Методичка БД V.3.0 light (docx)

ВВЕДЕНИЕ

Успешная работа экономических, финансовых и бухгалтерских служб предприятия во многом зависит от правильной организации системы учета и обработки информации, которые невозможно представить без использования баз данных. Базы данных позволяют организовать доступ к информации и ее хранение наиболее эффективно с выполнением требований по оперативности, качеству и гибкости при относительно небольших затратах.

Разработка бухгалтерских и экономических электронных приложений, основанных на использовании баз данных, – дело профессиональных программистов, однако их работа немыслима без сотрудничества и консультаций с людьми, представляющих интересы и пожелания пользователей. Наиболее эффективно базы данных могут использоваться только в том случае, если они учитывают специфику той области деятельности, того предприятия и того объекта, которому они посвящены, а в этих вопросах лучше разбираются люди, непосредственно работающие с такими объектами, а не программисты. Поэтому пользователи программных продуктов, которыми можете оказаться и Вы, должны представлять себе, что такое базы данных, как они работают, уметь формулировать задачи получения, обработки и хранения информации в те р- минах баз данных, т.е. обладать элементарными навыками в проектировании баз данных.

1.ЦЕЛЬ, ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ, ПОРЯДОК И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЮ

Цель лабораторной работы

Целью лабораторной работы является приобретение студентами знаний и практических умений в структурировании предметных областей, проектировании и создании баз данных, а также работе с ними.

Используемое оборудование и программное обеспечение

Лабораторная работа выполняется на персональных компьютерах с использованием Microsoft Access, как наиболее распространенной, простой и вместе с тем обладающей широкими возможностями реляционной системы управления базами данных (СУБД). Возможно использование Microsoft Access версий 2000,

2002-2003 или 2007 г.

1

Общие сведения о лабораторной работе

Студентам предлагается разработать в СУБД Microsoft Access базу данных для определенной общеизвестной (или вымышленной) предметной области с четко обозначенными особенностями, функциями и задачами управления.

Формулировки предметных областей (по вариантам) представлены в разделе 6 настоящей методической разработки.

Вариант задания определяется и сообщается преподавателем студенту непосредственно перед выполнением лабораторной работы.

План (порядок) выполнения лабораторной работы

В ходе выполнения лабораторной работы необходимо:

1)ознакомиться с представленными в разделе 2 методической разработки теоретическими основами структурирования предметных областей: используемой терминологией, основными понятиями и идеями модели “сущность-связь”;

2)структурировать предметную область по определенному преподавателем варианту с учетом обозначенных в задании ее особенностей, функций и задач управления;

3)в соответствии с полученной структурой предметной области определить структуру базы данных и реализовать ее практически в СУБД Microsoft Access;

4)заполнить созданную базу минимальным набором данных, позволяющим продемонстрировать функциональные возможности базы, ее достоинства;

5)оформить результаты выполнения лабораторной работы в соответствии с предъявляемыми требованиями к отчету по

лабораторной работе.

Более детально порядок выполнения лабораторной работы в части пунктов 2-4 плана рассмотрен в разделе 3 “Этапы проектирования и создания базы данных”.

Отчет по лабораторной работе

Отчет по лабораторной работе должен включать в указанной последовательности следующие обязательные разделы:

•титульный лист;

•содержание;

•введение (с указанием цели работы и задач, которые необходимо решить для достижения поставленной цели);

•теоретические основы структурирования предметных областей и создания реляционных баз данных (в сжатой тезисной форме на уровне основополагающих идей);

•постановка задачи с указанием:

2

−особенностей структурируемой предметной области, для реализации функций и задач управления которой создается база данных;

−используемого оборудования и программного обеспечения;

−порядка выполнения работы;

•результаты выполнения лабораторной работы (образец оформления представлен в разделе 4 методической разработки);

•заключение (с анализом полученных результатов и выводами по лабораторной работе);

•список использованных источников.

Лабораторная работа защищается студентами при наличии:

•утвержденной преподавателем схемы структуры предметной области (результат выполнения 1 этапа лабораторной работы);

•файла с базой данных, разработанной в СУБД Microsoft Access (результат выполнения 2 этапа лабораторной работы);

•оформленного в соответствии с предъявляемыми требованиями и распечатанного отчета по лабораторной работе.

Рекомендации по выполнению лабораторной работы

Успешному выполнению лабораторной работы могут помочь следующие советы и рекомендации.

