним из главных информационных ресурсов медицинского учреждения является его автоматизированная корпоративная БД, включающая сведения из медицинских карт пациентов, данные об объемах и характере оказанной им медицинской помощи, финансовых потоках, счетах на оплату услуг, формирующихся при оплате медицинской помощи, нормативно-справочная медицинская и экономическая информация.
На сегодня можно выделить 3 основных подхода в вопросе выбора СУБД:
1. МИС разрабатывается на базе реляционной СУБД. Этот подход используется в подавляющем большинстве решений.
2. МИС разрабатывается на базе пост-реляционной СУБД или объектно-ориентированной СУБД. Этот подход чаще всего используется при выборе СУБД Cache или Lotus Notes / Domino в качестве основы системы.
3. Объектно-реляционный подход. Наиболее перспективное решение, учитывающее специфику предметной области и, вместе с тем, интегрирующее в себе все преимущества первых двух решений.
Из-за постоянного увеличения обрабатываемой информации в настоящий момент базы данных широко используются в различных областях медицины с абсолютно разными целями, поэтому можно сделать вывод, что постоянно необходимы новые, более совершенные СУБД, МИС и т.д.