Модели и проектирование баз данных. В.Д. Сибилев

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТУ
Учебные цели
- Получить навыки анализа требований пользователя.
- Освоить базовые операции технологии IDEF1X и полу-чить навыки работы в инструментальной среде проекти-рования ERwin.
- Получить навыки проектирования и реализации приложе-ний базы данных.
Цели индивидуального проекта
- Создать структуру базы данных автоматизированной ин-формационной системы (ИС) для поддержки некоторой деятельности.
- Реализовать ИС в среде MS Access.
Задачи
- Создать концептуальную модель данных пользователя.
- Определить структуру реляционной базы данных и пра-вила целостности.
- Создать схему базы данных для MS Access.
- Создать приложение конечного пользователя, обеспечи-вающее требуемую обработку данных.
Уровень сложности проекта
Предметная область (ПО) проекта может быть выбрана из приведённого в Приложении А списка или предложена студен-том. В последнем случае ПО должна содержать от шести до десяти сущностей. Приложение должно поддерживать не ме-нее трёх функций конечного пользователя.

ЭТАПЫ ПРОЕКТА И ПРОМЕЖУТОЧНАЯ ОТЧЁТНОСТЬ
Этап 0. Выбор темы и формулирование задания.
Этап 1. Создание концептуальной модели требований поль-зователя к данным.
Этап 2. Создание логической модели базы данных.
Этап 3. Проектирование и реализация базы данных для СУБД Access.
Этап 4. Проектирование и реализация приложения.
Этап 5. Написание пояснительной записки.
Результаты работ на этапах 0, 1 и 2 фиксируются в проме-жуточных отчётах №№ 1, 2, 3 (контрольных). Работа на соот-ветствующем этапе считается завершённой только после утвер-ждения отчёта преподавателем.
Замечание. Не следует пренебрегать этим требованием. Неутверждённое задание означает невозможность защиты про-екта. Ошибки в концептуальной или логической модели данных делают всю дальнейшую работу бессмысленной.
Результаты работ на этапах 3 и 4 фиксируются в промежу-точных отчётах № 4 и № 5 (рабочих). Эти отчёты преподавате-лем не рассматриваются. Они систематизируют результаты ра-бот на упомянутых этапах и используются как заготовки Пояс-нительной записки.
Совет. Контрольные и рабочие отчёты пишите так, чтобы их можно было использовать как части Пояснительной записки.
Перечень работ на этапах и требования к отчётам содержат-ся в разделах 3-7.
2.5.2 ДОКУМЕНТИРОВАНИЕ ПРОЕКТА
Все рабочие материалы проекта, именно:
- тексты спецификаций на проект;
- варианты модели (диаграмм и словаря данных) с коммен-тариями преподавателя;
- переписка с преподавателем в процессе выполнения про-екта;
- промежуточные отчёты и т.п.
сохраняются в электронном виде в специальной рабочей папке до завершения работы и защиты проекта. Текстовые документы хранятся в формате doc, диаграммы модели - в формате er1. Имена файлов должны соответствовать их содержанию и быть осмысленными.
По окончании работ папка направляется преподавателю вместе с Пояснительной запиской. Защита проекта возможна только при наличии рабочей папки.
3 ВЫБОР ТЕМЫ И ФОРМУЛИРОВАНИЕ ЗАДАНИЯ
Цель этапа - определить предметную область про-екта и получить разрешение преподавателя на выполнение ра-бот. На этом этапе создаются два документа, на основании ко-торых принимается решение о выполнении проекта, - Заявка и Техническое задание.
Заявка представляет собой текст, содержащий инфор-мацию о предметной области (цель деятельности, участники, объекты, операции, сценарии процессов) и предварительную формулировку цели проекта. Заявка направляется преподавате-лю на утверждение.
Примеры заявок содержатся в Приложении Б.
Техническое задание формулируется после утверждения темы. Оно должно содержать нижеперечисленные обязательные разделы.
" Описание деятельности (основа - текст Заявки).
" Описание функций предполагаемых пользователей систе-мы.
