Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Введение 4

Лабораторная работа 1. Разработка инфологической модели БД. 6

1. Основные понятия 6

2. Средства разработки инфологической модели в AllFusion ERwin Data Modeler 7

3. Последовательность выполнения лабораторной работы 9

4. Требования к оформлению отчета 10

Контрольные вопросы 10

Лабораторная работа 2. Разработка реляционной модели БД. 10

1. Основные понятия 11

2. Задачи этапа логического проектирования РБД. 12

3. Последовательность выполнения лабораторной работы 14

4. Требования к оформлению отчета 14

Контрольные вопросы 14

Лабораторная работа 3. Проектирование правил целостности БД и физической модели БД 15

1. Основные понятия 15

2. Средства задания целостности в среде AllFusion ERwin Data Modeler 17

3. Средства AllFusion ERwin Data Modeler для создания БД в среде выбранной СУБД 18

4. Последовательность выполнения лабораторной работы 19

5. Требования к оформлению отчета 19

Контрольные вопросы 19

Лабораторная работа 4. Реализация БД в СУБД Access 20

1. Основные понятия 20

2. Последовательность выполнения лабораторной работы 26

3. Требования к оформлению отчета 27

Контрольные вопросы 27

Литература 28

ПРИЛОЖЕНИЕ I. 29

Введение

Проектирование реляционных баз данных (РБД) является важным этапом создания баз данных (БД). В процессе проектирования определяется структура данных, которая задает состав данных и их взаимосвязи. При этом важным моментом является достижение необходимой эффективности структуры, которая должна обеспечить:

• отображение объектов предметной области в абстрактные объекты модели данных таким образом, чтобы оно соответствовало семантике предметной области;

• быстрый доступ к данным;

• минимизацию избыточности, которая, как правило, связана с дублированием данных;

• целостность данных.

В основе любой БД лежит понятие предметной области. Предметная область - часть реального мира, информация о которой должна содержаться в БД. Предметная область представляется совокупностью реальных и абстрактных объектов, которые характеризуется свойствами. Кроме того, объекты предметной области связаны между собой смысловыми (семантическими) зависимостями.

При проектировании БД предметная область, в соответствии с моделью ANSI/SPARC, рассматривается в виде трех моделей:

1. представление предметной области в том виде, как она реально существует - семантическая модель;

2. модель данных в том виде, как ее представляет проектировщик БД – логическая модель;

3. модель данных в виде, пригодном для хранения во внешней памяти ЭВМ – физическая модель.

Поэтому проектирование РБД включает следующие этапы:

1. Инфологическое проектирование - сбор, анализ и редактирование требований к данным в предметной области. Для этого проводят информационное обследование предметной области, изучение ее информационной структуры, выявление всех фрагментов, каждый из которых характеризуется пользовательским представлением, информационными объектами и связями между ними, процессами над информационными объектами, моделирование и интеграция всех представлений. Результатом данного этапа является инфологическая модель БД.

2. Логическое проектирование – преобразование инфологической модели БД в структуры данных. Результатом этого этапа является логическая модель БД.

3. Физическое проектирование - определение особенностей хранения данных, методов доступа и т.д.

Процесс проектирования БД в настоящее время немыслим без применения специальных программных средств, которые получили название CASE-средства (Computer Aided Software Engeneering - создание программного обеспечения с помощью компьютера). Применение таких средств обеспечивает:

• использование методологии структурного проектирования "сверху-вниз";

• поддержка всех этапов проектирования БД, начиная с самых общих описаний модели предметной области до получения и сопровождения готового программного продукта;

• поддержка репозитария, хранящего спецификации моделей;

• возможность одновременной работы с репозитарием многих разработчиков;

• автоматизация различных стандартных действий по проектированию и реализации приложения.

Как правило, CASE-средства поддерживают следующие этапы процесса разработки:

1. Моделирование и анализ деятельности пользователей в рамках предметной области. Здесь осуществляется функциональная декомпозиция, определение иерархий (вложенности) функций, построение диаграмм потоков данных. Перечень информационных объектов, которыми манипулируют функции, передается на следующий этап проектирования.

2. Инфологическое проектирование - создание модели "сущность-связь" на основе перечня объектов, полученного на предыдущем этапе. Здесь уточняются характеристики каждого объекта (атрибуты), устанавливаются связи между объектами.

3. Реляционное моделирование - преобразование модели "сущность-связь" в соответствии с требованиями реляционной модели.

4. Генерация схемы базы данных, результатом выполнения которого является набор операторов, описывающих схему БД с учетом особенностей выбранной СУБД.

5. Генерация прототипов программных модулей, при этом для каждого модуля автоматически подготавливается описание используемых им фрагментов данных (таблицы, атрибуты, индексы), а также создаются заготовки экранных форм или отчетов.

Проектирование РБД в рамках данных лабораторных работ предполагает использование CASE-средства AllFusion ERwin Data Modeler. Оно включает этапы построения инфологической и логической моделей БД. Разработка физической модели в рамках данных работ осуществляется выбором СУБД, с помощью которой реализуется БД. В качестве СУБД студентам предлагается использовать СУБД Access.

Лабораторные работы включают 3 работы. Они предназначены для студентов, обучающихся по направлениям «Информатика и вычислительная техника», «Прикладная математика и информатика». Также они могут быть полезны студентам всех специальностей при изучении дисциплин, связанных с проектированием РБД.

Лабораторная работа 1. Разработка инфологической модели БД.

Цель работы – приобрести навыки построения инфологической модели для заданной предметной области на основе ER-модели.

1. Основные понятия

Инфологическая модель позволяет представить предметную область в формализованном виде. При этом используются наиболее естественные для человека формы представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Поэтому для построения инфологической модели данных используют различные виды семантических моделей: семантические сети, модель «сущность-отношение» и др. В лабораторной работе используется модель «сущность-отношение» (ER-модель). Основными элементами этой модели являются сущности, их свойства (атрибуты) и связи между сущностями.

Сущность определяет некоторый объект предметной области, информацию о котором необходимо хранить в БД. При этом объекты могут быть как реальными (например, студент), так и абстрактными, (например, зачет). Объекты предметной области образуют классы объектов, имеющих одинаковые свойства. Такие классы определяют тип сущности (в дальнейшем, просто сущность). Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов (напр. сущность Студент, характеризующаяся фамилией, номером группы, номером зачетной книжки). Конкретный объект из этого класса задает экземпляр сущности. Экземпляр сущности определяет конкретный объект в наборе. Напр., конкретного студента, для которого указанные характеристики имеют конкретные значения: Семенов Гр1 1232009. Характеристики сущности называются атрибутами. Так, фамилия, номер группы, номер зачетной книжки являются атрибутами сущности Студент. Имена атрибутов должны быть уникальным для конкретного типа сущности. Для разных типов сущностей имена атрибутов могут повторяться (напр., атрибут Фамилия может быть определен для многих сущностей: преподаватель, студент, автор книги и т.п.). Атрибуты определяют структуру информации, которая должна быть собрана о сущности.

Среди всех атрибутов сущности особое положение занимают атрибуты, образующие ключ. Ключ − это минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности. Различают сильные и слабые типы сущностей. Сильные сущности существуют сами по себе, а существование слабых сущностей зависит от существования сильных.

Другим элементом ER-модели является связь. Связь определяет зависимость двух или более сущностей. С помощью связей отражаются семантические соотношения между сущностями. Наличие множества связей и определяет сложность инфологических моделей. При построении ER-модели используются бинарные связи, т.е. связи между двумя сущностями. Различают следующие типы связей:

Связь ОДИН-К-ОДНОМУ (1:1). Такая связь определяет то, что в каждый момент времени каждому экземпляру сущности А соответствует 1 или 0 экземпляров сущности В (рис.1.1): студент занимается в одной аудитории

Рис. 1.1.Связь 1:1

Связь ОДИН-КО-МНОГИМ (1:М). Она означает, что одному экземпляру сущности А соответствуют несколько экземпляров сущности В (рис.1.2.): Преподаватель обучает многих студентов

Рис. 2. Связь 1:М

Связь МНОГИЕ-КО-МНОГИМ (М:N). Она означает, что многим экземплярам сущности А соответствует много экземпляров сущности (рис. 1.3): Преподаватели обучают студентов.

Рис. 1.3. Связь N:M

Все связи требуют описания, которое включает:

• идентификатор связи;

• формулировку имен связи с точки зрения связываемых сущностей;

• тип связи.

Особое внимание при построении модели БД необходимо уделять обеспечению целостности данных. Целостность − свойство БД, которое понимается, как способность БД поддерживать правильность данных в любой момент времени. Поддержание целостности может рассматриваться как защита данных от неверных изменений или разрушений. Значительная часть правил, определяющих целостность БД, зависит от смысловых правил работы с данными в конкретной предметной области. Поэтому при проектировании ER-модели необходимо подробно определить все смысловые ограничения и правила, связанные с обработкой данных.

2. Средства разработки инфологической модели в AllFusion ERwin Data Modeler

Для построения ER-модели предметной области используется CASE- средство AllFusion ERwin Data Modeler (далее ERwin). Это CASE-средство используется для проектирования и документирования БД. ERwin позволяет наглядно отображать сложные структуры данных и имеет удобный графический интерфейс. ER-модель строится в виде логической модели используемого CASE-средства.

Основными компонентами диаграммы являются сущности, атрибуты и связи. Построение модели предполагает определение того, какая информация должна отображаться в каждой сущности и в атрибутах конкретной сущности. Каждая сущность должна иметь уникальное имя, которое отражает её смысловое значение. Кроме того, для каждой сущности необходимо задать её подробное описание и особенности взаимодействия с другими сущностями.

Сущности в ERwin отображаются прямоугольниками (рис. 1.4.). Название сущности отображается над ним.

Рис. 1. 4. Пример сущности в ERwin

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы