Курсовая работа: Проектирование реляционной базы данных в предметной области
- персональные (настольные). Это программное обеспечение, ориентированное на решение задач локального пользователя или компактной группы пользователей и предназначенная для использования на персональном компьютере, это объясняет их второе название настольные. К ним относятся DBASE, FoxBase, FoxPro, Clipper, Paradox, Access.
В настоящее время среди СУБД выделяют СУБД (условно говоря) промежуточные между профессиональными и персональными.SQL Windows/SQL Base, Interbase, Microsoft SQL Server.
СУБД Microsoft Access (в дальнейшем Access) предназначена для работы с реляционными базами данных. Эта СУБД входит в программный комплекс Microsoft Office (в вариантах Professional, Premium и Developer), компоненты которого работают в среде Windows.
Access предназначен для выполнения , по крайней мере, пяти основных задач:
1. Управление базами данных. Используя различные меню и панели инструментов, можно получать непосредственный доступ к данным из самых разных источников компьютера и сетей.
2. Мощное средство отчетности. Даже если приложение Access не используется для ввода и извлечения данных, средства отчетности Access вполне можно применять для анализа данных. Отчеты Access гораздо легче сортировать и просматривать, чем отчеты других приложений.
3. Средство для создания динамических Web-страниц. Можно создавать Web-страницы, в которых изменения баз данных, лежащих в их основе, будут отражаться автоматически.
4. Среда для разработки приложений баз данных. Несмотря на то, что с помощью других инструментов разработки можно создавать более компактные и быстрые приложения, посредством одной только программы Access создаются полнофункциональные приложения баз данных, включая приложения клиент/сервер. Располагая программой Office Developer, можно распределять эти приложения среди пользователей, не имеющих собственных копий Access.
5. Инструмент для создания прототипов приложений. Даже если для создания приложений решено использовать Visual Basic, C++ или какой-то иной язык, с помощью Access можно испытывать прототипы создаваемых приложений.
Access имеет инструментальные средства для создания: локальной БД, централизованной БД в локальной сети с файловым сервером, проектов (клиентских приложений, работающих с базами данных Microsoft SQL Server 6.5 или Microsoft SQL Server 7.0).
Access поддерживает механизм OLE – связывание и внедрение объектов различных приложений Windows в БД. Позволяет импортировать данные таблиц: других баз данных Access; баз данных dBase, Microsoft FoxPro, Paradox, Oracle, Microsoft SQL Server; табличного процессора Microsoft Excel. Внешними для Access могут быть также: данные почтовой программы Microsoft Exchange; таблицы и списки HTML на сервере локальной, корпоративной сети (сети масштаба предприятия), сети Internet. Может экспортировать объекты БД в другие приложения.
Access позволяет осуществлять восстановление БД, сжатие БД, репликацию БД, защиту БД. Дает возможность конвертировать БД из предыдущих версий в текущую и наоборот.
СУБД Access ориентирована на работу с объектами БД, к которым относятся таблицы, запросы, формы, отчеты, страницы, макросы и модули.
Таблица - это основная структура, предназначенная для хранения информации в БД. По терминологии СУБД ее строки – это записи, а столбцы - поля БД. Записи идентифицируются по некоторой уникальной характеристике, включающей одно или несколько полей и называемой ключом.
Запрос - это требование на: отбор данных, хранящихся в таблицах; выполнение вычислений над данными; изменения в БД.
Форма - созданный на экране шаблон, используемый, главным образом, для ввода, просмотра и редактирования записей БД.
Отчет - отображение на принтере или на экране информации из БД в виде, удобном для ее восприятия и анализа пользователем.
Страница доступа к данным - диалоговая Web-страница, которая поддерживает динамическую связь с БД и позволяет просматривать, редактировать и вводить данные в базу, работая в окне браузера Internet Explorer 4.0 или Internet Explorer 5.0.
Макрос - есть последовательность макрокоманд для автоматизации выполнения операций в среде Access без программирования.
