Инфологическая модель данных «Сущность-связь» 23

Оперативное управление на основе системы СПУ.

Управление заключается в непрерывном наблюдении за ходом работ на основе получаемой от исполнителей информации. Наблюдение ведется, в основном, за работами, лежащими на критическом и подкритическом путях. Наблюдение необходимо для успешного выполнения всего комплекса работ в срок и координации работы всех исполнителей. На основе полученных данных после внесения их в график работы производится анализ сети с целью выявления отставаний и путей их ликвидации.

Система СПУ позволяет заранее предвидеть отклонения и принять все необходимые меры для досрочного выполнения всего комплекса работ.

2.1.2 Реляционная модель 24

2.2 Построение реляционной модели базы данных 28

Заключение 37

Список использованных источников 38

Приложение А 39

ВВЕДЕНИЕ

Управление данными (УД) – это процесс, связанный с накоплением, организацией, запоминанием, обновлением, хранением данных и поиском информации. К нему относятся анализ данных, моделирование данных, управление базами данных, работа с хранилищами данных, извлечение, преобразование и загрузка данных, добыча данных, обеспечение качества данных, защита данных, шифрование данных, управление метаданными (репозиториями данных) и архитектура данных.

База данных (БД) – это поимённая совокупность структурированных данных, относящихся к определённой предметной области, а также информационная модель, позволяющая упорядоченно хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств. Предметная область (ПрО) – это часть реального мира, которая определяется информационными потребностями всей совокупности пользователей информационных систем. Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, называется система управления базами данных (СУБД). Системы управления базами данных (СУБД) используются для упорядоченного хранения и обработки больших объемов информации.

Базами данных являются, например, различные справочники, энциклопедии. Информация в базах данных хранится в упорядоченном виде. Так, в записной книжке все записи упорядочены по алфавиту, а в библиотечном каталоге либо по алфавиту (алфавитный каталог), либо в соответствии с областью знания (предметный каталог). Существует несколько различных типов баз данных: табличные, иерархические и сетевые.

Табличная база данных содержит перечень объектов одного типа, то есть объектов с одинаковым набором свойств. Такую базу данных удобно представлять в виде двумерной таблицы. Поле базы данных – это столбец таблицы, включающий в себя значения определенного свойства. Строки таблицы являются записями об объекте; эти записи разбиты на поля столбцами таблицы. Запись базы данных – это строка таблицы, которая содержит набор значений различных свойств объекта. В каждой таблице должно быть, по крайней мере, одно ключевое поле, содержимое которого уникально для любой записи в этой таблице. Значения ключевого поля однозначно определяют каждую запись в таблице.

Иерархические базы данных графически могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй – объекты второго уровня и так далее. Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможно, чтобы объект-предок не имел потомков или имел их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами. Иерархической базой данных является Каталог папок Windows, с которым можно работать, запустив проводник.

Сетевые базы данных. Сетевая база данных образуется обобщением иерархической за счет допущения объектов, имеющих более одного предка, то есть каждый элемент вышестоящего уровня может быть связан одновременно с любыми элементами следующего уровня. Вообще, на связи между объектами в сетевых моделях не накладывается никаких ограничений. Сетевой базой данных фактически является Всемирная паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую базу данных.

Системы управления базами данных (СУБД). Для создания баз данных, а также выполнения операции поиска и сортировки данных предназначены специальные программы – системы управления базами данных (СУБД). Таким образом, необходимо различать собственно базы данных (БД) – упорядоченные наборы данных, и системы управления базами данных (СУБД) – программы, управляющие хранением и обработкой данных.

Программой, в которой была разработана база данных (БД) является Microsoft Office Access.

Microsoft Office Access или просто Microsoft Access – это реляционная система управления базами данных (СУБД) корпорации Microsoft. Имеет широкий спектр функций, включая связанные запросы, связь с внешними таблицами и базами данных (БД). Благодаря встроенному языку VBA, в самом Access можно писать приложения, работающие с базами данных.

Основные компоненты MS Access: 1) построитель таблиц; 2) построитель экранных форм; 3) построитель SQL-запросов; 4) построитель отчётов, выводимых на печать. Компоненты могут вызывать скрипты на языке VBA, поэтому MS Access позволяет разрабатывать приложения и базу данных (БД) практически «с нуля» или написать оболочку для внешней базы данных (БД).

