Описание предметной области

Задачи

Структура СРВ

Управляющие воздействия и структура СРВ

Контроллер насоса

Корректор

Корректор реализует управление на основе ПИД (Рисунок 2)

Рисунок 2 Блок-схема ПИД.

ПИД-регулятор опеределяет функцию скорости течения жидкости от отклонения: V = ПИД(отклонение). Настройки ПИД задаются коэффициентами регулирования: Kp – коэффициент пропорционального регулирования, Ki – коэффициент интегрального регулирования, Kd – коэффициент дифференциального регулирования. Запаздывание ПИД-звена определяется временными характеристиками процесса регулирования в СРВ.

Определяет функцию выходного напряжения на насос от скорости: u = F(U). Запаздывание контроллера определяется временными характеристиками процесса управления исполнительным механизмом (контроллером) в СРВ.

Рисунок 3 Структура СРВ управления. Реальный объект управления представлен моделью.

1. Определить параметры насоса в соответствии с заданной на лабораторном занятии №1 функции скорости.
2. Разработать процесс моделирования работы насоса.
3. Разработать базовый класс на С++ для ПИД-регуляторов. Разработать процесс ПИД-регулятора для данной задачи.
4. Разработать процесс управления исполнительным устройством.
5. Собрать СРВ.

В вузе имеется несколько факультетов, на которых обучаются студенты. Студенты сдают экзамены по разным предметам и получают соответствующие оценки. Известен перечень экзаменов и возможные значения оценок.

Содержание работы:

· Анализ текстового описания предметной области..

· Построение концептуальной модели.

Задания:

1. Выделить основные абстракции (сущность, атрибут, связь) в предметной области и определить их параметры.

Определим следующие сущности: СТУДЕНТ, ЭКЗАМЕН, ОЦЕНКА

Определим атрибуты сущностей. Пусть для упрощения сущность СТУДЕНТ характеризуется только фамилией. Фамилию мы и возьмем в качестве атрибута. Так как фамилия может неоднозначно идентифицировать объект, введем дополнительный атрибут Код студента, уникальный для каждого студента. Таким образом, сущность СТУДЕНТ характеризуется двумя атрибутами код студента, фамилия.

Аналогично определим сущность ЭКЗАМЕН с атрибутами код экзамена, предмет, дата экзамена и сущность ОЦЕНКА с атрибутом значение оценки (оценка). Между этими сущностями существуют следующие связи: студент сдавал экзамен, студент получил оценку, по экзамену получены следующие оценки.

2.Сформировать максимально полный перечень возможных запросов к базе данных на основе анализа предметной области.

По смыслу задачи к базе данных возможны следующие запросы:

Какие оценки получил студент с заданной фамилией (кодом);

Какие студенты получили заданное значение оценки;

Какие экзамены сдал студент с заданной фамилией (кодом);

Какую оценку по конкретному предмету получил студент с заданной фамилией (кодом).

В данном примере остановимся на этих запросах.

3.Построить концептуальную модель в виде ER-диаграммы.

Нарисуем возможный вариант ER-диаграммы.

По этой диаграмме можно ответить на все вопросы, кроме последнего. В лекции 5 в этом случае предлагается ввести новую агрегированную сущность. Определим эту сущность как ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ ВЕДОМОСТЬ с атрибутами код студента, фамилия, код экзамена, предмет, дата экзамена, оценка. Нарисуем второй вариант ER-диаграммы.

По этой диаграмме можно ответить на все вопросы, но здесь очевидно дублирование информации и возможны аномалии удаления, добавления.

4. Представить концептуальную модель в терминах реляционной модели.

В терминах концептуальной модели эта модель представляется следующей таблицей.

Код студента

Фамилия

Код экзамена

Предмет

Дата

Оценка

5. Описать домены (допустимые множества значений, которые могут принимать атрибуты), указывая типы соответствующих данных и их характеристики.

Код студента принимает значения из множества целых чисел, максимальная длина числа 4 знака.

Фамилия принимает символьное значение, максимальная длина 20 символов.

Код экзамена принимает значения из множества целых чисел, максимальная длина числа 4 знака.

Предмет принимает символьное значение, максимальная длина 20 символов.

Дата экзамена принимает значение дата в формате 00.00.00.

Оценка принимает целое значение от 2 до 5.

6.Определить ключи и внешние ключи (если они есть).

Ключом данного отношения является совокупность атрибутов код студента, код экзамена (см. лекцию 8).

7. Выписать функциональные зависимости (рассматривая возможные значения полей таблицы).

Зависимости выписаны в лекции 8.

8. Привести полученную концептуальную модель к третьей нормальной форме или к нормальной форме Бойса-Кодда (показать, что она находится в соответствующей нормальной форме).

Приведение данного отношения к третьей нормальной форме описано в лекции 8. Исходное отношение приведено в к трем отношениям (смотри лекцию 8), каждое из которых находится в третьей нормальной форме R 1(КС, Ф), R 3(КЭ, П, Д), R 4(КС, КЭ, О).