Модуль - это программа для работы с БД, написанная на языке Visual Basic for Applications 6.0 (VBA).
Объекты БД могут быть объединены в именованные группы объектов по функциональному или иному признаку.
Все объекты, за исключением страниц доступа к данным, можно хранить в одном файле - файле БД с расширением .mdb. Это упрощает их перенос с компьютера на компьютер, облегчает создание связанных объектов, проверку целостности данных. Страницы сохраняются как самостоятельные файлы с расширением .html отдельно от БД, с которой они связаны. Отчеты можно сохранять в файле с расширением .snp (формат снимка отчета) и распространять среди пользователей по электронной почте.
С целью защиты форм, отчетов и модулей VBA БД может быть сохранена в файле приложения с расширением .mde. При этом БД сжимается, оптимизируется использование памяти и повышается быстродействие БД. Проект размещается в файле с расширением .adp на компьютере пользователя.
СУБД Access имеет разнообразные инструментальные средства, дающие возможность непрофессиональным пользователям решать задачи без использования языка запросов или языка программирования VBA.
Для автоматизации создания объектов БД (за исключением модулей) в Access используются специализированные средства, называемые конструкторами. Конструктор предоставляет пользователю ряд инструментальных средств, с помощью которых можно быстро и просто создавать и модифицировать объекты БД. Для конструирования макета формы, отчета, страницы используется панель элементов, появляющаяся при вызове конструктора. В Access имеется также множество мастеров, используемых для создания объектов БД и выполнения специальных операций. Мастер задает пользователю ряд вопросов и на основе его ответов строит законченный объект БД или осуществляет определенную операцию.
3. Создание реляционной базы данных
3.1 Общее понятие о реляционной базе данных
База данных Access является реляционной базой данных. Такая база данных состоит из взаимосвязанных реляционных таблиц. На этапе проектирования базы данных должна быть определена логическая структура базы данных для выбранной предметной области. Проект логической структуры БД устанавливает состав реляционных таблиц, их структуру и логические связи между таблицами. При формировании структуры каждой таблицы определяется совокупность полей (столбцов), для каждого из которых даются описание типа, размера данных и других свойств. Кроме того, должен быть указан уникальный ключ таблицы, который может состоять из одного или нескольких полей.
При проектировании базы данных, отвечающей требованиям нормализации, между таблицами определяются логические связи типа 1:М. Такие связи позволят осуществлять в Access автоматическое поддержание связной целостности и непротиворечивости данных в базе.
Для проектирования базы данных необходимо располагать описанием выбранной предметной области, которое должно охватывать реальные объекты и процессы, определять все необходимые источники информации для обеспечения предполагаемых запросов пользователя и решаемых в приложении задач. Следует заметить, что чаще всего базы данных создаются средствами СУБД в области организационно-экономического управления.
Определение состава и структуры данных, которые должны быть загружены в базу данных, осуществляется на основе анализа предметной области. Структура данных предметной области может отображаться информационно-логической моделью (ИЛМ). Если при построении такой модели обеспечены требования нормализации данных и она соответственно представлена в каноническом виде, далее легко определяется проект логической структуры нормализованной базы данных. На основе канонической модели можно создать реляционную базу без дублирования данных.
При разработке модели данных предметной области могут использоваться два подхода. В первом подходе (аналитическом или процессном) сначала формулируются основные задачи, для решения которых строится база, выявляются информационные потребности задач приложения пользователя, и соответственно определяются состав и структура информационных объектов модели, а также связи между ними. При втором подходе (интуитивном) сразу устанавливаются типовые объекты предметной области и их взаимосвязи. Наиболее рационально сочетание обоих подходов. Это связано с тем, что на начальном этапе, как правило, нет исчерпывающих сведений обо всех задачах. Использование такой технологии тем более оправдано, что гибкие средства создания реляционной базы данных в Access позволяют на любом этапе разработки внести изменения в базу данных и модифицировать ее структуру без ущерба для введенных ранее данных.