•Теоретические основы структурирования предметных областей (используемая терминология, основные понятия и идеи модели “сущность-связь”) подробно рассматриваются в курсе лекций. Наиболее значимые аспекты теории, рассмотренные через призму практики, изложены также в разделе 2 “Теоретические основы структурирования предметных областей при проектировании реляционных баз данных” настоящей методической разработки. Повторить лекционный теоретический материал и ознакомиться с содержанием раздела 2 методической разработки рекомендуется заранее, перед выполнением лабораторной работы. В процессе выполнения лабораторной работы в специализированной компьютерной аудитории в предусмотренное расписанием время соответствующие теоретические положения уже должны быть Вам знакомы, их можно будет оперативно повторить, но не изучать с нуля.

3

•Для закрепления полученных теоретических знаний рекомендуется ответить на контрольные вопросы, приведенные в разделе 6 “Контрольные вопросы по структурированию предметных областей и созданию реляционных баз данных”, и обратить особое внимание на представленный в разделе 5 методической разработки анализ наиболее типичных ошибок, допускаемых при проектировании структур предметных областей.

•Не торопитесь приступать к созданию базы данных в СУБД Microsoft Access. Убедитесь в том, что предметная область структурирована Вами правильно, представьте ее на проверку преподавателю и только после подтверждения преподавателем правильности структуры создавайте базу данных. Неправильно определенная структура предметной области будет автоматически означать, что созданная по такой структуре база данных окажется нефункциональной и переделать ее, исправляя допущенные ошибки, может оказаться очень непросто! Во многих случаях удобнее окажется создать базу данных с правильной структурой заново, чем переделывать уже существующую, разработанную по ошибочно структурированной предметной области. Ошибки нужно стараться исправлять именно на стадии проектирования, а не после того, как база данных уже создана!

•В разделе 4 методической разработки представлен пример выполнения лабораторной работы по структурированию предметной области и созданию на основе полученной структуры базы данных. Возьмите этот пример за образец при оформлении результатов лабораторной работы по своему варианту. Обратите внимание на комментарии, сопровождающие порядок выполнения работы: при оформлении отчета по лабораторной работе Вам так же придется комментировать свои действия и получаемые результаты.

•Научиться успешно структурировать предметные области можно только приобретая соответствующий практический опыт. Не ограничивайтесь структурированием одной-двух предметных областей, с которыми Вы обязательно столкнетесь при выполнении лабораторных работ. Попытайтесь структурировать несколько десятков предметных областей (не создавая при этом баз данных), обменяйтесь опытом и обсудите полученные структуры с выполнявшими лабор а- торную работу по отличным от Вашего вариантам. Практи-

4

ческий опыт в проектировании структур предметных областей очень важен, не пренебрегайте им!

2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ПРЕДМЕТНЫХ ОБЛАСТЕЙ

ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ РЕЛЯЦИОННЫХ БАЗ ДАННЫХ

Понятие “база данных” очень тесно связано с понятием предметной области. База данных может быть определена как набор данных на машинных носителях, организованный по правилам специальной компьютерной программы и отражающий состояние и изменение некоторой предметной области.

Предметная область – это область управленческой деятельности с определенным набором функций и задач управления, для реализации которых создается и используется база данных.

Предметными областями, например, являются “Университет”, “Коммерческий банк”, “Автозаправочная станция”, “Гостиница”, “Магазин”, “Пункт проката”, “Станция метеонаблюдений”, “Научная лаборатория”, “Библиотека”, “Страховая организация”, “Промышленное предприятие” и многие другие.

Каждая из перечисленных предметных областей может быть разбита на несколько более узких. В частности, для предметной области “Университет” можно выделить подобласти “Учет успеваемости студентов”, “Расписание занятий”, “Учет расчетов по стипендиям”, “Научно-исследовательские проекты” и т.д. Для предметной области “Коммерческий банк” могут быть выделены такие подобласти, как “Учет операций по вкладам”, “Учет выданных кредитов”, “Учет операций по расчетным счетам”, “Учет операций по обмену валюты”, “Учет операций с ценными бумагами” и т.д. Функциями и задачами управления предметной области “Учет операций по вкладам” будут являться учет фактов поступления, выдачи денежных средств по вкладу и начисления по нему процентов.

Чем четче сформулированы особенности предметной области, ее функции и задачи управления, тем выше вероятность создания для этой предметной области работоспособной базы данных.

Предметная область состоит из типов объектов, между которыми существуют определенные отношения.

Структура предметной области – это набор типов объектов и существенные отношения между ними. Существенными считаются те отношения, которые обязательно необходимо учитывать при решении поставленных задач управления.

5

Поскольку понятие “объект” является предельно широким, невозможно привести для него четкое научное определение. Для уточнения содержания понятия “объект” можно сказать, что оно является родовым для следующих понятий: предмет, явление, процесс, событие, факт и т.д.

