Разработка базы данных "Преподаватели"

 

1. Основная часть

1.1 Модели БД

База данных (БД) - совокупность данных, организованных по определённым правилам, отражающая состояние объектов и их отношений в некоторой предметной области, предназначенная для хранения во внешней памяти компьютера и для постоянного применения.

Сетевая модель данных - это логическая модель данных, представляющая их сетевыми структурами типов записей и связанные отношениями мощности один-к-одному или один-ко-многим.

Иерархическая модель данных является частным случаем сетевой модели данных, структура иерархической базы данных немного проще сетевой и, соответственно, иерархические базы данных даже менее эффективны, чем сетевые. Иерархическая модель данных, как и сетевые БД, опирается на теорию графов.

Рисунок 1. Иерархическая модель

Самые первые в мире СУБД использовали иерархическую модель данных, иерархические базы данных появились даже раньше, чем сетевая модель хранения данных. Поэтому структура иерархической базы данных, немного проще, чем структура сетевой БД. И так, основными информационными единицами иерархической модели данных являются сегмент и поле. Поле данных является наименьшей неделимой информационной единицей иерархической базы данных, доступной пользователю. У сегмента данных можно определить его тип и экземпляр сегмента.

Рисунок 2. Иерархическая модель данных

В отличие от реляционной модели, связи в ней моделируются наборами, которые реализуются с помощью указателей. Сетевые модели данных являются расширенной версией иерархической модели, однако основным отличием является то, что в сетевых моделях данных имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.

Основные элементы сетевой модели данных:

·элемент данных - минимальная информационная единица доступная пользователю;

·агрегат данных - именованная совокупность элементов данных внутри записи или другого агрегата, которую можно рассматривать как единое целое. Имя агрегата используется для его идентификации в схеме структуры данного более высокого уровня. Агрегат данных может быть простым, если состоит только из элементов данных, и составным, если включает в свой состав другие агрегаты;

·запись - совокупность агрегатов или элементов данных, отражающих некоторую сущность предметной области. Иными словами, запись - это агрегат, который не входит в состав никакого другого агрегата и может иметь сложную иерархическую структуру, поскольку допускается многократное применение агрегации. Имя записи используется для идентификации типа записи в схемах типов структур более высокого уровня;

·тип записей - эта совокупность подобных записей. Тип записей представляет некоторый класс реального мира;

·набор - именованная двухуровневая иерархическая структура, которая содержит запись владельца и запись (или записи) членов. Наборы отражают связи «один ко многим» и «один к одному» между двумя типами записей.

Наборы бывают нескольких видов:

·с одними и теми же типами записей, но разными типами наборов;

·наборы из трех записей и более, в том числе с обратной связью;

·сингулярный набор (только один экземпляр). У такого набора нет естественного владельца и в качестве него выступает система. В дальнейшем такие наборы могут приобрести запись - владельца;

Преимущества:

·стандартизация. Появление стандарта CODASYL, который определил базовые понятия модели и формальный язык описания;

·быстродействие. Быстродействие сетевых баз данных сравнимо с быстродействием иерархических баз данных;

·гибкость. Множественные отношения предок / потомок позволяют сетевой базе данных хранить данные, структура которых была сложнее простой иерархии.

·универсальность. Выразительные возможности сетевой модели данных являются наиболее обширными в сравнении с остальными моделями;

·возможность доступа к данным через значения нескольких отношений (например, через любые основные отношения).

Недостатки:

·жесткость. Наборы отношений и структуру записей необходимо задавать наперёд. Изменение структуры базы данных ведет за собой перестройку всей базы данных. Связи закреплены в записях в виде указателей. При появлении новых аспектов использования этих же данных может возникнуть необходимость установления новых связей между ними. Это требует введения в записи новых указателей, т.е. изменения структуры БД, и, соответственно, переформирования всей базы данных.

Реляционная модель данных - логическая модель данных. Впервые была предложена британским учёным сотрудником компании IBM Эдгаром Франком Коддом (E.F. Codd) в 1970 году в статье «A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks» (русский перевод статьи, в которой она впервые описана, опубликован в журнале «СУБД» №1 за 1995 г.). В настоящее время эта модель является фактическим стандартом, на который ориентируются практически все современные коммерческие СУБД.