" Формулировку цели и точки зрения модели.
" Описание источников информации (входных документов и сообщений).
" Описание производной информации (выходных докумен-тов и сообщений).
" Перечень типовых процедур обработки данных (транзак-ций пользователя).
" Перечень бизнес-правил (деловой регламент).
Техническое задание оформляется как промежуточный отчёт № 1 о ходе выполнения курсового проекта и направляет-ся преподавателю на утверждение. В дальнейшем оно может корректироваться. Изменения должны быть согласованы с пре-подавателем.
Примеры заданий приведены в Приложении В.
4 СОЗДАНИЕ КОНЦЕПТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ
4.1 Общее описание
Основание для начала работы: утвер-ждённое Техническое задание.
Цель этапа: сформулировать спецификации требо-ваний пользователя к данным.
Исходные данные: Техническое задание.
Задачи:
- выявить и описать сущности;
- выявить и описать атрибуты;
- выявить и описать отношения сущностей.
Форма представления спецификаций: диаграмма "сущность-связь" в нотациях Чена и глоссарий (сло-варь данных).
Инструментарий: голова, карандаш, бумага.
Перечень работ:
" Составить список имён существительных, упоминающих-ся в тексте задания.
" Зафиксировать смысл каждого имени из списка в словаре данных.
" Для каждого имени определить статус "сущность/атрии-бут".
" Определить домены атрибутов.
" Пометить в словаре многозначные, композитные и произ-водные атрибуты.
" Определить и поименовать связи между сущностями.
" Зафиксировать смысл каждой связи в словаре данных.
" Построить диаграмму "сущность-связь".
Замечание. Списки сущностей, атрибутов и связей, полу-ченные на этом этапе, как правило, не являются исчерпываю-щими. Они могут изменяться в процессе детального анализа требований пользователя на следующих этапах проектирования.
4.2 Требования к отчёту
Промежуточный отчёт № 2 должен содержать:
- ER-диаграмму, выполненную в нотациях П. Чена;
- глоссарий, содержащий описания смысла сущностей свя-зей и атрибутов;
- список правил целостности данных;
- описания транзакций пользователя.

5 СОЗДАНИЕ ЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
5.1 Общее описание
Основание для начала работы: утвер-ждённый отчёт № 2.
Цель: сформулировать спецификации логической структуры базы данных, удовлетворяющей спецификациям тре-бований пользователя.
Исходные данные:
" Техническое задание.
" Концептуальная модель.
Шаги этапа
" Преобразовать диаграмму "сущность-связь" в диаграмму ER-уровня модели IDEF1X.
" Создать диаграмму KB-уровня модели.
" Создать диаграмму FA-уровня модели.
" Специфицировать ограничения целостности данных, не отражённые на FA-диаграмме.
Форма представления специфика-ций: выполненная в нотациях IDEF1X FA-диаграмма, глосса-рий модели, тексты спецификаций ограничений целостности, не отображённых графически.
Инструментарий. Все работы на этой фазе про-екта выполняются в режиме Logical инструментальной среды Erwin [2]. Из инструментальных средств Erwin используются диаграммер, редакторы сущностей, связей и атрибутов и генера-тор отчётов.
Результаты работы оформляются как промежуточный от-чёт № 3. Отчёт направляется преподавателю для утверждения. Требования к отчёту приведены в п. 5.5.
5.2 Преобразование диаграммы "сущность-связь"
Цель: создать IDEF1X-диаграмму ER-уровня.
Перечень работ:
" Выявить композитные атрибуты сущностей и представить их группами простых атрибутов.
" Выявить многозначные атрибуты сущностей и предста-вить их слабыми сущностями.
" Каждую n-арную связь представить слабой сущностью, соединённой бинарными связями с каждой сущностью-участницей n-арной связи.
" Построить в среде Erwin диаграмму ER-уровня концепту-альной модели.
5.3 Создание диаграммы KB-уровня модели
Цель: Создать спецификации первичных и внешних ключей сущностей.