Объект обладает свойствами.

Свойство – это некоторая величина, характеризующая объект с определенной стороны.

Формально-логически объект – это совокупность свойств, обладающая целостностью.

Свойство как величина подвергается измерению. Измеренное в определенной шкале и выраженное на определенном языке, свойство объекта порождает реквизит.

Тип объектов – это понятие, обобщающее все однородные объекты. Тип является абстракцией относящихся к нему объектов, он охватывает все существовавшие, существующие и воображаемые объекты, которые по своим свойствам могут быть к нему отнесены.

Понятие типа не следует путать с понятием множества. Если элемент множества относится к самому множеству как часть к целому, то тип и объект данного типа находятся в отношении “абст- рактное-конкретное”.

Свойства объекта делятся на естественные и назначенные. Назначенные свойства приобретаются объектами, когда те становятся элементами некоторой информационной системы. Например, для объекта основных средств дата приобретения и первоначальная стоимость являются естественными свойствами, а инвентарный номер – назначенным свойством в рамках информационной системы “Учет основных средств организации”.

В совокупности свойств объекта выделяют отличительные и ключевые свойства. Отличительные свойства позволяют отнести объект к определенному типу объектов, в то время как ключевые свойства позволяют выделить конкретный объект из множества ему подобных. В качестве ключевых, как правило, используются назначенные свойства. Например, если объект обладает такими отличительными свойствами, как мощность двигателя, цвет кузова, год выпуска и т.д., его можно отнести к типу объектов “Автомобиль”. По перечисленным естественным свойствам в большинстве случаев однозначно идентифицировать конкретный автомобиль не представляется возможным, и в информационной системе инспекции по безопасности дорожного движения для этих целей исполь-

6

зуется такое отличительное (назначенное) свойство, как регистрационный номер.

При структурировании предметной области после определения входящих в нее типов объектов необходимо установить отношения между ними.

Отношение – это связь между объектами различных типов по поводу чего-либо.

По количеству участников с каждой из сторон отношения делятся на четыре типа:

• 1 : 1 (один к одному);

• 1 : ∞ (один ко многим);

•∞ : 1 (многие к одному);

•∞ : ∞ (многие ко многим).

При установлении типа отношения между типами объектов используют несколько несложных приемов. Для определения типа отношения между типами объектов A и B необходимо:

1.Ответить на вопросы:

•сколько объектов типа B могут соответствовать одному объекту типа A;

•сколько объектов типа A могут соответствовать одному объекту типа B.

Объекту, относящемуся к одному из типов, может соответствовать один или множество объектов другого типа, причем под множеством подразумевается любое натуральное число от нуля до бесконечности. Обратите внимание в сформулированных вопросах на слово “могут”. Важно определить именно потенциальную возможность (но не обязательность) соответствия одному объекту данного типа нескольких объектов другого типа.

2.Сложить полученные ответы по правилам математической логики по формулам (2.1)-(2.3):

Ответы на вопросы и вычисления удобно представить в форме схемы, как это, например, сделано на рисунке 2.1. При нахождении ответов знаки вопроса должны заменяться единицами или символами множества.

7

Рисунок 2.1 – Определение типа отношения между парой типов объектов

Тип отношения “многие к одному” является обратным типу “один ко многим” и, например, утверждение “Типы объектов A и B связаны как “один ко многим” можно было бы сформулировать и так: “Типы объектов B и A связаны как “многие к одному”. Суть обоих утверждений идентична.

Большинство современных подходов к проектированию реляционных баз данных основано на использовании различных разновидностей модели “сущность-связь” (или ER-модели от англ. “Entity-Relationship”), основные положения которой были сформулированы в 1976 г. Петером Пин-Шен Ченом.

Кразновидностям модели “сущность-связь” относятся:

•модель “сущность-связь”, предложенная Ченом;

•расширенная модель “сущность-связь”;

•информационная инженерия, предложенная Джеймсом Мартином;

•модель IDEF1X – стандарт моделирования реляционных баз данных, принятый в США;

•UML (unified modeling language) – универсальный язык

моделирования.

Базовыми понятиями модели “сущность-связь” в ее классическом варианте являются сущности, связи и атрибуты. Сущность (“то, что существует”) – это не что иное, как “тип объектов”; связь – отношение между объектами различных типов по поводу чеголибо; наконец, атрибут – это свойство объекта.

Модель “сущность-связь” является графической по своей природе, для изображения на схеме структуры предметной области (ER-диаграмме) типов объектов, их атрибутов и отношений между типами объектов используются специальные графические условные обозначения.

8