Цель курсовой работы
Целью курсовой работы по дисциплине “Информатика” является освоение технологии создания баз данных и приложений средствами СУБД MS Access, обеспечивающих работу с ними пользователей в рамках решения широкого круга задач хранения и обработки структурированной информации.
Для успешного выполнения задания на курсовую работу студент должен:
а) знать основные этапы разработки информационной системы (переход от описания предметной области к конкретной реализации базы данных средствами СУБД MS Access), а также основные функции прикладного программного обеспечения MS Access;
б) уметь формировать информационную и логическую структуры базы данных и приложения на основе описания предметной области и требуемых функций, реализующих хранение и поиск информации;
в) уметь создавать в диалоговом режиме с помощью простых и наглядных средств MS Access базу данных и разрабатывать приложение, реализующее функции, приведенные в задании к курсовой работе (конструировать простые и сложные формы, запросы на выборку и изменение данных, различные отчеты и т.п.)
Краткие теоретические сведения о субд Access 2000
Реляционные базы данных и субд
Под реляционной базой данных понимается структурированная определенным образом совокупность данных, отражающая состояние предметной области. Структурирование или организация данных в реляционных базах данных производится на основе так называемых реляционных логических моделей. Как известно, базы данных создаются и поддерживаются в актуальном состоянии с помощью систем управления базами данных (СУБД), кроме того, СУБД обеспечивает доступ к базе данных и манипулирование данными посредством прикладных программ (приложений). Так, с их помощью данные можно объединять, обрабатывать, сортировать, выбирать по определенным критериям и т.п. Посредством встроенных функций СУБД можно, не прибегая к программированию, создавать и поддерживать базы данных.
СУБД MS Access 2000 относится к реляционным СУБД, использующим реляционные модели данных и язык SQL для манипулирования данными. Реляционная модель данных предполагает представление данных в виде таблиц. Таблица состоит из фиксированного числа поименованных столбцов, при этом, число столбцов и их имена (атрибуты) определяют конкретную таблицу (отношение), имя которой уникально в пределах создаваемой базы данных. Необходимо подчеркнуть, что если число столбцов реляционной таблицы строго фиксировано, то число ее строк может быть произвольным и, кроме того, строки, в отличие от столбцов, безымянны. Идентификация строк (доступ к строкам) реляционной таблицы производится с помощью так называемых ключей таблицы, в то время как доступ (обращение к столбцам) производится по имени столбца. Таким образом, информационной единицей хранения информации о рассматриваемой предметной области (объектах, явлениях, событиях) являются реляционные таблицы.
Рассмотрим основные этапы создания базы данных с помощью прикладного программного средства MS ACCESS.
1. Создание базы данных начинается со словесного описания рассматриваемой предметной области. В качестве примера предметной области можно рассматривать деятельность инженера-конструктора, использующего большое количество справочно-нормативной информации. Еще одним примером может быть деятельность руководителя отдела, для которого крайне важна информация о выполнении договоров (контрактов) сотрудниками его отдела с целью анализа ситуации и принятия решений, в случае возникновения необходимости. На уровне предметной области отражаются знания о рассматриваемой предметной области, выраженные при помощи каких-либо средств (инструкций, нормативов, справочников) или представленных в виде знаний эксперта.
2. На основе словесного описания предметной области разрабатывается логическая модель данных, представляющая собой совокупность таблиц, описывающих рассматриваемую предметную область. При этом каждому объекту предметной области соответствует отдельная таблица с указанием имени таблицы, а также указанием имен столбцов (атрибутов) и их характеристик.
Имена таблиц должны быть уникальны в пределах создаваемой базы данных, а имена атрибутов должны быть уникальны в пределах создаваемой таблицы. Например, таблица, соответствующая объекту “кремниевый транзистор” может иметь имя “КТ” и атрибуты (имена столбцов): “Марка транзистора”, “Граничное напряжение”, “Статический коэффициент передачи”, “Емкость коллекторного перехода”, “Постоянное напряжение коллектор-база”, “Постоянное напряжение база-эмиттер”, “Постоянный ток коллектора”, “Постоянный ток базы”, “Постоянная рассеиваемая мощность”.
3. Каждая таблица должна иметь ключ, позволяющий однозначно идентифицировать каждую строку и обеспечивать доступ к ней. В качестве ключа может выступать либо один атрибут таблицы (простой ключ), либо некоторая их совокупность (составной ключ).
Определение ключа производится пользователем либо на основе непосредственного анализа содержимого таблицы, либо на основе логических умозаключений. После того как у таблицы установлен ключ, СУБД автоматически производит сортировку записей, контроль уникальности или отсутствия значений в ключевых полях записей, и обеспечивает повышение скорости выполнения операций поиска в таблице.
4. Информационный фонд реляционных баз данных должен включать в себя только нормализованные таблицы, так как только они обеспечивают целостность (ссылочную целостность) при обновлении данных и манипуляциях с ними. На практике различают 1-ю нормальную форму реляционных таблиц (1НФ), 2-ю нормальную форму (2НФ) и 3-ю нормальную форму реляционных таблиц (3НФ).
Приведение таблиц к требуемой нормальной форме называется процедурой нормализации таблиц. Данная процедура заключается в а) дроблении (декомпозиции) таблиц на две или более с помощью операции проецирования (декомпозиция осуществляется на основе операции проекции) и б) установлении новых ключей таблиц, при которых. зависимость всех атрибутов от ключа будет полной и нетранзитивной.
Целью процедуры нормализации является получение такого набора таблиц, при работе с которыми не возникали аномалии в силу их избыточности или разнородности. Аномалии могут возникнуть при удалении, добавлении или изменении данных, хранящихся в ненормализованных отношениях [4].