Перечень работ:
" Каждое соединение типа M:N на диаграмме ER-уровня представить сущностью-потомком в специфических со-единениях с участницами неспецифического соединения.
" Создать все необходимые кластеры категорий.
" Дополнить глоссарий именами и определениями сущно-стей, представляющих неспецифические соединения, ка-тегории и/или родовые сущности.
" Исследовать список атрибутов с целью обнаружения пер-вичных ключей стержневых сущностей. Нанести обнару-женные первичные ключи на диаграмму.
" Отобразить на диаграмме и пометить внешние ключи ас-социативных (АС) и характеристических (ХС) сущностей.
" Исследовать список атрибутов и внешних ключей АС и ХС с целью обнаружения их первичных ключей. Нанести обнаруженные первичные ключи на диаграмму.
" Привести обозначения типов сущностей и соединений на диаграмме в соответствие с определениями первичных ключей.
" Специфицировать мощности соединений.
" Специфицировать обязательность/необязательность со-единений.
" Определить и нанести на диаграмму дискриминаторы кластеров категорий.
" Исследовать список атрибутов с целью обнаружения аль-тернативных ключей сущностей. Нанести обнаруженные альтернативные ключи на диаграмму.
Обязательная рекомендация. Создавая сущность, атрибут или связь на диаграмме, пишите определение смысла имени в соответствующем редакторе среды проектирования.
5.4 Проектирование FA-уровня модели
Цель: создать спецификации отношений реляционной базы данных.
Перечень работ:
" Исследовать список атрибутов и включить каждый атри-бут в схему соответствующей сущности KB-диаграммы.
" Для каждой сущности проверить требование НФБК.
" При необходимости выполнить нормализацию сущности до НФБК.
" Специфицировать альтернативные ключи сущностей.
" Создать средствами построителя отчётов Erwin отчёты уровней сущностей и атрибутов.
" Выделить в деловом регламенте правила, не представлен-ные на диаграмме модели, и специфицировать в словаре соответствующие ограничения целостности.
" Написать промежуточный отчёт № 3 о ходе выполнения курсовой работы.
5.5 Требования к отчёту
Промежуточный отчёт № 3 должен содержать:
- выполненные в нотациях стандарта IDEF1X диаграммы уровня определений и FA-уровня модели;
- отчёты о сущностях, атрибутах и доменах, выполненные генератором отчётов ERwin;
- обоснования использованных стандартных правил ссы-лочной целостности;
- спецификации правил целостности, не поддерживаемых средствами реляционной модели данных;
- описания транзакций пользователя.
6 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Основание для начала работы: утвер-ждённый промежуточный отчёт № 3.
Исходные данные:
" Техническое задание.
" Логическая модель.
Цель этапа: создать в среде ERwin схему базы дан-ных для СУБД Access.
Инструментарий. Работа на этом этапе выполня-ется в режиме Physical инструментальной среды ERwin. Исполь-зуются редакторы доменов, таблиц, столбцов и связей и генера-торы схем и отчётов.
Порядок выполнения работ:
" Установить инструментальную среду в режим Physical и выбрать Access в качестве целевого сервера.
" Средствами редактора доменов определить все необходи-мые домены.
" Средствами редактора столбцов определить соответствие доменов и столбцов таблиц БД.
" Средствами редактора столбцов определить другие необ-ходимые свойства столбцов.
" Средствами редактора связей для каждой связи опреде-лить правила ссылочной целостности.
" С помощью генератора схем создать схему БД для MS Access.
" При необходимости в среде MS Access привести схему в соответствие со спецификациями.
" Ввести в таблицы тестовые данные.
" Написать рабочий отчёт № 4.
Требования к отчёту
Отчёт должен содержать:
- диаграмму физического уровня модели;
- выполненные генератором отчётов ERwin отчёты о таб-лицах, столбцах, физических доменах.
7 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ ПРИЛОЖЕНИЯ
Цель: создать в среде СУБД Access приложение, обес-печивающее поддержку функций конечного пользователя.
Исходные данные:
" Техническое задание.
" Логическая модель.