MS Access является файл-серверной системой управления базами данных (СУБД) и потому применима лишь к маленьким приложениям. Отсутствует ряд механизмов, необходимых в многопользовательских баз данных (БД), таких, например, как триггеры.

Существенно расширяет возможности MS Access по написанию приложений механизм связи с различными внешними системами управления базами данных (СУБД): связанные таблицы (связь с таблицей системы управления базами данных (СУБД) и запросы к серверу (запрос на диалекте SQL, который понимает систему управления базами данных (СУБД)). Также MS Access позволяет строить полноценные клиент-серверные приложения на систему управления базами данных (СУБД) MS SQL Server. При этом имеется возможность совместить с присущей MS Access простотой инструменты для управления базами данных (БД) и средства разработки.

Целью данного проекта является освоение полученных навыков работы с базами данных на занятиях по дисциплине «Управление данными».

1 ПОСТРОЕНИЕ КОНЦЕПТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ПРЕДМЕТНОЙ

ОБЛАСТИ

1.1 Описание предметной области для построения концептуальной

модели

Основным назначением информационных систем является оперативное обеспечение пользователя информацией о внешнем мире путем реализации вопросно-ответного отношения, что позволяют выделить для информационной системы определенный его фрагмент – предметную область, который будет воплощен в автоматизированной информационной системе. Информация о внешнем мире представляется в информационной системе в форме данных. Это ограничивает возможности смысловой интерпретации информации и конкретизирует семантику ее представления в информационной системе. Совокупность этих выделенных для информационной системе данных, связей между ними и операций над ними образует информационную и функциональную модели предметной области, описывающие ее состояние с определенной точностью.

Информационная и функциональная модели предметной области создаются на этапе анализа требований к базе данных и не содержат предположений о технологии реализации базы данных. Они строятся независимо от выбираемой модели данных (сетевой, иерархической, реляционной, объектно-ориентированной, многомерной и так далее), поддерживаемой системы управления базами данных (СУБД), модели вычислений, программно-аппаратной платформы для базы данных. Информационная и функциональная модели предметной области являются входными данными для процесса проектирования базы данных. Поэтому проектировщик должен уметь правильно интерпретировать их в ходе решения своих проектных задач.

Понятие предметной области базы данных является одним из базовых понятий информатики и не имеет точного определения.

База данных Планшетные компьютеры предназначена для частного использования, чтобы получить общую информацию о видеотерминальных устройствах. Она включает в себя название планшетного компьютера, его характеристики, фирму производитель. Предметной областью базы данных Планшетные компьютеры могут являться различные магазины, интернет-магазины, аукционы, где будут продаваться планшетные компьютеры, поэтому в эту базу данных должна входить наиболее востребованная информация о поставляемых планшетных компьютеров. В связи с этим, входными данными для проектирования базы данных должны быть следующие характеристики:

1) название планшетного компьютера;

2) производитель планшетного компьютера;

3) характеристики планшетного компьютера.

База данных «Планшетные компьютеры» должна включать в себя следующие задачи:

а) предоставлять пользователю грамотно поставленную и достоверную информацию про предоставляемые планшетные компьютеры;

б) выполнять запросы по интересующим моментам или по комплектации планшетные компьютеры;

в) предоставлять информацию по своим возможностям и комплектациям поставки;

г) помогать пользователю данной базы данных удовлетворить все свои

потребности в интеллектуальном плане для выбора необходимого для себя планшетного компьютера;

д) база данных должна быть проста в обращении.

Входными данными в базе данных Планшетные компьютеры являются таблицы, в которые будут занесены параметры и значения соответствующего планшетного компьютера. В базе данных Планшетные компьютеры будут формироваться следующие входные таблицы:

1) главная;

2) комплектация;

3) оценка;

4) планшет;

5) планшет2.

В состав Главной таблицы входит следующие наименования столбцов:

а) производитель;

б) телефон.

В состав таблицы Комплектация входят следующие наименования столбцов:

1) название планшетника;

2) чехол;

3) кабель;

4) ремешок;

5) зарядник;

6) ПО.

В состав таблицы Оценка входят следующие наименования столбцов:

а) название планшетного компьютера;

б) производительность;

в) мультимедиа;

г) сенсор;

д) графика.

В состав таблицы Планшет входят следующие наименования столбцов:

1) название планшетного компьютера;

2) цена;

3) id производителя.

В состав таблицы Планшет2 входят следующие наименования столбцов:

а) название планшетного компьютера;

б) цена.

