Организация баз данных

Методические указания к выполнению курсового проекта

Цель работы:
освоение методики проектирования концептуальной информационной модели предметной области; преобразование кон-цептуальной модели в физическую структуру базы данных (БД);
закрепление теоретических знаний по курсу "Организация баз данных".
Задачи курсовой работы:
формализовать исходное описание предметной области;
построить концептуальную информационную модель, используя методику, изученную в рамках теоретического курса;
сгенерировать физическую структуру базы данных;
реализовать простое пользовательское приложение, де-монстрирующее накопленные студентом знания по курсу Орга-низация БД.
Средства выполнения и форма отчетности: работа вы-полняется с использованием любой современной СУБД (MS Access, Oracle, MS SQL, MYSQL, FoxPro for Windows и др.), клиентская часть может быть создана либо средствами выбран-ной СУБД, либо с помощью любых языков программирования высокого уровня (Delphi, Visual Basic, Visual C и др.). Результат выполнения работы - в виде пояснительной записки (отчета), подготовленной в среде MS WinWord, программную систему и базу данных необходимо прислать по электронной почте либо на дискете.

Таблица 2 - Варианты индивидуального задания

№ Название предметной области
1. Библиотека
2. Магазин продовольственных товаров
3. ВУЗ
4. Супермаркет
5. Документооборот предприятия
6. Агентство недвижимости
7. Компьютерная фирма
8. Поликлиника
9. Турфирма
10. Гостиница

Порядок выполнения работы
1. Создание концептуальной информационной модели предметной области
Каждый студент получает для работы предметную область (табл. 2).
Осуществляется формализация исходного описания в виде отношений с последующим их преобразованием и связывание в концептуальную модель.
Процесс проектирования сопровождается составлением ря-да таблиц [1 (гл. 6)], необходимыми пояснениями - обоснова-ниями принимаемых решений
Проектирование концептуальной модели предметной об-ласти целесообразно производить с помощью специальных средств проектирования: BPWin, ERWin, Power Designer и др. При отсутствии данных инструментариев проектирование кон-цептуальной модели производится вручную.
Разработка концептуальной модели данных основана на ис-пользовании трех основных конструктивных элементов для представления составляющих предметной области - сущностей, атрибутов и связей.

Сущности и атрибуты
Каждая сущность является множеством подобных индиви-дуальных объектов, называемых экземплярами. Каждый экзем-пляр индивидуален и должен отличаться от всех остальных эк-земпляров. Атрибут выражает определенное свойство объекта. С точки зрения БД (физическая модель), сущности соответству-ет таблица, экземпляру сущности - строка в таблице, а атрибуту - колонка таблицы.
Построение модели данных предполагает определение сущностей и атрибутов, т.е. необходимо определить, какая ин-формация будет храниться в конкретной сущности или атрибу-те. Сущность можно определить как объект, событие или кон-цепцию, информация о которой должна сохраняться. Сущности должны иметь наименование с четким смысловым значением, именоваться существительным в единственном лице, не носить "технических" наименований и быть достаточно важными для того, чтобы их моделировать. Именование сущности в единст-венном числе облегчает в дальнейшем чтение модели. Фактиче-ски имя сущности дается по имени ее экземпляра.
Каждая сущность должна быть полностью определена с помощью текстового описания. Каждый атрибут хранит инфор-мацию об определенном свойстве сущности, а каждый экземп-ляр сущности должен быть уникальным. Атрибут или группа атрибутов, которые идентифицируют сущность, называются первичным ключом. При установлении связей между сущностя-ми атрибуты первичного ключа родительской сущности мигри-руют в качестве внешних ключей в дочернюю сущность.
Очень важно дать атрибуту правильное имя. Атрибуты должны именоваться в единственном числе и иметь четкое смы-словое значение. Соблюдение этого правила позволяет частично решить проблему нормализации данных уже на этапе определе-ния атрибутов.

Связи
Связь является логическим соотношением между сущно-стями. Каждая связь должна именоваться глаголом или глаголь-ной фразой. Имя связи выражает некоторое ограничение или бизнес-правило и облегчает чтение построенной модели данных.
Различают зависимые и независимые сущности. Тип сущ-ности определяется ее связью с другими сущностями. Иденти-фицирующая связь устанавливается между независимой (роди-тельский конец связи) и зависимой (дочерний конец связи) сущ-ностями. При установлении идентифицирующей связи атрибуты первичного ключа родительской сущности переносятся в состав первичного ключа дочерней сущности. Эта операция дополне-ния атрибутов дочерней сущности при создании связи называет-ся миграцией атрибутов. В дочерней сущности атрибуты поме-чаются как внешний ключ (FK).
При установлении неидентифицирующей связи дочерняя сущность остается независимой, а атрибуты первичного ключа родительской сущности мигрируют в состав неключевых ком-понентов родительской сущности. Неидентифицирующая связь служит для связывания независимых сущностей.
Имя связи - фраза, характеризующая отношение между ро-дительской и дочерней сущностями. Для связи один-ко-многим, идентифицирующей или не идентифицирующей, достаточно указать имя, характеризующее отношение от родительской к дочерней сущности.
Тип связи (идентифицирующая/неидентифицирующая). Для неидентифицирующей связи можно указать обязательность. В случае обязательной связи атрибут внешнего ключа получит признак NOT NULL, несмотря на то, что внешний ключ не вой-дет в состав первичного ключа дочерней сущности. В случае необязательной связи внешний ключ может принимать значение NULL. Необязательная неидентифицирующая связь помечается прозрачным ромбиком со стороны родительской сущности.
Правила ссылочной целостности - логические конструк-ции, которые выражают бизнес-правила использования данных и представляют собой правила вставки, замены и удаления.
Информацию о предметной области суммируют составле-нием спецификаций по сущностям, атрибутам и отношениям с использованием графических диаграмм, в чем и заключается процесс моделирования данных.
Основные этапы проектирования концептуальной модели:
1. Первичный анализ информационных потребностей поль-зователей, выделение объектов предметной области и формиро-вание исходных отношений:
анализ информационных документов;
анализ конкретных информационных потребностей (за-просов) пользователей.
2. Проектирование исходных отношений:
определение атрибутов отношений и их типов данных;
нормализация отношений до 3 НФ.
3. Связывание отношений в концептуальную информаци-онную модель:
определение первичных ключей отношений;
определение связей между отношениями.
Ограничения концептуальной модели:
предметная область должна быть описана 8-10 взаимо-связанными отношениями;
каждое отношение должно содержать не менее 3 атрибутов;
в каждом отношении должен быть определен первичный ключ.

2. Создание физической модели данных
На основе спроектированной концептуальной модели создается физическая модель данных, свойственная для конкретной СУБД.
При формировании физической модели определяются внешние ключи в связываемых отношениях. Добавляются про-межуточные таблицы связи с целью исключения связей многие-ко-многим (М:М).
Большинство автоматизированных средств проектирования позволяют произвести автоматическую генерацию физической модели на основе созданной концептуальной. При отсутствии таковых средств физическая модель создается вручную с после-дующим ее отражением в структурной части базы данных кон-кретной СУБД.

3. Создание пользовательского приложения
Приложение, работающее с созданной базой данных, долж-но обеспечивать выполнение следующих функций:
ввод информации в БД;
удаление информации из БД;
редактирование внесенной информации;
выборку данных по различным критериям;
формирование отчетов и вывод информации из базы данных на экран и на принтер.
Ввод, замена и удаление информации должны производить-ся в экранных формах приложения.

4. Оформление пояснительной записки (отчета)
Пояснительная записка к курсовому проекту должна вклю-чать: титульный лист, содержание, введение, основную часть, заключение, список использованных литературных источников, приложение.
Титульный лист оформляется согласно действующим стан-дартам.
Введение должно содержать цель выполняемой курсовой работы, основные принципы, положенные в основу ее проведе-ния, область применения.
В основной части должен быть отражен процесс и резуль-тат проектирования базы данных и пользовательского приложе-ния. Основная часть должна содержать:
описание предметной области;
описание и обоснование выбранного средства реализа-ции (СУБД, средства проектирования, программной среды на-писания приложения);
концептуальную информационную модель предметной области с полным описанием выделенных сущностей;
физическую модель базы данных;
описание пользовательского приложения.
Заключение должно содержать краткие выводы по результа-там выполненной работы.
Список использованных литературных источников оформ-ляется согласно действующим стандартам.
В приложении приводятся: экранные формы приложения, тексты SQL-запросов, создаваемых в приложении, и другая со-проводительная информация.