Специалист по държавен бюджет

образователна институция

„Колеж по автоматизация

и информацияйонна технология номер 20"

РАБОТНА ПРОГРАМА

академична дисциплина _ OP.07 Основи за проектиране на база данни

код на специалност / специалност 230401 ИНФОРМАЦИОННИ СИСТЕМИ (по индустрия)

ниво на подготовка: __ база ________

Москва

2015

ОДОБРЕН

на срещата на PCC „Библиотекознание“, „ИС (по отрасли“, „OTZI“)

Протокол № _от " » ______ 2015 г.

председател

_____________________________/НЕЯ. Швец /

Учебната програма на дисциплината е разработена в съответствие с изискванията на Федералния държавен образователен стандарт за специалност 230401 Информационни системи и учебна програма

ОДОБРЕН

Ръководител на образователната структурна единица "БТМ"

_____________________________ / Т.И. Стеняева /

СЪГЛАСНО

Глава учебно-методически отдел

_____________________________ / С.Е. Коваленко /

"_____" ________________________20__

Разработчик (автор): ____ Федоткина М.В., учител _______ _________________________________________________

Пълно име, длъжност, квалификационна категория

Рецензент:

Външен:______________________________________________

(Пълно име, място на работа, длъжност, квалификационна категория (академична степен, звание)

СЪДЪРЖАНИЕ

стр.

1. ПАСПОРТ НА ПРОГРАМАТА ДИСЦИПЛИНА

1. СТРУКТУРА и съдържание на УЧЕБНАТА ДИСЦИПЛИНА

1. условия за изпълнение на учебната дисциплина

1. Наблюдение и оценка на резултатите от Усвояването на учебната дисциплина

1.паспорт на РАБОТНАТА ПРОГРАМА НА ОБУЧИТЕЛНАТА ДИСЦИПЛИНА

"OP.07 Основи на проектирането на бази данни"

1. Обхват на работната програма

Работната програма на дисциплината е част от основната професионална образователна програма в съответствие с Федералния държавен образователен стандарт за специалност SPO 230401 „Информационни системи (по отрасли) (основно ниво) от разширената група специалности 230 000 Информатика и компютърни технологии.

Работната програма на дисциплината може да се използва в допълнителното професионално образование като избираем курс за разширени групи специалности 230 000 Компютърни науки и изчислителна техника, както и в курсове за усъвършенстване на обучението за пълнолетно безработно население.

Учебната дисциплина "Основи на проектиране на бази данни" е общопрофесионална дисциплина, която формира базовото ниво на знания за овладяване на специални дисциплини.

Преподаването на дисциплината има практическа насоченост и се осъществява в тясна връзка с други общопрофесионални дисциплини: „Информационни технологии“, „Операционни системи и среди“, „Архитектура на компютри и изчислителни системи“.

1.2. Мястото на учебната дисциплина в структурата на основната професионална образователна програма:

Учебната дисциплина принадлежи към цикъла на професионалните дисциплини към блока от общопрофесионални дисциплини.

1.3. Цели и задачи на учебната дисциплина - изисквания към резултатите от овладяването на учебната дисциплина:

Изучаването на дисциплината "Основи на проектирането на бази данни" е насочено към формиране на общи компетенции (ОК 1-10) и PC 1.1, PC 1.2, PC 1.3, PC 1.7, PC 1.9. съгласно Федералния държавен образователен стандарт за специалност 230401 Информационни системи (по отрасли):
ОК 1. Разберете същността и социалната значимост на бъдещата си професия, проявете постоянен интерес към нея.

ОК 2. Организирайте собствените си дейности, изберете стандартни методи и начини за изпълнение на професионални задачи, оценете тяхната ефективност и качество.

ОК 3. Вземайте решения в стандартни и нестандартни ситуации и носите отговорност за тях.

ОК 4. Търсене и използване на информацията, необходима за ефективно изпълнение на професионални задачи, професионално и личностно развитие.

OK 5. Използване на информационни и комуникационни технологии в професионалните дейности.

ОК 6. Работете в екип и екип, общувайте ефективно с колеги, ръководство, потребители.

ОК 7. Поемете отговорност за работата на членовете на екипа (подчинените), резултата от задачите.

ОК 8. Да определя самостоятелно задачите за професионално и личностно развитие, да се занимава с самообразование, съзнателно да планира професионалното развитие.

OK 9. Да се ​​ориентира в условията на чести промени в технологиите в професионалните дейности.

ОК 10. Изпълнява военна служба, включително използвайки придобитите професионални знания (за младежи).

PC 1.1. Събира данни за анализ на използването и функционирането на информационната система, участва в изготвянето на отчетна документация, участва в разработването на проектна документация за модификация на информационната система.

PC 1.2. Взаимодействайте със специалисти от свързан профил при разработването на методи, средства и технологии за използване на обекти на професионална дейност

PC 1.3. Променете отделни модули на информационната система в съответствие с работното задание, документирайте направените промени.
PC 1.7. Инсталиране и конфигуриране на информационната система в рамките на тяхната компетентност, документиране на резултатите от работата.

PC 1.9. Изпълнява наредбите за актуализиране, техническа поддръжка и възстановяване на данни на информационната система, работа с техническа документация.

В резултат на овладяването на дисциплината студентът трябва

да може:

Проектиране на релационна база данни;

Използвайте език за заявки за програмно извличане на информация от бази данни;

зная:

Основи на теорията на базата данни;

Модели на данни; характеристики на релационния модел и дизайна на базата данни, визуални инструменти, използвани в ER-моделирането;

Основи на релационната алгебра; принципи на проектиране на база данни,

Осигуряване на последователност и цялост на данните;

Инструменти за проектиране на структури на бази данни; SQL език за заявки
1.4. Препоръчителният брой часове за овладяване на приблизителния учебен план на учебната дисциплина:

максимално учебно натоварване на ученика 168 часове, включително:

задължителна класна учебна натовареност на ученика 112 часа,

самостоятелна работа на ученика 56 часа.

2. СТРУКТУРА И ПРИБЛИЗИТЕЛНО СЪДЪРЖАНИЕ НА УЧЕБНАТА ДИСЦИПЛИНА

2.1. Обемът на дисциплината и видовете учебно-възпитателна работа

Вид учебно-възпитателна работа

Сила на звука на часовника

168

Задължително учебно натоварване в класната стая (общо)

112

включително:

лабораторни работи

48

работилници

10

тестови работи

-

курсова работа (проект) ( ако е предвидено)

-

Самостоятелна работа на ученика (общо)

56

включително:

самостоятелна работа по курсова работа (проект) не се предоставя

-

Изготвяне на доклад по темата:

- "Информационни технологии на бъдещето";

- "За кои обекти Acces е възможно да се създават отчети";

- "Смисълът на новите перспективни направления за развитие на СУБД";

Подготовка на презентация на тема:

- "Методи за настройка на таблици в Access";

- „Процесът на създаване на заявка – подбор”;

Подготовка на съобщение по темата:

- "Обекти на софтуерния инструмент (PS) Access, тяхното предназначение";

- "Обект - Форма";

- "Направлението на СУБД - Postgres";

Резюме по темата:

- "Методи за изтриване на атрибут в таблица";

- "Опишете процеса на установяване на връзка между две таблици в Acces";

Изпълнение на индивидуална тема на проекта:

- "Разписание на учебните занятия";

9

Окончателно заверка във формуляра изпит

2.2. Тематичен план и съдържание на учебната дисциплина оп.07 ПРОЕКТИРАНЕ НА ОСНОВНА БАЗА ДАННИ

име

раздели и теми

Съдържание на учебния материал, лабораторни и практически упражнения, самостоятелна работа

студенти, курсова работа (проект)

Сила на звука на часовника

Ниво

асимилация

1

2

3

4

Въведение

Въведение в теорията на базите данни

Лабораторни работи не се предоставя

Работилници не се предоставя

Тестови документине се предоставя

Самостоятелна работаучащи се не се предоставя

Подгответе есе на тема: „Връзката между базата данни и други дисциплини“.

Секция 1.

База данни. Основни понятия

12

Тема 1.1. Основни понятия и видове модели на данни

Съдържание на учебния материал

6

Дайте понятията за обект, обект, параметър, атрибут, модел на данни. Помислете за състава на информационния модел на данни.

3

СУБД и нейното място в компютърната софтуерна система.Функции на СУБД. Нива на представяне на данни.

Диалектически преход от един модел към друг. Три вида логически модели: йерархични, мрежови и релационни. Концепцията за логическа и физическа независимост на данните.

Лабораторни работи не се предоставя

-

-

Работилници не се предоставя

Тестови документине се предоставя

Самостоятелна работаучащи се

1. Изготвяне на доклад на тема "Информационни технологии на бъдещето"

3

Тема 1.2. Архитектура на СУБД

Съдържание на учебния материал

2

Архитектура на бази данни (дву- и тристепенни структури, клиент - сървър, файл - сървър).

Лабораторни работине се предоставя

-

Работилницине се предоставя

Тестови документине се предоставя

Самостоятелна работаучащи се

2. Съобщение на тема: "Обекти на софтуерния инструмент (PS) Access, тяхното предназначение"

1

Раздел 2. Проектиране на база данни

114

Тема 2.1. Концепция за дизайн

Съдържание на учебния материал

2

Типове модели на данни за хранилище за данни на предприятието. Осигуряване на последователност и цялост на данните. Основните етапи на разработване на база данни.

3

Лабораторни работи не се предоставя

Работилници

Анализ на домейни.

Проектиране на концептуален модел на база данни.

Формализиране на релационния модел.

6

Тестови документине се предоставя

-

Самостоятелна работаучащи се

3.Презентация на тема: "Методи за дефиниране на таблици в Access"

4

Тема 2.2. Модели на данни. Модел на релационни данни.

Съдържание на учебния материал

6

Типовете връзки в модела са едно към едно, едно към много и много към много. Релационен подход за изграждане на модел на данни. Характеристики на релационния модел и тяхното влияние върху дизайна на база данни.

3

Визуални инструменти, използвани в ER моделирането Преобразувайте релация много към много в таблица с кръстосани препратки.

Основни операции на релационна алгебра

Лабораторни работи не се предоставя

-

Работилницине се предоставя

Основният модулен принцип на изграждане на компютър. Вътрешна архитектура на компютъра; процесор, памет. Периферни устройства: клавиатура, монитор, дисково устройство, мишка, принтер, скенер, модем, джойстик; мултимедийни компоненти. Програмният принцип на компютърно управление. Операционна система: предназначение, състав, зареждане. Видове програми за компютри. Концепцията за файл, директория (папка) и правилата за определяне на техните имена. Шаблон за име на файл. Пътят към файла. Въвеждане на команди. Инсталиране на програми. Работа с директории и файлове.

-

Тестови документине се предоставя

-

Самостоятелна работаучащи се

4. Резюме на тема: "Начини за премахване на атрибут в таблица."

3

Тема 2.3. Проектиране на база данни

Съдържание на учебния материал

16

Концепция, предназначение и принцип на изграждане.

Индексиране: концепцията за индекс, видове индексни файлове. Създаване, активиране и изтриване на индекс. Повторно индексиране. Сортиране, търсене и филтриране на данни.

Връзки между таблиците: установяване и изтриване. Типове ключове. Методи за съединяване на маси.

Създаване на програмни файлове. Модулност на програмите. Променлив обхват.

Видове менюта. Работа с менюто: създаване, модификация, активиране и изтриване.

Работа с прозорци: отваряне и затваряне на прозорец, получаване на помощ.

Създаване на екран: свойства, събития и методи. Контроли: свойства, събития и методи.

Генериране и извеждане на отчети

Лабораторни работи

1. Създаване на база данни в MS Access. Създаване на таблици.

2. Създаване на таблици.

3. Импортиране и експортиране на данни

4. Импортиране и експортиране на данни

5. Отправяне на заявки

6. Правене на заявки

7. Отправяне на заявки

8. Създаване на формуляр

9. Създаване на формуляр

10. Създаване на формуляр

11. Генериране на отчет

12. Генериране на отчет

13. Генериране на отчети

14.

15. Създаване на основния бутонен формуляр

30

Работилници

Проектиране на структура на базата данни.

Нормализиране на таблиците.

4

Тестови документине се предоставя

-

Самостоятелна работаучащи се

Изпълнение на индивидуална тема на проекта:

- „Организация на работата на ученическата библиотека”;

- „Организация на работата на университетската печатница”;

- „Организиране на образователни екскурзии за ученици”;

- „Организация на контрол върху напредъка на учениците”;

- "Разписание на учебните занятия";

25

Тема 2.4.

Физическа организация на данните

Съдържание на учебния материал

6

Механизми на среда за съхранение и архитектура на СУБД

Съхранена структура от данни

Видове адресиране на съхранени записи. Организиране на връзки между съхранените записи

Лабораторни работи не се предоставя

-

Работилницине се предоставя

Тестови документине се предоставя

Самостоятелна работаучащи се

Доклад на тема: "За кои обекти Acces е възможно да се създават отчети"

3

Тема 2.5.

Управление на релационни бази данни

Съдържание на учебния материал

4

Управлението на данни е основата на администрирането на база данни. Основната концепция за управление на данни.

Организация на управление на данни. Администрация на БД.

Лабораторни работи не се предоставя

-

Работилницине се предоставя

Тестови документине се предоставя

Самостоятелна работаучащи се

Публикация на тема: "Обект - Форма"

2

Раздел 3.

Езици на базата данни

14

Тема 3.1

език SQL

Съдържание на учебния материал

6

SQL език за заявки

Команди на езика на SQL заявки за промяна: създаване на файл на база данни, създаване на таблица, добавяне, редактиране и изтриване на записи.

Заявка за избор на данни: избор на данни от една таблица или няколко таблици, със сортиране и групиране на данни, с условие за избор на записи (филтриране).

Лабораторни работи

16. Създаване на SQL заявки

17. Създаване на SQL заявки

18. SQL заявки

19. SQL заявки

8

Работилницине се предоставя

-

Тестови документине се предоставя

Самостоятелна работаучащи се

Презентация на тема: "Процесът на създаване на заявка - избор"

7

Раздел 4. Използване на базата данни

30

Тема 4.1.

Осигуряване на функционирането на бази данни

Съдържание на учебния материал

4

Организация на системата за управление на базата данни

Обобщена технология за работа с база данни

Лабораторни работине се предоставя

-

Работилницине се предоставя

Тестови документине се предоставя

Самостоятелна работаучащи се

Резюме на тема: "Опишете процеса на установяване на връзка между две таблици в Acces"

2

Тема 4.2. Нови технологии за бази данни

Съдържание на учебния материал

6

Съвременни информационни технологии - мониторинг на информационните ресурси;

Прилагане на кейс технологии за проектиране на бази данни и приложения;

Съвременни информационни технологии - разпространение на данни с широко използване на Web - технологии. ГИС за визуализация на данни и създаване на електронни справочни ръководства.

Лабораторни работине се предоставя

-

Работилницине се предоставя

Тестови документине се предоставя

Самостоятелна работаучащи се

Доклад на тема: "Смисълът на новите обещаващи направления за развитие на СУБД"

3

Тема 4.3.

Съвременна СУБД

Съдържание на учебния материал

4

Многоплатформена СУБД. Специфична за платформата СУБД.

СУБД от семейството XBase, Dbase Перспективи за развитие на бази данни и СУБД

Лабораторни работине се предоставя

-

Работилницине се предоставя

Тестови документине се предоставя

Самостоятелна работаучащи се

Публикация на тема: "Посоката на СУБД - Postgres"

2

Обща сума:

168

3.условия за изпълнение на УЧЕБНАТА дисциплина

3.1. Минимални логистични изисквания

Изпълнението на учебната дисциплина изисква занималня по информатика, математика и информатика.

Оборудване на класната стая:

Списък на основното оборудване:

мрежов компютърен клас с достъп до Интернет;

места по брой ученици;

кабинети за методическа литература;

информационни щандове.

Технически средства за обучение:

интерактивна дъска - Interwrite;

проектор -Epson;

компютърна работна станция за учител;

Принтер - HP Deskjet 1280;

Скенер-Epson perfection v200 СНИМКА.

Описание на оборудването на работното място:

Тип процесор Intel® Core™ i5-2400

Процесор с тактова честота 3.10Ghz;

RAM 4.0 GB;

HDD 2 Tb;

Акустична система - Genius;

операционна система - Windows 7x 32;

антивирусна програма -Microsoft security Essentials;

програма Archiver-Winrar;

офис софтуер: текстов процесор, процесор за електронни таблици, програма за създаване на мултимедийни презентации - Microsoft office 2007;

система за управление на база данни-Microsoft office 2007;

интегрирана среда за разработка на софтуер - Microsoft office 2007;

система за визуален дизайн-Microsoft office 2007.

3.2. Информационна поддръжка на обучението

Основни източници:

Матросов В.Л., Жданов С.А., Соболева М.Л. Информационни системи в структурно-логически диаграми.-М.: Московски държавен педагогически университет, 2014.-105с.

Фуфаев Е.В., Фуфаев Д.Е. Бази данни-М .: "Академия", 2011-320-те.

Допълнителни източници:

Матросов В.Л., Жданов С.А., Иванова Н.Ю., Маняхина В.Г., Костин А.Н. Информатика-М .: "Академия", 2012-336с.

4. Наблюдение и оценка на резултатите от овладяването на УЧЕБНАТА дисциплина

Контрол и оценкаРезултатите от овладяването на учебната дисциплина се извършват от преподавателя в процеса на лабораторна работа, тестване, както и изпълнение на индивидуални задачи от студенти, курсова работа.

Резултати от обучението

(научени умения, научени знания)

Форми и методи за наблюдение и оценка на резултатите от обучението

1

2

умения:

проектиране на релационна база данни;

използвайте SQL за програмно извличане на информация от бази данни.

Комбинирано: лабораторна практика, реферати (доклади), доклади от лабораторната практика.

знания:

основи на теорията на базата данни;

Група: резюмета (доклади)

модели на данни;

характеристики на релационния модел и тяхното влияние върху дизайна на базата данни,

Група: резюмета (доклади).

визуални инструменти, използвани при ER-моделиране;

Група: резюмета (доклади).

основи на релационна алгебра;

Група: резюмета (доклади).

принципи на проектиране на база данни,

Група: резюмета (доклади).

гарантиране на последователността и целостта на данните;

Група: резюмета (доклади

Инструменти за проектиране на структури на база данни;

Група: резюмета (доклади

SQL език за заявки

Група: резюмета (доклади).

Същността на проектирането на бази данни (БД), като всеки друг процес на проектиране, е да се създаде описание на нова система, която не е съществувала преди в тази форма, която, когато бъде внедрена, е способна да функционира при подходящи условия. От това следва, че етапите на проектиране на база данни трябва последователно и логично да отразяват същността на този процес.

Съдържание на проектиране на база данни и постановка

Намерението на дизайна се основава на някаква формулирана социална потребност. Тази потребност има среда за нейното възникване и целева аудитория от потребители, които ще използват резултата от дизайна. Следователно процесът на проектиране на база данни започва с разглеждане на тази необходимост от гледна точка на потребителите и функционалната среда на предвиденото й местоположение. Тоест, първият етап е събирането на информация и дефинирането на модела на предметната област на системата, както и погледа към нея от гледна точка на целевата аудитория. Като цяло, за да се определят изискванията към системата, се определят обхватът от действия, както и границите на приложенията на базата данни.

Освен това дизайнерът, който вече има определени идеи за това, което трябва да създаде, изяснява задачите, които се предполага, че са решени от приложението, формира списък с тях (особено ако има голяма и сложна база данни в разработването на дизайна), изяснява последователността за решаване на проблеми и анализира данните. Подобен процес също е работа по сценично проектиране, но обикновено в структурата на дизайна тези стъпки се поглъщат от етапа на концептуално проектиране - етапът на идентифициране на обекти, атрибути, връзки.

Създаването на концептуален (информационен модел) предполага предварително формиране на концептуални изисквания на потребителите, включително изисквания за приложения, които може да не се реализират незабавно, но разглеждането на които ще позволи да се увеличи функционалността на системата в бъдеще. Когато се занимаваме с представяния на обекти-абстракции на набор (без да се посочват методи за физическо съхранение) и техните взаимоотношения, концептуалният модел е смислено съвместим с модела на домейна. Следователно в литературата първият етап от проектирането на база данни се нарича инфологичен дизайн.

По-нататък, отделен етап (или допълнение към предишния) е последван от етапа на формиране на изискванията към операционната среда, където се оценяват изискванията за изчислителни ресурси, които могат да осигурят функционирането на системата. Съответно, колкото по-голям е обемът на проектираната база данни, колкото по-висока е активността на потребителите и интензивността на заявките, толкова по-високи са изискванията към ресурсите: към конфигурацията на компютъра към типа и версията на операционната система. Например, многопотребителският режим на бъдещата база данни изисква мрежова връзка, използваща операционна система, способна да изпълнява много задачи.

Следващата стъпка, дизайнерът трябва да избере система за управление на база данни (СУБД), както и софтуерни инструменти. След това концептуалният модел трябва да бъде прехвърлен към модел на данни, който е съвместим с избраната система за управление. Но често това се свързва с въвеждането на изменения и промени в концептуалния модел, тъй като взаимовръзките на обектите помежду си, отразени от концептуалния модел, не винаги могат да бъдат реализирани с помощта на тази СУБД.

Това обстоятелство обуславя появата на следващия етап – появата на концептуален модел, осигурен със средствата на конкретна СУБД. Тази стъпка съответства на етапа на логическо проектиране (създаване на логически модел).

И накрая, последният етап от проектирането на база данни е физическият дизайн – етапът на свързване на логическата структура и физическата среда за съхранение.

По този начин основните етапи на проектиране в подробен вид са представени от етапи:

• инфологичен дизайн,
• формиране на изисквания към работната среда
• избор на система за управление и софтуер за база данни,
• логичен дизайн,
• физически дизайн

Основните от тях ще бъдат разгледани по-подробно по-долу.

Инфологичен дизайн

Идентифицирането на обектите представлява семантичната основа на инфологичния дизайн. Един обект тук е обект (абстрактен или конкретен), информация за който ще се натрупва в системата. В инфологичния модел на предметната област структурата и динамичните свойства на предметната област се описват с термини, които са разбираеми за потребителя и не зависят от конкретната реализация на базата данни. Но термините са взети в типичен мащаб. Тоест описанието се изразява не чрез отделни обекти от предметната област и техните взаимовръзки, а чрез:

• описание на типове обекти,
• ограничения за целостта, свързани с описания тип,
• процеси, водещи до еволюция на предметната област – преминаването й в друго състояние.

Инфологичен модел може да бъде създаден с помощта на няколко метода и подхода:

1. Функционалният подход се основава на поставените задачи. Нарича се функционален, защото се използва, ако са известни функциите и задачите на лицата, които с помощта на проектираната база данни ще обслужват техните информационни нужди.
2. Предметният подход поставя на преден план информацията за информацията, която ще се съдържа в базата данни, докато структурата на заявките може да не е дефинирана. В този случай изследването на предметната област се ръководи от най-адекватното й изобразяване в базата данни в контекста на пълния спектър от очаквани информационни заявки.
3. Интегрираният подход субект-връзка съчетава предимствата на предишните два. Методът се свежда до разделяне на цялата предметна област на локални части, които се моделират отделно и след това отново се комбинират в интегрална област.

Тъй като използването на метода субект-връзка е комбиниран метод на проектиране на този етап, той по-често от другите става приоритет.

Когато са методично разделени, местните представителства трябва, ако е възможно, да включват информация, която би била достатъчна за решаване на отделен проблем или за осигуряване на исканията на група потенциални потребители. Всяка от тези области съдържа около 6-7 единици и съответства на някакво отделно външно приложение.

Зависимостта на субектите се отразява в разделянето им на силни (основни, родителски) и слаби (дете). Силен обект (например четец в библиотека) може да съществува в базата данни самостоятелно, но слаб обект (например абонамент на този четец) е „обвързан“ със силен и не съществува отделно.

Необходимо е да се разделят понятията "екземпляр на обект" (обект, характеризиращ се със специфични стойности на свойства) и понятието "тип обект" - обект, който се характеризира с общо име и списък със свойства .

За всеки отделен обект се избират атрибути (набор от свойства), които в зависимост от критерия могат да бъдат:

• идентифициращи (с уникална стойност за обекти от този тип, което ги прави потенциални ключове) или описателни;
• недвусмислено или двусмислено (с подходящ брой стойности за екземпляр на обект);
• основни (независими от други атрибути) или производни (изчислени въз основа на стойностите на други атрибути);
• прости (неделими еднокомпонентни) или съставни (комбинирани от няколко компонента).

Следва спецификацията на атрибута, спецификацията на връзките в локалното представяне (разделени на незадължителни и задължителни) и сливането на локалните репрезентации.В една стъпка могат да се обединят до 4-5 локални обхвата. В случай на увеличаване на броя, бинарното комбиниране на площи става на няколко етапа.

В хода на този и други междинни етапи се отразява итеративността на дизайна, която се изразява тук във факта, че за да се премахнат противоречията е необходимо да се върнем към етапа на моделиране на локални представи за усъвършенстване и промяна (напр. , за да промените едни и същи имена на семантично различни обекти или да договорите атрибути за цялост на едни и същи атрибути в различни приложения).

Избор на система за управление и софтуер за база данни

Практическата реализация на информационната система зависи от избора на системата за управление на базата данни. Най-важните критерии в процеса на подбор са следните параметри:

• вида на модела на данните и съответствието му с нуждите на предметната област,
• запас от възможности в случай на разширяване на информационната система,
• характеристики на работата на избраната система,
• оперативна надеждност и удобство на СУБД,
• инструменти за персонала по администриране на данни,
• цената на самата СУБД и допълнителен софтуер.

Грешките при избора на СУБД почти сигурно впоследствие ще провокират необходимостта от коригиране на концептуалния и логическия модел.

Логически дизайн на база данни

Логическата структура на базата данни трябва да съответства на логическия модел на домейна и да отчита връзката на модела на данни с поддържаната СУБД. Следователно етапът започва с избора на модел на данни, където е важно да се вземе предвид неговата простота и яснота.

За предпочитане е естествената структура на данните да е същата като модела, който я представя. Така че, например, ако данните са представени под формата на йерархична структура, тогава е по-добре да изберете йерархичен модел. На практика обаче този избор по-често се определя от системата за управление на базата данни, а не от модела на данните. Следователно концептуалният модел всъщност се превежда в модел на данни, който е съвместим с избраната система за управление на база данни.

Тук също се отразява естеството на дизайна, което позволява възможността (или необходимостта) да се върнем към концептуалния модел, за да го променим, в случай че връзките между отразените там обекти (или атрибути на обекта) не могат да бъдат реализирани със средствата на избраната СУБД.

След приключване на етапа трябва да се формират схемите на бази данни и на двете нива на архитектура (концептуално и външно), създадени на езика на дефинициите на данни, поддържани от избраната СУБД.

Схемите на базата данни се генерират с помощта на един от двата двупосочни подхода:

• или използване на подход отдолу нагоре, когато работата идва от по-ниските нива на дефиницията на атрибути, групирани в връзки, които представляват обекти, въз основа на съществуващи връзки между атрибутите;
• или използвайки обратния подход отгоре надолу, приложен със значително (до стотици и хиляди) увеличение на броя на атрибутите.

Вторият подход включва дефинирането на редица обекти от високо ниво и техните връзки с последващо детайлизиране до желаното ниво, което е отразено, например, модел, създаден на базата на метода "обект-връзка". Но на практика и двата подхода обикновено се комбинират.

Физически дизайн на базата данни

На следващия етап от физическото проектиране на базата данни логическата структура се показва под формата на структура за съхранение на база данни, тоест тя е свързана с такава физическа среда за съхранение, където данните ще бъдат поставени възможно най-ефективно. Тук схемата с данни е описана подробно, като се посочват всички видове, полета, размери и ограничения. В допълнение към разработването на индекси и таблици се дефинират основни заявки.

Изграждането на физически модел е свързано с решаването на до голяма степен противоречиви проблеми:

1. задачи за минимизиране на пространството за съхранение на данни,
2. целите за постигане на интегритет, безопасност и максимална производителност.

Втората задача влиза в противоречие с първата, защото например:

• за ефективното функциониране на транзакциите, трябва да резервирате дисково пространство за временни обекти,
• за да увеличите скоростта на търсене, трябва да създадете индекси, чийто брой се определя от броя на всички възможни комбинации от полета, участващи в търсенето,
• за да възстановите данните, базата данни ще бъде архивирана и ще се съхранява дневник на всички промени.

Всичко това увеличава размера на базата данни, така че дизайнерът търси разумен баланс, при който задачите се решават оптимално чрез интелигентно поставяне на данни в пространството на паметта, но не и чрез защита на базата данни, която включва както защита срещу неоторизиран достъп, така и защита срещу повреди.

За да завърши създаването на физически модел, се оценяват неговите оперативни характеристики (скорост на търсене, ефективност на изпълнение на заявка и потребление на ресурси, коректност на операциите). Понякога този етап, както и етапите на внедряване, тестване и оптимизиране на базата данни, както и поддръжка и експлоатация, са извадени от прякото проектиране на базата данни.

Създаването на база данни започва с проектиране.

Етапи на проектиране на база данни:

Проучване на домейни;

Анализ на данни (същности и техните атрибути);

Дефиниране на връзки между обекти и дефиниране на първични и вторични (чужди) ключове.

В процеса на проектиране се определя структурата на релационна база данни (съставът на таблиците, тяхната структура и логически връзки). Структурата на таблицата се определя от състава на колоните, типа данни и размерите на колоните, ключовете на таблицата.

Основните понятия на модела на базата данни "обект - връзка" включват: обекти, връзки между тях и техните атрибути (свойства).

Същността- всеки специфичен или абстрактен обект в разглежданата предметна област. Субектите са основни типове информация, които се съхраняват в база данни (таблица се присвоява на всеки обект в релационна база данни). Субектите могат да включват: студенти, клиенти, отдели и т.н. Екземпляр на обект и тип на обект са различни понятия. Типът на обекта се отнася до набор от хомогенни лица, обекти или събития, които действат като цяло (например ученик, клиент и т.н.). Екземпляр на обект се отнася например до конкретно лице в набор. Тип обект може да бъде ученик, а екземпляр може да бъде Петров, Сидоров и т.н.

АтрибутЕ собственост на субект в предметната област. Името му трябва да е уникално за конкретен тип обект. Например, следните атрибути могат да се използват за обекта студент: фамилия, собствено име, бащино име, дата и място на раждане, паспортни данни и т.н. В релационна база данни атрибутите се съхраняват в полета на таблицата.

Връзка- връзката между обектите в предметната област. Връзките са връзки между части от база данни (в релационна база данни това е връзка между записите на таблица).

Субектите са данни, които са класифицирани по тип, а връзките показват как тези типове данни се свързват един с друг. Ако опишем определена предметна област от гледна точка на обект - връзка, тогава получаваме обект - модел на връзка за тази база данни.

Помислете за предметната област: Деканат (Студентско представяне)

В БД „Деканат” трябва да се съхраняват данни за студенти, групи студенти, за оценките на студентите по различни дисциплини, за преподаватели, за стипендии и др. Ще се ограничим до данни за студенти, групи студенти и оценки на студенти по различни дисциплини. Ще дефинираме обекти, атрибути на обекти и основни изисквания за функции на база данни с ограничени данни.

Основните предметно значими субекти на ДБ „Деканат” са: Студенти, Групи от студенти, Дисциплини, Прогрес.

Основни значими за домейна атрибути на обекти:

ученици - фамилия, собствено име, отчество, пол, дата и място на раждане, група ученици;

групи студенти - име, курс, семестър;

дисциплини - наименование, брой часове

академично представяне - оценка, вид контрол.

Основни изисквания за функциите на базата данни:

избират напредъка на ученика по дисциплина, като посочват общия брой часове и вида на контрола;

избират представянето на учениците по групи и дисциплини;

изберете дисциплините, изучавани от група студенти в конкретен курс или конкретен семестър.

От анализа на данните от предметната област следва, че на всеки обект трябва да се присвои най-простата двумерна таблица (релации). След това трябва да установите логически връзки между таблиците. Необходимо е да се установи такава връзка между таблиците Students и Progress, че всеки запис от таблицата Students да съответства на няколко записа в таблицата Progress, т.е. един към много, тъй като всеки ученик може да има няколко оценки.

Логическа връзка между обектите Група – Студентите се дефинират като един към много въз основа на факта, че има много ученици в група и всеки ученик е част от една група. Логическата връзка между същностите на Дисциплина – Академични постижения се определя като едно към много, тъй като за всяка дисциплина могат да се дадат няколко оценки на различни ученици.

 Стрелката е стенография за връзка един към много.

7.1. Основи за проектиране на база данни

Разработеният функционален модел на системата отговаря на въпросите "Какво трябва да прави системата?" и "С какви действия може да се постигне желаният резултат?" Този модел също така ви позволява да дефинирате концептуално наборите от данни, използвани в системата.

В същото време не отговаря на въпроса "Как са организирани данните в системата?" За да се отговори на него, е необходимо да се изгради информационен модел (проектиране на база данни).

Обект (таблица, в RDB - релация) - набор (клас) от един и същи тип реални или въображаеми обекти, които са съществени за разглежданата предметна област, информация за които трябва да се съхранява. Примери за обекти: служител, част, изявление, резултати от изпита и др.

Екземпляр на обект (запис, низ, в RDB - кортеж) - уникално разпознаваем обект.

Връзка - някаква връзка между две единици, която е значима за разглежданата предметна област. Примери за взаимоотношения могат да бъдат родствени отношения "баща-син", производствени - "шеф-подчинен" или произволни - "да притежаваш", "да имаш имот".

Атрибут (колона, поле) - свойство на субект или връзка.

Повечето съвременно моделиране на данни има тенденция да поддържа няколко графични означения за изграждане на информационни модели. По-специално, системата ERwin на Computer Associates поддържа две нотации: и (Информационно инженерство). Тези обозначения са едно към едно, т.е. преходът от една нотация към друга и обратно се извършва без загуба на качеството на модела. Разликата между тях е само във формата на показване на елементи на модела.

Когато се използва който и да е, логическата схема на базата данни първо се изгражда под формата на диаграма, показваща обектите и връзките между тях. Логическа диаграма се нарича универсално описание на структура от данни, независимо от крайната реализация на базата данни и хардуерната платформа. На базата на получената логическа схема се преминава към схемата за физически данни. Физическа диаграма е диаграма, съдържаща цялата необходима информация за генериране на база данни за конкретна СУБД или дори конкретна версия на СУБД. Ако в логическата схема няма значение какви идентификатори са таблици и атрибути, типът данни на атрибутите и т.н., тогава физическата схема трябва да съдържа пълно описание на базата данни в съответствие с възприетия в нея синтаксис, посочващ видовете атрибути, съхранени процедури и др. .d. По една и съща логическа схема могат да бъдат създадени няколко физически. Например ERwin v9.2 позволява на базата на логическа схема да се формират физически такива за повече от 10 индустриални СУБД (ORACLE, MySQL, DB2, MS SQL Server и др.) и техните различни версии. Въз основа на физическата схема може да се генерира или самата база данни, или DDL скриптът 1, който от своя страна може да се използва за генериране на базата данни.

Горната процедура се нарича Forward Engineering DB ... също позволяват Обратно инженерство DB , т.е. въз основа на системния каталог на базата данни или DDL скрипт, изградете физическа и, освен това, логическа схема за данни.

В допълнение към режимите на пренасочване и обратно инженерство, CASE инструментите обикновено поддържат синхронизация между схемата и системния каталог на базата данни, т.е. когато променят схемата, те могат автоматично да правят всички необходими промени в съществуващата база данни и обратно.

Разширените CASE инструменти също имат вградени подсистема за търсене и коригиране на грешки във веригата ... Тази функция е особено полезна при проектиране на големи бази данни, съдържащи десетки или стотици таблици, или при обратно инженерство.

Трябва да се отбележи, че съвременните СУБД имат свои собствени вградени инструменти за визуално моделиране на данни. Някои от тях дори поддържат класическите ERD нотации. Недостатъците на подобно моделиране са изграждането само на физическа схема на данни и невъзможността за бърз преход към друга СУБД, ако се вземе такова решение. Предимството на този подход е по-пълното използване на потенциала на СУБД, тъй като разработчиците на СУБД познават нейните характеристики и възможности по-добре от останалите.

По-долу е описана процедурата за директно проектиране с помощта на методологията IDEF1X. Методологията IDEF1 е разработена от T. Ramey. В момента на базата на IDEF1 е създадена нова негова версия - методологията IDEF1X, която през 1981 г. е приета от ICAM като федерален стандарт на САЩ.

1 Езикът за дефиниране на данни е език за дефиниране на данни, подмножество на езика SQL.

Организиране и поддръжка на бази данни посредством MS ACCESS СУБД

Преди да създадете база данни, е необходимо да имате описание на избраната предметна област, което да обхваща реални обекти и процеси, да разполага с цялата необходима информация за задоволяване на предвидените потребителски нужди и определяне на нуждите от обработка на данни.

Въз основа на такова описание на етапа на проектиране на базата данни се определя съставът и структурата на данните, които трябва да бъдат в базата данни и да осигуряват изпълнението на необходимите заявки и решаването на задачите на потребителя.

Процесът на проектиране и изграждане на релационна база данни се състои от следните стъпки:

1) създаване на информационно-логически модел на предметната област, т.е. подбор на информационни обекти и определяне на връзките между тях;

2) изграждане на логическа структура на релационна база данни, при която всеки обект от инфологичния модел се показва от релационна таблица, а връзките между таблиците съответстват на идентифицираните информационни връзки между обектите;

3) изграждане на таблици, съответстващи на информационни обекти от конструирания модел на данни;

4) създаване на схема за данни, в която се фиксират съществуващите логически връзки между таблиците;

5) въвеждане на данни, съдържащи се в документи от предметната област.

Особено внимание трябва да се обърне на първите два етапа, тъй като без тяхното задълбочено проучване е невъзможно да се създаде база данни, която напълно да отговаря на нуждите на потребителя.

Изграждане на инфологически модел на данни. Инфологичен модел (ILM)показва данните от предметната област под формата на набор от информационни обекти и връзки между тях.

Информационен обектТова е информационно описание на някакъв реален обект, процес или събитие. Информационният обект се формира от набор от логически взаимосвързани атрибути, които представляват качествените и количествените характеристики на даден обект в предметната област. Например обектът СТОКИ се характеризира с такива детайли като име, мерна единица, производител, клас, цена и др.

На всеки информационен обект се присвоява уникално име, например, когато се описва предметна област доставка на стоки такива обекти като ПРОДУКТ, ДОСТАВЧИК ще бъдат маркирани.

Информационният обект има много реализации - екземпляри (записи). Например, всеки екземпляр на обекта PRODUCT представлява определен тип продукт. Инстанция се формира от набор от специфични стойности на атрибути и трябва да бъде уникално идентифицирана от ключовата стойност на информационния обект. Ключът може да се състои от един ( просто) или няколко ключови подробности ( композитен).

Когато проектирате релационна база данни, трябва да вземете предвид най-ефективната структура от данни. В този случай се преследват следните цели:

Осигурете бърз достъп до данни в таблици.

Елиминирайте ненужното повторение на данни, което може да причини грешки при въвеждане и разточително използване на компютърно дисково пространство.

Осигурете целостта на данните по такъв начин, че когато някои обекти се променят, съответните обекти се променят автоматично.

Следващата стъпка на етапа на проектиране на ILM, след идентифициране на информационните обекти, е да се определи връзката между тях.

ПоведениеТова е връзка между две таблици, която показва как данните в тези таблици се отнасят една към друга. Когато създавате връзка, едни и същи полета се задават в две различни таблици. Например, можете да създадете връзка между таблиците PRODUCT и SUPPLIER, като използвате идентификатора на артикула като поле за свързване.

ACCESS поддържа следните типове връзки между таблици:

Едно - недвусмислено (1: 1),

Едно - многозначно (1: M),

Много - полисемантични (N: M).

Връзки едно към едно (1:1)се случва, когато всеки екземпляр на един обект (A) съответства само на един екземпляр на друг обект (B) и, обратно, всеки екземпляр на обект (B) съответства само на един екземпляр на обект (A).

Едно - многозначни отношения (1: M)- това са такива отношения, когато всеки екземпляр на един обект (A) може да съответства на няколко екземпляра на обект (B), а всеки екземпляр на обект (B) може да съответства само на един екземпляр на обект (A). В тази връзка обект А е основен обект, а обект Б е подчинен.

Много - полисемантични (N:M) -се извършва в случай, че всеки екземпляр на обект A може да съответства на няколко екземпляра на обект B и обратно, всеки екземпляр на обект B може да съответства на няколко екземпляра на обект A. идентификатори на обект A и B.

В ILM обектите са подредени по нива. На нулево ниво се поставят обекти, които не са подчинени на други обекти. Нивото на другите обекти се определя от най-дългия път до обекта от нулевото ниво. Това подреждане на обектите дава представа за тяхното йерархично подчинение, прави модела по-визуален и улеснява разбирането на връзките между обектите.

Изграждане на логически модел на база данни.Логическата структура на базата данни е адекватно отражение на получения инфологически модел. Всеки информационен обект на модела на данни се съпоставя със съответна релационна таблица. Структурата на таблицата се определя от атрибутите на обекта, като всяка колона съответства на един атрибут. Редовете на таблицата съответстват на екземпляри на обект и се формират при зареждане на таблицата.

Връзките между обектите на модела на данни се реализират от едни и същи атрибути - комуникационни ключове в съответните таблици. В този случай ключът за връзка винаги трябва да бъде идентификатор на основния обект.