Выходными данными в базе данных Планшетные компьютеры являются отчеты, в которые будут занесены параметры и значения соответствующего видеотерминального устройства. В базе данных Планшетные компьютеры будут формироваться следующие выходные отчеты:

а) отчет по главной таблице;

б) отчет по производительность;

в) отчет по планшетам;

г) отчет по оценки.

Рисунок 1 – Отчет по «Главной таблице»

Рисунок 2 – Отчет по таблице «Комплектация»

Рисунок 3 – Отчет по таблице «Оценка»

Рисунок 4 – Отчет по таблице «Планшет»

Данная база данных (БД) должна реализовывать гибкие методы выборки данных по всем возможным критериям для одного пользователя.

1.2 Концептуальная модель предметной области

Концептуальная модель наиболее полно отвечает потребностям проектирования баз знаний и построена на ряде принципов, которые мы сейчас рассмотрим. Есть две большие области понятий в концептуальной модели. Обе они построены по принципу иерархического дерева. Первая область – это дерево типов данных, вторая – дерево данных. Дерево типов описывает структуру данных дерева данных, поэтому без дерева типов нет никакой логической целостности дерева данных. Для начала, рассмотрим простой пример с телевизионной камерой. Отраженный свет попадает в объектив камеры, там он разлагается на три составляющие: синий, красный, зеленый. Записывая уровень освещенности трех составляющих света 25 раз в секунду можно составить представление об освещенности и отражающей способности предметов, которые мы снимаем. Теперь дадим основные определения.

Уровень упрощения – уровень детализации представления об объекте реального мира, достаточный нам для его описания и последующего использования. В предыдущем примере мы составили представление об интересующем нас объекте по его освещенности. Можно дать огромное количество характеристик, вплоть до химического состава и геометрии кристаллов, но нам это не нужно. Нам достаточно показать фильм на экране, поэтому уровень освещенности нам наиболее полно подходит. Значит, для достаточно полного представления об объекте и использования на практике представлений о нем нам достаточно упростить объект реального мира до освещенности.

Свойствообъекта – это одна из характеристик объекта реального мира, информацию о которой будем хранить в базе данных. Например, в предыдущем примере у нас есть три свойства у объекта – уровни красной, синей и зеленой составляющих отраженного света.

События – набор реакций объекта на изменения внешних условий, описанных в нашей базе данных, например, узнав интенсивность падающего света на объект и интенсивность отраженного света от объекта можно описать реакцию нашего объекта на изменение освещенности через отражение.

Тип – набор свойств и событий объекта, описанных как единый комплекс. При этом, в зависимости от уровня упрощений, у нас может быть свойством типа другой тип. Например, совокупность трех событий дает нам тип – снимаемый предмет на камеру.

Объект – совокупность типов и свойств, объединенных в один тип, способный описать объект реального мира. В нашем примере один тип достаточен для описания объекта, снимаемого на камеру, но бывают случаи, когда одного типа недостаточно, или уровень упрощения слишком высок, чтобы можно было составить простую модель. Например, объект машина состоит из типов: кузов, рама, мотор, колеса и так далее. Эти типы, в свою очередь, тоже являются объектами, которые состоят из типов, например для колеса: обод, камера, покрышка и так далее. Для камеры: оболочка, ниппель, давление воздуха и так далее. Можно бесконечно углубляться в детализацию, но, как правило, это не требуется. Рассмотрим разные точки зрения пользователей на наши типы, в зависимости от состояния технологического процесса производства и продажи машины. Человек, который собирает колесо, рассматривает его как объект, состоящий из типов: оболочка, ниппель, давление воздуха. Он собрал колесо и передал его на главный конвейер. Далее, колесо рассматривается как тип, входящий в состав объекта рама. На последней стадии сборки, уже не важно иметь в поле зрения свойство колесо, практически, мы потеряли его из видимости. Далее, рассматриваем тип рама, входящий как свойство в объект машина. Человек, который пришел покупать машину, может рассматривать его то, как объект то, как тип, входящий как свойство в объект материальное состояние и так далее. Из этих рассуждений видно, что концептуальная модель очень гибка и самодостаточна для описания внешнего мира. Можно двигаться от простого к сложному, описывая все, что входит в технологический процесс.