" Схема БД MS Access.
Порядок выполнения работ
" Определить функции приложения.
" Создать спецификации интерфейса конечного пользовате-ля.
" Создать спецификации хранимых процедур поддержки ограничений целостности, не поддерживаемых ядром СУБД.
" Реализовать приложение в среде Access.
" Написать рабочий отчёт № 5.
Требования к отчёту:
Отчёт должен содержать:
- описание функций приложения;
- спецификации интерфейса пользователя;
- спецификации хранимых процедур;
- иллюстрированное Руководство пользователя.
8 НАПИСАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
Написание Пояснительной записки (ПЗ) сводится к редак-тированию и объединению промежуточных отчётов №№1 - 5 и оформлению текста в соответствии со стандартом ОС ТАСУР 6.1-97. Работы студенческие учебные и выпускные квалифика-ционные. Ниже перечислены разделы ПЗ.
1 Введение
2 Назначение и область применения базы данных
2.1 Описание предметной области
2.2 Предполагаемые пользователи и цель проекта
3 Описание данных пользователя
3.1 Входные документы и сообщения
3.2 Выходные документы и сообщения
3.3 Деловой регламент
3.4 Транзакции пользователей
4 Модель данных пользователя
4.1 IDEF1X-диаграмма ER-уровня
4.2 IDEF1X-диаграмма FA-уровня
4.3 Глоссарий
4.4 Определения доменов
4.5 Спецификации ограничений целостности
4.6 Типы конечных пользователей и привилегии доступа к данным
5 Реализация БД в среде Access
5.1 Схема БД
5.2 Свойства столбцов
5.3 Свойства таблиц
5.4 Правила ссылочной целостности
6 Приложение пользователя
6.1 Функции приложения
6.2 Спецификации интерфейса пользователя
6.3 Хранимые процедуры
6.4 Руководство пользователя
Список использованных источников
Приложения
Введение содержит краткое описание проблем, для решения которых предназначена проектируемая система.
Разделы 2, 3 содержат текст промежуточного отчёта № 1, приведённый в соответствие с конечным состоянием проекта.
Раздел 4 содержит текст промежуточного отчёта № 3.
В пункте 4.5 формулируются правила целостности данных, не отражённые на диаграмме модели и в определениях доменов. Если таких правил нет, то п. 4.5 не включается в ПЗ.
Пункт 4.6 включается в ПЗ, если существует несколько типов конечных пользователей проектируемой БД.
Раздел 5 содержит текст рабочего отчёта № 4.
Раздел 6 содержит текст рабочего отчёта № 5.
Список использованных источников создаётся, если текст ПЗ содержит литературные ссылки.
Приложения содержат примеры входных и выходных документов, организационные схемы и другие иллюстрации, необходимые для понимания текста ПЗ.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ТЕМЫ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ
Предметная область Задачи
Магазин (розница, заказы) Учёт поступления и продажи товаров
Склад продукции Учёт поступления, размещения и от-грузки продукции заказчикам
Автосервис Учёт поступления и исполнения заказов на обслуживание и ремонт автомобилей
Компьютерный зал Учёт Hard- и Soft-оборудования и або-нирования рабочих мест
Спортивный клуб Учёт тренировок членов клуба и уча-стия в соревнованиях
Филателист Ведение каталогов марок, личной кол-лекции, коллекции других филателистов и т.п.
Меломан Ведение каталогов групп, коллекции альбомов
Видеоман Ведение каталогов фильмов, исполни-телей, режиссёров
Деканат Учёт успеваемости студентов
Служба занятости Учёт ищущих работу, вакансий, органи-зация обучения и трудоустройство
Кухня ресторана Учёт поступления и расхода продуктов, выхода готовых блюд
Автовокзал Учёт сведений о маршрутах, рейсах, свободных местах
Строительная организация Учёт объектов, работ, субподрядчиков
Транспортная организация Учёт заказов на перевозку грузов
Отдел кадров предприятия Учёт перемещений сотрудников
Примечание. Этот список не является исчерпывающим