Заметим, что в отношении R 4 атрибуты КС, КЭ являются внешними ключами, используемыми для установления связей с другими отношениями.

Отношение R 1 представляет объект СТУДЕНТ с атрибутами: код студента (первичный ключ), фамилия.

Отношение R 3 представляет объект ЭКЗАМЕН c атрибутами: код экзамена (первичный ключ), предмет, дата.

Отношение R 4 представляет объект ОЦЕНКА c атрибутами: код студента (внешний ключ), код экзамена (внешний ключ), оценка. Первичный ключ здесь составной: код студента, код экзамена.

Для наглядности представим полученную модель в виде ER-диаграммы (рис.1).

Рис 1. ER-диаграмма

Эта диаграмма и является нужным вариантом. Таким образом, полученная реляционная модель включает три отношения.

Лабораторная работа №2

(пример выполнения с использованием СУБД MS Access)

Цель работы: приобретение навыков создания структуры реляционной базы данных и первоначальный ввод данных в базу данных.

Содержание работы:

· Создание структуры реляционной базы данных для построенной в лабораторной работе 1 концептуальной модели предметной области.

· Ввод данных в таблицы (данные представляются самим слушателем).

Задания:

1. При помощи среды MS Access создать структуры таблиц для представления предметной области в рамках реляционной модели с указанием типов данных и их характеристик.

Формирование структуры базы данных осуществляется с помощью средств СУБД MS Access в диалоговом режиме. На рис.2 представлено меню системы в процессе формирования структуры базы данных для вышеприведенного примера в лабораторной работе 1.

Рис. 2.. Формирование структуры базы данных в СУБД Access

2. Для каждой создаваемой таблицы:

2.1. Определить условия на значения и сообщения об ошибках некоторых полей.

2.2. Определить начальное значение для некоторых полей.

2.3. Задать ключ.

2.4. Задать внешний ключ (если он есть).

2.5. Определить (если это возможно) значения некоторых полей с помощью мастера подстановок.

2.6. Определить обязательные поля.

Для примера определим соответствующие величины для одной из таблиц рассматриваемого примера - таблицы ЭКЗАМЕНЫ.

Таблица ЭКЗАМЕНЫ

Поле Код_экзамена

Тип Длинное целое (4)

Примечание Поле имеет специальный тип «Счетчик»

Новые значения Последовательные

Примечание Данное поле является ключом таблицы

Индексированное поле Да (совпадения не допускаются)

Поле Предмет

Тип Текстовый

Размер 20

Обязательное поле Да

Поле Дата

Тип Дата/время

Размер 8

Формат поля Краткий формат даты

Обязательное поле Да

Аналогично определяются соответствующие поля и для остальных таблиц.

3. Определить схему базы данных, связи между таблицами и наложить условия целостности на таблицы, связанные отношением «один-к-многим». Показать на примерах, чтó меняется при включении/выключении каждого из флажков «Обеспечение целостности данных», «Каскадное обновление связанных записей» и «Каскадное удаление связанных записей».

3.1. Схема базы данных формируется слушателем с помощью средств MS Access.

Рис. 3. Схема данных

3.2. Наложить условия целостности на таблицы, связанные отношением «один-к-многим». Показать на примерах, чтó меняется при включении/выключении каждого из флажков «Обеспечение целостности данных», «Каскадное обновление связанных записей» и «Каскадное удаление связанных записей».

СТУДЕНТ – ОЦЕНКА

Код студента 1–¥ Код студента

Атрибуты Обеспечение целостности, каскадные обновления,

каскадные удаления

Атрибуты один-ко-многим

ЭКЗАМЕН – ОЦЕНКА

Код_экзамена 1–¥ Код_экзамена

Атрибуты Обеспечение целостности, каскадные обновления,

каскадные удаления

Атрибуты один-ко-многим

4. Ввести данные в таблицы. При вводе выяснить, чтó дает наложение условий на значения полей.

Как уже отмечалось, данные придумываются самим слушателем. Ввод данных осуществляется в диалоговом режиме средствами MS Access.

Лабораторная работа №2

(пример выполнения с использованием СУБД Microsoft SQL Server 2008.)

Цель работы: приобретение навыков создания структуры реляционной базы данных и первоначальный ввод данных в базу данных.

Содержание работы:

· Создание структуры реляционной базы данных для построенной в лабораторной работе 1 концептуальной модели предметной области.

· Ввод данных в таблицы (данные представляются самим слушателем).

Задания:

1. При помощи среды Microsoft SQL Management Studio создать структуры таблиц для представления предметной области в рамках реляционной модели с указанием типов данных и их характеристик.

Формирование структуры базы данных осуществляется с помощью средств MS SQL Management Studio в диалоговом режиме. На рис.4 представлено меню системы в процессе формирования структуры базы данных для вышеприведенного примера в лабораторной работе 1.