Связь – это свойство типа или свойства типа, характеризующая взаимосвязь типов в дереве данных или способ изменения значения свойства объектного типа соответственно. Бывают три типа связей: включение в дереве данных, вставка из другого типа значения свойства типа и ссылка на экземпляр типа в дереве данных. Включение позволяет строить дерево данных. Вот пример. Объект офис состоит из свойств объектного типа – комнаты. Мы не можем описать любой офис прямо в типе офис, так как заранее неизвестно, сколько комнат в нем будет, поэтому мы описываем связь типа офис с типом комната. Теперь, создав экземпляр типа «офис» можно добавить к этому узлу дерева данных нужное количество ветвей типа комната, или, например, накладная состоит из шапки и списка товаров. Можно рассматривать шапку как узел дерева данных, а список товаров – как ветви дерева данных, исходящие из этого узла. Вставка значения свойства типа из другого типа – это способ редактирования свойства типа, при котором значение одного из свойств типа вставляется из экземпляра свойства другого типа. Например, можно описать связь цвета панели инструментов в программе, которое будет редактироваться из списка цветов операционной системы. При этом связь устанавливается только на время редактирования, по завершении которого связь полностью разрывается. Ссылка характерна тем, что, будучи один раз установлена, не разрывается после редактирования. Это похоже на вычисляемое свойство таблицы базы данных. Если мы изменим тип, на который установлена ссылка, то во всех экземплярах типов, где есть ссылка на этот тип будет произведено изменение.

Наследование – это способ описания дерева типов. Можно описать тип литературы, от которого будут наследованы следующие типы: книга, журнал, статья. При этом поддерживается полиморфизм. Так, если в литературе есть свойство автор, то произведя поиск по потомкам от литературы можно найти все книги, журналы и статьи этого автора.

Концептуальная модель – это отражение предметной области, для которой разрабатывается база данных. Не вдаваясь в теорию, отметим, что это некая диаграмма с принятыми обозначениями элементов. Так, все объекты, обозначающие вещи, обозначаются в виде прямоугольника. Атрибуты, характеризующие объект – в виде овала, а связи между объектами – ромбами. Мощность связи обозначаются стрелками (в направлении, где мощность равна многим – двойная стрелка, а со стороны, где она равна единице – одинарная).

В качестве примера рассмотрим интернет-магазин. У магазина есть товары, которые поставляются поставщиками и покупаются покупатели. Это можно представить тремя объектами и двумя связями:

Рисунок 5 – Концептуальная модель

Но как поставщик поставляет товары? Он делает поставку, которая подтверждается документом. Аналогично и покупатель делает покупку, которая также может подтверждаться документом. Таким образом, поставка и покупка могут рассматриваться, как самостоятельные объекты:

Рисунок 6 – Концептуальная модель со связями

Теперь имеется пять объектов и четыре связи. Две связи один ко многим (один поставщик может осуществить несколько поставок, но каждая поставка осуществляется только одним поставщиком, аналогично и для связи покупатель – покупка) и две связи многие ко многим (каждая поставка может содержать несколько товаров, а один и тот, же товар может содержаться в нескольких поставках, аналогично и для связи покупка – товар).

Но связи многие ко многим недопустимы в реляционной модели, поэтому каждую такую связь надо заменить на две связи один ко многим. Делается это добавлением промежуточного объекта:

Рисунок 7 – Сложная концептуальная модель

Таким образом, у нас появилось еще два объекта – журнал покупок и журнал поставок, со связями один ко многим (один журнал поставок может включать несколько поставок, но каждая поставка может входить только в один журнал, аналогично и для остальных).

Каждый объект нашего магазина имеет свои атрибуты:

Рисунок 8 – Концептуальная модель со связями

Теперь рассмотрим концептуальную модель по заданию курсового проекта. Сущностями для базы данных Планшетные компьютеры являются таблицы: главная, процессор, видеокарта, жесткий диск, ОЗУ. Атрибуты всех сущностей представим в виде ER-диаграмм.

  Главная

производитель

телефон

Idпланшета

Рисунок 9 – ER-диаграмма для сущности «Главная»

Для сущности «Главная» атрибуты характеризуются:

а) Ключевое поле id планшета его тип данных – счетчик;

б) Поле «телефон»: определяет телефон производителя, тип данных текстовой, размер 255 символов, обязательное поле;

в) Поле производитель: определяет производителя планшета, тип данных текстовой, размер 255 символов, обязательное поле.

Планшет

Id планшета

цена

Id производителя

Рисунок 10 – ER-диаграмма для сущности «Видеокарта»

Для сущности «Планшет» атрибуты характеризуются:

а) Ключевое поле id планшета его тип данных – счетчик;

б) Поле название планшета: определяет название планшета, тип данных текстовой, размер 255 символов, обязательное поле;

в) Поле id производителя определяет id производителя, размер 255 символов, обязательное поле.

мультимедиа

сенсор

Оценка

название

производительность

Id планшета

Рисунок 11 – ER-диаграмма для сущности «Жесткий диск»

Для сущности «Оценка» атрибуты характеризуются:

а) Поле сенсор: определяет сенсор, тип данных текстовой, размер 255 символов, обязательное поле;

б) Ключевое поле id планшета, его тип данных – счетчик;

в) Поле название: определяет название планшета, тип данных текстовой, размер 255 символов, обязательное поле;

г) Поле производительность: определяет производительность, тип данных текстовой, размер 255 символов, обязательное поле;

Комплектация

д) Поле мультимедиа: определяет мультимедиа, тип данных текстовой, размер 255 символов, обязательное поле.

ремешок

Id планшета

название

зарядник

чехол

ПО

Рисунок 12 – ER-диаграмма для сущности ОЗУ

Для сущности «Комплектация» атрибуты характеризуются:

а) Поле ремешок определяет наличие ремешка, тип данных текстовой, размер 255 символов, обязательное поле;

б) Ключевое поле id планшета, его тип данных – счетчик;

в) Поле «название»: определяет название, тип данных текстовой, размер 255 символов, обязательное поле;

г) Поле зарядник определяет наличие зарядника, тип данных текстовой, размер 255 символов, обязательное поле;

д) Поле чехол: определяет наличие чехол, тип данных текстовой, размер 255 символов, обязательное поле;

е) Поле ПО: определяет наличие программного обеспечения (ПО), тип данных текстовой, размер 255 символов, обязательное поле.

Окончательная схема данных показана на рисунке 13.

Рисунок 13 – Схема данных базы данных (БД)

На рисунке 13 видно, какие связи существуют между сущностями.

1.3 Анализ модели с учётом информационных потребностей

пользователей

В базе данных «Планшетные компьютеры» существуют следующие виды запросов:

1) Запрос на добавление;

Рисунок 14 – Запрос на добавление

2) Запрос на удаление;

Рисунок 15 – Запрос на удаление

3) Запрос по цене;

Рисунок 16 – Запрос по цене

4) Запрос по планшетам;

Рисунок 17 – Запрос по планшетам

5) Перекрестный запрос;

Рисунок 18 – Перекрёстный запрос

6) Запрос по производителю;

Рисунок 19 – Запрос по производителю

7) Запрос по комплектации;

Рисунок 20 – Запрос по комплектации

8) Запрос по производительности.

Рисунок 21 – Запрос по производительности

В базе данных «Планшетные компьютеры» содержатся 5 форм:

а) главная форма;

Рисунок 22 – Главная форма

б) главная;

Рисунок 23 – Главная

в) комплектация;

Рисунок 24 – Комплектация

г) оценка

Рисунок 25 – Оценка

д) планшет.

Рисунок 26 – Планшет

Теперь рассмотрим таблицу сущностей, в которую будут внесены все имеющиеся сущности, первичные ключи этих сущностей, перечень задач и запросов, в которых участвуют эти сущности и ограничение на доступность.

Первичный ключ – это столбец или некоторое подмножество столбцов, которые уникально, то есть единственным образом определяют строки. Первичный ключ, который включает более одного столбца, называется множественным, или комбинированным, или составным. Правило целостности объектов утверждает, что первичный ключ не может быть полностью или частично пустым. Если первичный ключ состоит из одного поля, он называется простым, если из нескольких полей – составным ключом. В качестве ключей обычно используют табельные номера, электронные адреса, паспортные номера и серии, или просто порядковые номера записей.

Таблица 1 – Таблица сущностей

Наименование сущности	Первичный ключ	Перечень запросов и задач	Ограничение на доступность
Главная	id Планшета	Запрос по цене	Ограничение на ввод
Комплектация	id Планшета	Запрос по комплектации, перекрестный запрос	Ограничение на ввод
Оценка	id Планшета	Запрос по производительности	Ограничение на ввод
Планшет	id Планшета	Запрос по производителю	Ограничение на ввод
Планшет2	id Планшета	Запрос по жестким дискам	Ограничение на ввод

2 ЭТАП ЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ

2.1 Выбор модели базы данных

2.1.1 Инфологическая модель данных «Сущность-связь»

Дата добавления: 2015-04-29