В реляционной модели достигается гораздо более высокий уровень абстракции данных, чем в иерархической или сетевой. В упомянутой статье Е.Ф. Кодда утверждается, что «реляционная модель предоставляет средства описания данных на основе только их естественной структуры, т.е. без потребности введения какой-либо дополнительной структуры для целей машинного представления». Другими словами, представление данных не зависит от способа их физической организации. Это обеспечивается за счет использования математической теории отношений (само название «реляционная» происходит от английского relation - «отношение»).

В состав реляционной модели данных обычно включают теорию нормализации.

Можно провести аналогию между элементами реляционной модели данных и элементами модели «сущность-связь». Реляционные отношения соответствуют наборам сущностей, а кортежи - сущностям. Поэтому, также как и в модели «сущность-связь» столбцы в таблице, представляющей реляционное отношение, называют атрибутами.

В отличие от иерархической и сетевой моделей данных в реляционной отсутствует понятие группового отношения. Для отражения ассоциаций между кортежами разных отношений используется дублирование их ключей.

Достоинства реляционной модели:

·простота и доступность для понимания пользователем. Единственной используемой информационной конструкцией является «таблица»;

·строгие правила проектирования, базирующиеся на математическом аппарате;

·полная независимость данных. Изменения в прикладной программе при изменении реляционной БД минимальны;

·для организации запросов и написания прикладного ПО нет необходимости знать конкретную организацию БД во внешней памяти.

Недостатки реляционной модели:

·далеко не всегда предметная область может быть представлена в виде «таблиц»;

·в результате логического проектирования появляется множество «таблиц». Это приводит к трудности понимания структуры данных;

·база данных занимает относительно много внешней памяти;

·относительно низкая скорость доступа к данным.

1.2 Этапы создания БД

1)Планирование - определение задач и целей моего курсового проекта.

2)Определение требований - разработать требования к формам входных документов, требования к созданию пользовательского интерфейса с учетом задач каждого пользователя. Разработка требования к организационному обеспечению СУБД.

3)Определение структуры логической БД - на этом этапе рассматривается, из каких объектов может состоять БД, каковы свойства этих объектов. После разбиения БД на отдельные объекты необходимо рассмотреть свойства каждого из этих объектов, или, другими словами, установить, какими параметрами описывается каждый объект. Все эти сведения можно располагать в виде отдельных записей и таблиц. Далее необходимо рассмотреть тип данных каждой отдельной единицы записи. Сведения о типах данных также следует занести в составляемую таблицу.

4)Конструирование таблиц - создание исходной таблицы или таблиц. Создавая исходную таблицу, необходимо указать имя и тип каждого поля. Имена полей не должны повторяться внутри одной таблицы. В процессе работы с БД можно дополнять таблицу новыми полями. Созданную таблицу необходимо сохранить, дав ей имя, уникальное в пределах создаваемой базы.

5)Создание схемы данных - схема базы данных используется для создания, редактирования и удаления таблиц базы данных. Также схему базы данных можно использовать для просмотра связей между таблицами. При создании новой схемы базы данных пользователь начинает работу с пустой схемой.

)Ввод данных - в режиме таблицы показываются все введенные данные. Если же сотворена, лишь структура таблицы, означает, данных таблице еще как бы нет. В пустой таблица маркер записи (с изображением треугольного указателя, направленного направо) традиционно установлен в первой строке таблицы. Для ввода значения в поле (в режиме таблицы) нужно переместить курсор в это поле и набрать значение. Во время редактирования записи маркер записи воспринимает вид карандаша. При вводе новейшей записи (на маркере которой изображен карандаш) автоматом возникает последующая строчка (на маркере которой изображена звездочка для обозначения новой-записи). Маркер новейшей записи постоянно отмечает последнюю строчку таблицы.

7)При вводе новейшей записи курсор традиционно располагается в первом поле таблицы.

8)Проектирование представлений (формы, запросы, отчеты) - форматированное представление данных, которое выводится на экран, в печать или файл. Они позволяют извлечь из базы нужные сведения и представить их в виде, удобном для восприятия, а также предоставляют широкие возможности для обобщения и анализа данных. При печати таблиц и запросов информация выдается практически в том виде, в котором хранится. Часто возникает необходимость представить данные в виде отчетов, которые имеют традиционный вид и легко читаются. Подробный отчет включает всю информацию из таблицы или запроса, но содержит заголовки и разбит на страницы с указанием верхних и нижних колонтитулов.

9)Тестирование - проверка работы баз данных и устранение возникающих ошибок в работе приложения.

)Обеспечение надежности БД - определить права пользователя к базе данных и её компонентов как в процессе заполнения таблиц информацией

11)Эксплуатация - Разработка организационных мероприятий по внедрению системы, постоянное наблюдение за ее работой и при необходимости внесение изменений в разработанное приложение.

1.3 Требования заказчика

·многократное использование данных;

·простота - пользователь должен иметь возможность легко узнать и понять расположение данных;

·легкость использования - простой доступ к данным;

·гибкость использования - обращение или поиск данных осуществляется с помощью различных методов доступа;

·быстрая обработка запросов - краткое ворожение не тривиальных запросов;

·язык взаимодействия конечных пользователей с системой - получение данных без использования прикладных программ;

·наличие интерфейса;

·адаптивность и расширяемость - БД должна быть настраиваемая;

·контроль за целостностью данных - система должна осуществлять контроль ошибок.

Среда разработки

SQL - универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных. SQL основывается на исчислении кортежей.Server Management Studio - утилита из Microsoft SQL Server 2005 и более поздних версий для конфигурирования, управления и администрирования всех компонентов Microsoft SQL Server. Утилита включает скриптовый редактор и графическую программу, которая работает с объектами и настройками сервера.

Главным инструментом SQL Server Management Studio является Object Explorer, который позволяет пользователю просматривать, извлекать объекты сервера, а также полностью ими управлять.

Также есть SQL Server Management Studio Express для Express версии сервера, которая является бесплатной. Однако в ней нет поддержки ряда компонентов (Analysis Services, Integration Services, Notification Services, Reporting Services) и SQL Server 2005 Mobile Edition.

Окна средств в Microsoft Среда SQL Server Management Studio - это высокофункциональная, гибкая и эффективная система, позволяющая:

·увеличивать рабочее пространство пользователя для задач разработки и управления;

·уменьшать количество одновременно отображаемых неиспользуемых окон;

·свободно настраивать пользовательскую среду.

Все средства в среде Среда SQL Server Management Studio взаимодействуют друг с другом. В частности, вы можете:

·зарегистрировать сервер с помощью обозревателя объектов;

·открыть из обозревателя объектов окно редактора SQL, подключенное к определенной базе данных.

Используйте среду Среда Management Studio для выполнения следующих действий:

·регистрации серверов;

·соединения с экземпляром компонента Компонент Database Engine, службами SSAS, службами SSRS или службами Службы SSIS;

·настройки свойств сервера;

·управления объектами базы данных и службами SSAS, такими как кубы, измерения и сборки;

·создания таких объектов, как базы данных, таблицы, кубы, пользователи базы данных и имена входа;

·управления файлами и группами файлов;

·присоединения или отсоединения баз данных;

·запуска средств для работы со сценариями;

·управления безопасностью;

·просмотра системных журналов;

·контроля текущей активности;

·настройки репликации;

·управления полнотекстовыми индексами.

2. Практическая часть

2.1 Разработка технического задания

Работа выполняется в рамках курсового проекта - автоматизированная система управления «Преподаватели». База данных «Преподаватели» будет вести учет студентов специальности «Программирование в компьютерных системах».

Разрабатываемая база данных должна обеспечивать:

Работа выполняется в рамках курсового проекта - автоматизированная система управления «Преподаватели».

Основанием для данной работы служит приказ о курсовом проектировании.

База данных предназначена для просмотра данных о преподавателях.

Разрабатываемая БД должна обеспечивать:

·сбор и анализ информации о Преподавателях «Ф.И.О., адрес, контактные данные, дисциплина, когда принят, когда уволен, достижения»;

·выдачу рекомендаций по дальнейшей работе;

·отображение текущего состояния по набору параметров - при сохранении изменений БД;

·визуализацию информации: Формы и отчеты в MS Access, Таблицы в MS Excel. По отдельному запросу осуществляются внутренние настройки. База данных должна содержать итоговые отчеты.

Исходные данные в систему поступают в виде значений вводимых с клавиатуры пользователем. Эти значения отображаются на ПК.

Основной режим использования системы - ежедневная работа.

Для обеспечения надежности необходимо: установить пароль, ограничить права доступа, создать резервную копию.

БД предоставляется на лазерном носителе информации. Сопроводительная документация предоставляется в электронном и печатном виде.

Специальные требования:

·база данных должна иметь дружественный интерфейс;

·ввиду объемности проекта задачи предполагается решать поэтапно, при этом объекты БД, созданные в разное время, должны предполагать возможность наращивания системы и быть совместимы друг с другом;

·язык программирования - SQL, должен обеспечивать возможность интеграции с некоторыми видами прикладных программ (MS Access, среда SQL Server Management Studio Express).

Основными документами, регламентирующими разработку БД должны быть документы Единой Системы Программной Документации: инструкция пользователя, описание применения.

Эффективность системы определяется удобством использования БД «Преподаватели» Используется для систематизации данных по преподавателям.

После передачи БД «Преподаватели» Заказчику, последний имеет право тестировать СУБД. После тестирования Заказчик должен принять работу или в письменном виде изложить причину отказа принятия. В случае обоснованного отказа я должна доработать СУБД.

2.2 Построение информационно-логической модели данных предметной области

Для построения информационно-логической модели данных была выбранная предметная область - Преподаватели.

Проанализировав данную область, определила, что база данных должна содержать следующую информацию: Ф.И.О., адрес, контактные данные, дисциплина, когда принят, когда уволен, достижения;

В данных таблицах определила ключевые поля, по которым они будут связанны между собой.

Рисунок 1 - Эскиз базы данных «Преподаватели»

2.3 Описание этапов разработки

Для того чтобы запустить MS SQL Server 2005 Management Studio Express, необходимо зайти в «Пуск» -> «Все программы» -> «Microsoft SQL Server 2005».

Рисунок 2 - Запуск Microsoft SQL Server 2005

Для того чтобы создать базу данных в MS SQL Server 2005 Management Studio Express, нужно нажать правой кнопкой мыши «Базы данных» и выбрать «Создать базу данных…».

Рисунок 3 - Создание БД в SQL

Далее появится окно «Создание базы данных», в котором необходимо ввести название будущей базы данных.

Рисунок 4 - Присвоение имени, создаваемой базе данных

Для того чтобы создать таблицу в базе данных, необходимо нажать правой кнопкой мыши на «Таблицы» и выбрать «Создать таблицу…».

Рисунок 5 - Создание таблиц в базе данных SQL

Далее появится пустая таблица, в которой необходимо заполнить имя столбца и указать для каждого столбца нужный тип данных.

Рисунок 6 - Заполнение таблиц в базе данных SQL

Для того чтобы в таблице задать первоначальный ключ, необходимо нажать правой кнопкой мыши по имени столбца и выбрать «Задать первичный ключ».

Рисунок 7 - Задание первоначального ключа

Для того чтобы открыть меню установки связей между таблицами необходимо нажать правой кнопкой мыши по имени столбца и выбрать «Отношения…».

Рисунок 8 - Открытие окна установки связей между таблицами

Далее откроется окно «Отношения внешнего ключа», в котором необходимо нажать «Добавить», после чего выбранная таблица будет добавлена в общую диаграмму для добавления связей.

Рисунок 9 - Добавление таблиц для установки связей

Для того чтобы создать диаграмму баз данных, позволяющую устанавливать связи между таблицами, необходимо нажать правой кнопкой мыши на «Диаграммы баз данных» и выбрать «Создать диаграмму базы данных».

Рисунок 10 - Создание диаграммы базы данных

Далее в диаграмме баз данных необходимо перетащить ключевую строку из одной таблицы на другую одноименную строку другой таблицы.

Рисунок 11 - Установка связей между таблицами

Для того чтобы запустить MS Access, необходимо зайти в «Пуск» -> «Все программы» -> «Microsoft Office» -> «Microsoft Office Access 2003».

Рисунок 14 - Запуск Microsoft Office Access 2003

Для открытия базы данных SQL в Access, необходимо выполнить следующие действия: Создать -> Проект с имеющимися данными.

Рисунок 15 - Открытие БД SQL в Access

Далее появится окно «Файл новой базы данных», в котором жмем - «Создать».

Рисунок 16 - Создание файла новой БД

Далее появится окно, в котором необходимо указать параметры для подключения к базе данных SQL.

Рисунок 17 - Подключение к БД SQL

Для того чтобы сделать резервирование базы данных в SQL, необходимо нажать правой кнопкой мыши по названию резервируемой базы данных и выбрать: «Задачи» -> «Создать резервную копию…».