Необходимость нормализации возникает тогда, когда созданные таблицы имеют:
а) составной ключ и при этом часть атрибутов таблицы, функционально зависят от части атрибутов, входящих в составной ключ;
б) часть неключевых атрибуты таблицы, находятся между собой в функциональной зависимости.
Отметим, что процесс нормализации схемы отношений носит эвристический характер и производится на основе семантического анализа предметной области (содержимого таблиц).
5. Следующим этапом является установление связей между таблицами. Это обеспечивает сохранение целостности базы данных при ее обновлении и манипулировании данными, упрощает процесс создания запросов, а также процесс изменения данных. Две таблицы считаются связанными, если значениям одного или нескольких атрибутов одной таблицы можно поставить в соответствие (определяемое семантическим смыслом данных таблиц) значения одного или нескольких атрибутов другой таблицы. Различают следующие типы связей “один к одному”, “один ко многим”, ”многие к одному “, “многие ко многим”.
Проиллюстрируем вышесказанное на примерах возможных связей между таблицами с именами “Товары” и “Поставщики”. Если один товар приобретается только у одного поставщика, причем принципиально, что этот поставщик может поставлять только этот товар, то считается, что между таблицами имеется связь “один к одному” (табл.1).
Таблица1.
|
Данные таблиц |
Вид связи | ||||||||||||||||||
|
|
1
3
Если один товар поставляется несколькими поставщиками и, при этом, они поставляют только данный товар, то между таблицами “Товары” и “Поставщики” имеется связь “один ко многим” (табл.2).
Таблица 2.
|
Данные таблиц |
Вид связи | ||||||||||||||||||
|
|
1
2
Наоборот, если группа поставщиков поставляет один и тот же товар и этот товар поставляется только этой группой поставщиков, то между этими таблицами имеется связь “ многие к одному”. И, наконец, если различные товары могут приобретаться у различных поставщиков, то между этими таблицами существует связь “многие ко многим” (табл.3).
Различные таблицы могут иметь различный смысл данных связей и их словесную формулировку: "сотрудник числится только в одном отделе", "сотрудник может выполнять несколько проектов", "над одним проектом может работать несколько сотрудников".
Таблица3.
|
Данные таблиц |
Вид связи | ||||||||||||||||||
|
|
1
2
3
Результатом выполнения всех этих этапов является создание требуемой базы данных.
6. Заключительным этапом является разработка приложения, реализующего основные и сервисные функции.
К основным функциям относятся:
заполнение и актуализация базы данных;
поиск информации.
К сервисным функциям относятся:
организация работы пользователя с базой данных;
выдача полученной в результате поиска информации в требуемой форме;
защита информации от ошибочных действий пользователя при вводе информации в базу данных и от несанкционированного доступа к базе данных.
Для организации работы пользователя с базой данных предусмотрена специальная программа, называемая приложением, позволяющая в интерактивном режиме производить заполнение, обновление базы и формирование запросов к базе данных применительно к конкретной предметной области. Приложение имеет иерархическую (древовидную) структуру, вершины которой являются объектами (рис.1). Приложение отражает организацию работы пользователя, т.е. последовательность действий пользователя при решении конкретной задачи. В схеме, приведенной на рис.1, не заштрихованными показаны кнопочные формы (они могут быть и некорневыми). Все остальные вершины нижних уровней могут быть любым объектом Access: формой, отчетом или макросом.
Рис.1
Разработка конкретного приложения означает:
а) создание объектов – таблиц и схемы данных для хранения информации о предметной области, определенной в постановке задачи
б) заполнение таблиц информацией;
в) разработку объектов (форм, запросов, отчетов, макросов), выполняющих все требуемые функции по обновлению, добавлению, поиску в базе данных, согласно поставленной задаче;
г) осуществление сборки объектов (построение иерархической структуры приложения) с помощью визуального объекта-формы (называемой кнопочной формой) с элементами управления в виде кнопок.
С помощью приложения обеспечивается удобный графический интерфейс для пользователя. Это позволяет ему решать задачи, не затрачивая усилий на поиск соответствующих объектов: таблиц, запросов, форм, отчетов, необходимых для решения задачи.
Реляционная модель данных в качестве обязательной составляющей рассматривает и манипуляционную, т.е. работа любой реляционной СУБД сводится, по существу, к преобразованию одних таблиц в другие, а результатом ее работы является ответ (в виде таблиц) на поступивший запрос.
При получении ответа на запрос над таблицами выполняются следующие основные операции: селекция (выделение тех строк из таблицы, которые обладают заданным свойством), проекция (удаление ненужных столбцов), объединение (добавление к одной таблице всех строк другой таблицы), вычитание (удаление из одной таблицы всех строк, содержащихся в другой таблице), соединение (соединение каждой строки из первой таблицы с каждой строкой из второй таблицы при совпадении значений общих атрибутов) [4]. На рис. 2 схематично приведены основные и дополнительные операции реляционной алгебры.
Для того, чтобы Access выполнил над таблицами ту или иную операцию, надо дать соответствующее указание. Эти указания называются запросами. В MS Access пользователь может “задавать” запросы разными способами, либо с использованием инструмента фильтр (в этом случае запрос реализуется с помощью операции селекции); либо с помощью объекта «запрос», сформулировав его на специальном языке запросов SQL или на бланке QBE (в этом случае запрос реализуется с помощью необходимой последовательности различных операций, причем эта последовательность определяется самой СУБД). Но в любом случае запрос выполняется посредством перечисленных выше операций реляционной алгебры.
Рис. 2
Подробную технологию создания всех объектов приложения можно найти в [1,3].