Рис. 4. Формирование структуры базы данных в MS SQL Management Studio

2. Для каждой создаваемой таблицы:

2.1. Определить условия на значения и сообщения об ошибках некоторых полей.

2.2. Определить начальное значение для некоторых полей.

2.3. Задать ключ.

2.4. Задать внешний ключ (если он есть).

2.5. Определить (если это возможно) значения некоторых полей с помощью мастера подстановок.

2.6. Определить обязательные поля.

Для примера определим соответствующие величины для одной из таблиц рассматриваемого примера - таблицы ЭКЗАМЕНЫ.

Таблица ЭКЗАМЕНЫ

Поле Код_экзамена

Тип Длинное целое (4)Целое число (Int)

Примечание Поле имеет специальный тип «Счетчик»

Новые значения Последовательные

Примечание Данное поле является ключом таблицы

Индексированное поле Да (уникальный индекс, совпадения не допускаются)

Поле Предмет

Тип Текстовый

Размер 2050

Обязательное поле Да

Поле Дата

Тип Дата/время

Размер 8

Формат поля Краткий формат даты

Обязательное поле Да

Аналогично определяются соответствующие поля и для остальных таблиц.

3. Определить схему базы данных, связи между таблицами и наложить условия целостности на таблицы, связанные отношением «один-к-многим». Показать на примерах, чтó меняется при включении/выключении каждого из флажков «Обеспечение целостности данных», «Каскадное обновление связанных записей» и «Каскадное удаление связанных записей».

3.1. Схема базы данных формируется слушателем с помощью средств MS SQL Management Studio (рис. 5)MS Access.

Рис. 5. Схема данных

3.2. Наложить условия целостности на таблицы, связанные отношением «один-к-многим». Показать на примерах, чтó меняется при включении/выключении каждого из флажков «Обеспечение целостности данных», «Каскадное обновление связанных записей» и «Каскадное удаление связанных записей».

СТУДЕНТ – ОЦЕНКА

Код студента 1–¥ Код студента

Атрибуты Обеспечение целостности, каскадные обновления,

каскадные удаления

Атрибуты один-ко-многим

ЭКЗАМЕН – ОЦЕНКА

Код_экзамена 1–¥ Код_экзамена

Атрибуты Обеспечение целостности, каскадные обновления,

каскадные удаления

Атрибуты один-ко-многим

4. Ввести данные в таблицы. При вводе выяснить, чтó дает наложение условий на значения полей.

Как уже отмечалось, данные придумываются самим слушателем. Ввод данных осуществляется в диалоговом режиме средствами MS SQL Management StudioMS Access.

Лабораторная работа №3

Цель работы: приобретение навыков реализации запросов пользователя на выборку данных из таблиц, добавление, удаление и редактирование информации. Приобретение практических навыков использования языка SQL.

Содержание работы: Работа со сформированной в лабораторной работе 2 базой данных:

В рамках данной работы необходимо по запросам выбирать из базы данных необходимую информацию, используя язык запросов SQL. Полный перечень вопросов приводится в задании к лабораторной работе 2.

Приведем несколько примеров реализации запросов

1. Вывести фамилию всех студентов.

SELECT фамилия FROM студент;

2. Вывести названия различных предметов, по которым сдаются экзамены в вуз.

SELECT DISTINCT предмет FROM экзамен;

3. Вывести всю возможную информацию об экзаменах, проводимых в вузе.

SELECT * FROM экзамены;

4. Вывести фамилии студентов и оценки, которые они получили на различных экзаменах.

SELECT фамилия, оценка FROM студент, оценка

WHERE студент.код_студента = оценка.код_студента;

5. Вывести фамилии студентов и их оценки по математике. Отсортировать вывод по оценкам, внутри оценок – по фамилиям студентов.

SELECT фамилия, оценка, предмет

FROM студент, экзамен, оценка

WHERE студент.код_студента = оценка.код_студента

AND оценка.код_экзамена = экзамен.код_экзамена

AND предмет = 'Математика'

ORDER BY оценка DESC, фамилия;

AND оценки.код_экзамена = экзамены.код_экзамена

AND предмет = 'математика' AND оценка > 3;

6. Какие оценки получил студент Сергеев?

SELECT оценка

FROM студент, экзамен, оценка

WHERE студент.код_студента = оценка.код_студента

AND оценка.код_экзамена = экзамен.код_экзамена

AND фамилия = «Сергеев»;

Лабораторная работа №4

(пример выполнения с использованием MS Access)

Цель работы: разработка интерфейса пользователя для взаимодействия со сформированной в лабораторной работе 2 базой данных. Создание форм.

Содержание работы:

· Создание форм для ввода, редактирования и удаления записей.

· Создание форм для навигации по базе данных и выполнения запросов.

Задания:

Построить интерфейс для созданной базы данных.

Создать формы для ввода каждой из таблиц-справочников.

Дата добавления: 2015-04-29