Рисунок 18 - Резервирование базы данных в SQL

Далее появится окно «Резервное копирование базы данных», в котором нажимаем «ОК».

Рисунок 19 - Настройка резервной копии базы данных в SQL

Для того, чтобы обеспечить безопасность для выбранной базы данных и ограничить доступ для пользователей, необходимо создать новые учетные с ограниченным доступ к базе данных. Для того чтобы создать новое имя входа с паролем, необходимо нажать на «Безопасность» правой кнопкой мыши «Создать» -> «Вход».

Рисунок 24 - Создание имени входа

Далее появится окно «Создание имени входа», в котором необходимо указать имя входа, пароль и выбрать базу данных.

Рисунок 25 - Присвоение имени входа пароля и имени

Для создания новой учетной записи, необходимо нажать на «Безопасность» -> «Учетные данные» -> «Создать учетные данные…».

Рисунок 26 - Создание учетной записи

Далее появится окно «Создание учетных данных», в котором необходимо указать имя, пароль и идентификатор новой учетной записи.

Рисунок 27 - Присвоение новой учетной записи имени, пароля и идентификатора

2.4 Функциональные требования

Для работы с нашей базой данных MS SQL, компьютер должен иметь следующие системные требования:

·Windows 2000, Windows Server 2003, Windows XP;

·компьютер Intel Pentium III или оборудованный совместимым процессором с тактовой частотой 600 МГц или выше (рекомендуется 1 ГГц или выше);

·минимум 192 МБ ОЗУ (рекомендуется 512 МБ или выше);

·525 МБ дискового пространства.

Для запуска и работы с нашей базой данных потребуется следующее программное обеспечение:

·MS Access;

·MS SQL Server Management Express.

А так же потребуется подключение к локальной сети и к интернету, для работы с которым потребуется интернет браузер - Google Chrome, Opera, Mozilla Fire Fox.

Общие характеристики сервера:

·сеть на основе сервера - Windows 2003;

·топология сети: Звезда;

·кабель: Витая пара.

Технические характеристики сервера:

·процессор: Duo Core E5300;

·2.6 ГГц, 2 ядра;

·1 ГБ ОЗУ;

·объем дискового пространства: 150 ГБ.

Заключение

Для развития человеческого общества необходимы информационные ресурсы. Настоящее время характеризуется небывалым ростом объема информационных потоков. Это относится практически к любой сфере деятельности человека.

Во время работы с базой данных, можно выделить ряд преимуществ:

·простота и доступность для понимания пользователем. Единственной используемой информационной конструкцией является «таблица»;

·возможность управления данными, позволяя извлекать их, сортировать, анализировать, подытоживать и быстро отчитываться о результатах;

·сочетание данных из разных файлов таким образом, что вам не нужно будет вводить их дважды;

·более эффективный и точный ввод данных;

·экономия вашего времени.

В ходе курсового проекта была разработана база данных в MS SQL Server 2005. Все поставленные задачи были выполнены. С разработанной базой данных может работать несколько пользователей одновременно.

Список литературы

модель преподаватель автоматизированный база

1.Алешенцева Е.Н. SQL в примерах и задачах: М.: АГРАФ, 2009. - 568 С.

2.Алиагаев С.Ю. Понимание SQL: М.: Айрис-пресс, 2013. - 506 С.

.Бондарь В.А. Microsoft SQL Server 2012: М.: БХВ-Москва, 2013. - 608 С.

4.Васильев Н.А. Microsoft SQL Server 2005. Для новичков: М.: Русская Редакция, 2009. - 407 С.

5.Ерофеев Ю.С. SQL: Полное руководство: М.: Профиздат, 2008. - 709 С.

6.Жаваров А.А. Освой самостоятельно SQL: М.: Аспект Пресс, 2009. - 517 С.

.Ильин Ю.Ф. Microsoft SQL Server 2005. Справочник: М.: Парад, 2006. - 314 С.

.Новикова Ю.В. Microsoft SQL Server 2005. Администраторам: М.: Русская Редакция, 2006. - 318 С.

.Суханов Г.А. SQL Server 2005. Библия пользователя: М.: Пресс-бук, 2007. - 419 С.

.Эдеев В.А. Настройка SQL. Для профессионалов: М.: ОНИКС, 2010. - 479 С.

1. Основная часть 1.1 Модели БД База данных (БД) - совокупность данных, организованных по определённым правилам, отражающая состояние объектов и и

Больше работ по теме: