Задание
на курсовой проект
по дисциплине «Базы данных»
Студент должен:
. Выполнить проектирование схемы данных в соответствии с заданным вариантом:
составить список данных, которые необходимо хранить в БД;
определить необходимое количество и структуру таблиц;
назначить ключевые поля для каждой таблицы;
установить связи между таблицами;
составить схему данных.
. С помощью СУБД создать базу данных:
создать таблицы с помощью СУБД (не менее 3-4 таблиц);
установить связи между таблицами (составить схему данных);
заполнить таблицы данными по своему усмотрению (число записей должно быть не менее 10).
. Составить программу, в которой предусмотреть:
создать главное меню системы;
создать формы вывода и редактирования данных;
составить необходимые процедуры по обработке данных (запросы) для выбора записей по заданному условию;
создать интерфейс (меню, формы, окна, кнопки);
предусмотреть формирование и вывод данных на принтер в виде отчета.
. Составить инструкцию пользователя по работе с АРМ.
Вариант 13. «АРМ бухгалтера жилищного кооператива»
В кооперативе имеется несколько многоквартирных домов. Некоторые жильцы имеют льготы по оплате некоторых услуг. Коммунальные организации (Водоканал, Горгаз и т.п.) информируют кооператив о неплательщиках, эта информация отображается в ведомости оплаты коммунальных услуг.
Бухгалтер оформляет на каждую квартиру квитанции об оплате коммунальных услуг (отопление, вода, газ, радио, отчисления в пенсионный фонд, на зарплату правления и др.). Кроме того, ежемесячно оформляется общая по кооперативу ведомость оплаты коммунальных услуг с подсчетом итогов по каждому виду услуг. Бухгалтер использует справочную информацию о текущих тарифах по оплате услуг, а также о скидках разным категориям льготников.
Программное обеспечение АРМ бухгалтера должно позволять -
) хранить сводку льготных коэффициентов, справочные данные о тарифах на коммунальные услуги, список льготников и жильцов, сведения об оплате коммунальных услуг.
) выводить в удобной форме данные по следующим запросам пользователя:
поиск данных о тарифе по номеру или названию услуги;
выборка данных для формирования квитанций на оплату коммунальных услуг для заданного месяца, с сортировкой по квартирам;
расчет квартплаты для каждой квартиры с учетом льгот;
диаграмма - поквартирное распределение суммарной квартплаты на заданный месяц;
расчет суммарной квартплаты по квартирам и видам услуг (перекрестный);
) автоматизировать обработку информации при следующих бизнес-операциях:
ежемесячный сбор сведений о потребленных коммунальных услугах (ввод и коррекция данных о количестве услуг);
изменение тарифов на коммунальные услуги;
составление списка должников;
) выводить следующие данные на печать -
квитанция об оплате коммунальных услуг; ведомость оплаты коммунальных услуг за
месяц; список должников.
Введение
С начала развития вычислительной техники образовались два основных направления ее использования:
· выполнение расчетов, которые невозможно производить вручную;
· создание автоматизированных информационных систем (АИС).
Создание АИС стало возможным с появлением жестких дисков большой емкости, обеспечивающих произвольный доступ к данным. Это предопределило развитие АИС разного назначения и масштаба, в первую очередь в области бизнес-приложений. Примерами являются автоматизированные системы управления предприятием, банковские системы, системы резервирования и продажи билетов.
Параллельно развивались системы управления физическими экспериментами, обеспечивающие оперативную обработку в реальном времени огромных потоков данных от датчиков, и автоматизированные библиотечные информационно-поисковые системы. Все это привело к появлению новой информационной технологии интегрированного хранения и обработки данных - концепции баз данных.
Система баз данных (СБД) - это система специально организованных данных (баз данных), программных, технических, языковых, организационно-методических средств для централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.
Система управления базами данных (СУБД) - это совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.
Основные требования к СБД можно сформулировать следующим образом:
· адекватность отображения предметной области (полнота, целостность, непротиворечивость и актуальность данных);
· возможность взаимодействия пользователей разных категорий;
· дружественность интерфейса;
· обеспечение секретности и конфиденциальности;
· обеспечение взаимной независимости программ и данных;
· обеспечение надежности - защита данных от случайного и преднамеренного разрушения, возможность восстановления данных в случае сбоев в системе;
· распределенная обработка данных и обеспечение
эффективного доступа пользователей к данным в любой точке сети.
1. Основные определения теории БД
В широком смысле слова база данных - это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой -либо предметной области. Под предметной областью принято понимать часть реального мира, подлежащего изучению для организации управления и в конечном счете автоматизации, например, предприятие, вуз и т.д.
Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам таким образом, чтобы при необходимости можно было быстро извлекать требуемую информацию с произвольным сочетанием признаков. Сделать это возможно, только если данные хранятся в базе в структурированном виде.
Структурирование - это введение соглашений о способах представления данных. Неструктурированными называют данные, записанные, например, в текстовом файле.
База данных (БД) - это поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.
Информационная система - по законодательству РФ - организационно упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные проце ссы.
Банк данных - это автоматизированная информационная система (АИС) централизованного хранения и коллективного использования данных. В состав банка данных входят одна или несколько баз данных, справочник баз данных, система управления базами данных, а также библиотеки запросов и прикладных программ.
Структура базы данных - это информационная модель, позволяющая упорядоченно хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств.
Автоматизированное рабочее место (АРМ) - индивидуальный комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации профессионального труда специалиста и обеспечивающий подготовку, редактирование, поиск и выдачу на экран и печать необходимых ему документов и данных.
Ядром любой базы данных является модель данных. Модель данных представляет собой множество структур данных, ограничений целостности и операций манипулирования данными. С помощью модели данных могут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи между ними.
Модель данных - совокупность структур данных и операций их обработки.
Существует несколько различных структур информационных моделей и соответственно различных типов баз данных: табличные, иерархические и сетевые.
Иерархическая модель данных. Иерархическая структура представляет совокупность элементов данных, связанных между собой по определенным правилам. Объекты, связанные иерархическими отношениями, образуют ориентированный граф.
Сетевая модель данных. Общим признаком сетевых моделей является использование графических схем с узлами графов, соединенных дугами. Узлы (вершины сети) представляют собой некоторые понятия (объекты, события, явления), а дуги - отношения между ними.
Реляционная модель данных. Понятие реляционный (англ. relation - отношение) связано с разработками известного аме риканского специалиста в области систем баз данных Е. Кодда. Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением данных. В реляционной базе данных столбцы называются полями, а строки - записями. Поля образуют структуру базы данных, а записи составляют информацию, которая в ней содержится.
Реляционная база данных состоит из взаимосвязанных таблиц. Логические связи между таблицами реализуются за счет одинаковых полей в связываемых таблицах. Для того чтобы связи между таблицами работали надежно и по записи из одной таблицы можно было однозначно найти записи в другой таблице, необходимо предусмотреть в таблице уникальные поля, с помощью которых можно однозначно идентифицировать запись.
Уникальное поле - это поле, значения в котором не могут повторяться. Для этого существует понятие ключевое поле. При создании структуры таблиц одно поле (или одну комбинацию полей) можно назначить ключевым.
Существует три типа связей: один-к-одному, один-ко-многим и многие-ко-многим (в реляционных БД не поддерживается и требует ввода нового объекта-связки).
Базы данных классифицируются:
По технологии обработки данных: централизованные и распределенные.
По способу доступа к данным: базы данных с локальным доступом и базы данных с удаленным (сетевым) доступом.
Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагают различные архитектуры подобных систем:
• файл-сервер;
• клиент-сервер.
2. Организация баз данных - физическая и
логическая
Организация данных базы определяется видом
модели данных, которую поддерживает конкретная СУБД. Самой жизнеспособной из
всех предложенных моделей оказалась трехуровневая модель система организации БД
(см. рисунок 2.1.).
Рис. 2.1. Трехуровневая модель системы
управления базой данных, предложенная ANSI
Уровень внешних моделей - самый верхний уровень, где каждая модель имеет свое «видение» данных. Этот уровень определяет точку зрения на БД отдельных приложений. Каждое приложение видит и обрабатывает только те данные, которые необходимы именно этому приложению.
Концептуальный уровень - центральное управляющее звено, здесь база данных представлена в наиболее общем виде, который объединяет данные, используемые всеми приложениями, работающими с данной базой данных. Фактически концептуальный уровень отражает обобщенную модель предметной области (объектов реального мира), для которой создавалась база данных. Как любая модель, концептуальная модель отражает только существенные, с точки зрения обработки, особенности объектов реального мира.
Физический уровень - собственно данные, расположенные в файлах или в страничных структурах, расположенных на внешних носителях информации.
Эта архитектура позволяет обеспечить логическую (между уровнями 1 и 2) и физическую (между уровнями 2 и 3) независимость при работе с данными. Логическая независимость предполагает возможность изменения одного приложения без корректировки других приложений, работающих с этой же базой данных. Физическая независимость предполагает возможность переноса хранимой информации с одних носителей на другие при сохранении работоспособности всех приложений, работающих с данной базой данных.
Логическая организация БД - представление пользователя о той предметной области, информация о которой должна храниться в БД, то есть это логическая модель предметной области. Такая модель отражает 3 вида информации:
сведения об объектах предметной области;
их свойства;
отношения между объектами.
Объекты на схеме представляются типами записи, свойства объекта - элементарными или групповыми данными (в виде полей записи), отношения - связями между типами записи и полями. Такая модель не зависит от физической среды, то есть типа компьютера, операционной системы и СУБД, так как абстрагируется от смыслового содержания данных, отражает только формы представления информации и связи между данными.
Логическую модель можно представить несколькими способами. Для ИС характерны 2 способа схемы представления данных - графический и табличный.
Графический способ основан на изображении моделей данных в виде ориентированного графа, вершины которого служат для отображения типов записей, а дуги - связи между записями.
Табличный способ состоит в представлении информации о предметной области в виде одной или нескольких таблиц, заголовок каждой из которых аналогичен типу записи графической модели.
В настоящее время известны 3 графические модели:
иерархическая;
сетевая;
реляционная.
Под физической организацией понимается совокупность методов и средств размещения данных во внешней памяти и созданная на их основе внутренняя (физическая) модель данных. Внутренняя модель является средством отображения логической модели в физическую среду хранения.
В отличие от логической модели, физическая модель данных связана со способами организации данных на носителях методами доступа к данным. Она указывает, каким образом данные размещаются в БД, как они упорядочиваются, как организуются связи, каким путём можно локализовать запись и осуществить их выборку. Внутренняя модель разрабатывается средствами СУБД.
Основными средствами физического моделирования в БД являются:
структура хранения данных;
поисковая структура;
язык описания данных.
В простейшем случае структуру хранения данных можно представить в виде структуры записей файла БД, выключающей поля записей, порядок их размещения, типы и длины полей. Если структура хранения данных в основном предназначена для указания способа размещения записей и полей, то поисковые структуры определяют способ быстрого нахождения этих записей, поэтому различают 2 принципа физической организации БД:
) Организация на основе структуры хранения данных;
) Организация, сочетающая структуру хранения данных с одной или несколькими поисковыми структурами.
Конечным итогом разработки физической
организации БД являются файлы данных - файлы БД и файлы поисковых структур.
3. Распределенные БД. Определение и основные
характеристики распределенных БД. Сравнение централизованной и клиент-серверной
архитектур БД
Распределённые базы данных (РБД) - совокупность логически взаимосвязанных баз данных, распределённых в компьютерной сети.
РБД состоит из набора узлов, связанных коммуникационной сетью, в которой:
а) каждый узел - это полноценная СУБД сама по себе;
б) узлы взаимодействуют между собой таким образом, что пользователь любого из них может получить доступ к любым данным в сети так, как будто они находятся на его собственном узле.
Каждый узел сам по себе является системой базы данных. Любой пользователь может выполнить операции над данными на своём локальном узле точно так же, как если бы этот узел вовсе не входил в распределённую систему. Распределённую систему баз данных можно рассматривать как партнёрство между отдельными локальными СУБД на отдельных локальных узлах.