В процессе разработки канонической модели данных предметной области для проектирования реляционной базы данных необходимо выделить информационные объекты (ИО), соответствующие требованиям нормализации данных, и определить связи между ИО с типом отношений один-ко-многим (1:М)
При определении проекта логической структурой реляционной базы данных каждый информационный объект канонической модели предметной области адекватно отображается реляционной таблицей, а связям между информационными объектами соответствуют логические связи между парой соответствующих таблиц. Такие связи устанавливаются по уникальному ключу одной из этих таблиц, которая является главной в связи. Во второй таблице, которая является подчиненной, поле связи может быть либо частью ее уникального ключа, либо быть не ключевым.
В процессе создания базы данных на компьютере сначала осуществляется конструирование ее таблиц средствами Access. Далее создается схема данных, в которой устанавливаются логические связи таблиц. В схеме данных базы могут быть заданы параметры поддержания связной целостности данных, если модель данных была разработана в соответствии с требованиями нормализации.
Связная целостность данных означает, что в базе данных установлены и корректно поддерживаются взаимосвязи между записями разных таблиц при загрузке, добавлении и удалении записей в связанных таблицах, а также при изменении значений ключевых полей. При обеспечении связной целостности в подчиненной таблице не может существовать запись, для которой отсутствует связанная запись в главной таблице.
После формирования в Access схемы данных можно приступать к вводу данных в базу — загрузке с документов предметной области, являющихся источниками данных. В практических приложениях пользователя обычно не используется ввод непосредственно в таблицы, а применяются создаваемые; специально экранные формы, выполняющие роль интерфейса пользователя.
Проектирование базы данных, основанное на построении нормализованной модели данных предметной области, позволяет легко получить логическую структуру реляционной базы данных Access, в которой автоматически поддерживается целостность и непротиворечивость данных.
Очевидно, что отправной точкой в процессе работы с любой СУБД является создание файла (или группы файлов) базы данных. На рис. 3.1 показано окно, которое появляется после создания новой базы.
Рисунок 3.1 Главное окно базы данных в Access
Основные разделы главного окна соответствуют типам объектов, которые может содержать база данных Access. Это Таблицы, Запросы, Отчеты, Макросы и Модули. Заголовок окна содержит имя файла базы данных. В данном случае он называется TradeTest.
Интерфейс работы с объектами базы данных унифицирован. По каждому из них предусмотрены стандартные режимы работы:
- Создать - предназначен для создания структуры объектов;
- Конструктор - предназначен для изменения структуры объектов;
- Открыть (Просмотр, Запуск) - предназначен для работы с объектами базы данных.
3.2 Создание реляционной базы данных
Создание файла базы данных выполняется следующим образом. Необходимо запустить СУБД Access. Затем выполните следующее:
· установить в стартовом окне переключатель в положение Новая база данных и нажать [ОК]. Если это окно не отображено, то необходимо выполнить команду Файл/Создать и в появившемся окне Создание на вкладке Общие произвести двойной щелчок по значку "База данных";
· в окне Файл новой базы данных указать, на каком диске, в какой папке требуется создать файл базы данных и ввести нужное имя файла, а затем нажать кнопку [Создать].
Так как реляционная база данных основывается на таблицах, то следующим шагом создание базы данных, будет создание таблиц с информацией.
Таблицы основной объект Access. Список таблиц, составляющих базу данных приложения, появляется в окне базы данных при первом открытии приложения. Кроме этого, Access создает системные таблицы, в которых хранится информация обо всех объектах приложения, и эти таблицы при необходимости также могут отображаться в окне базы данных.
Для начала создается описание таблицы. Нажав кнопку Создать и выбрав в появившемся вслед диалоговом окне режим Конструктор, мы попадаем в окно, предназначенное для ввода описания структуры создаваемой таблицы. Пример построения таблиц для проектируемой базы данных см. в Приложениях 1-4.
Прежде чем заносить данные в таблицы, нужно определить структуру этих таблиц. Под этим понимается не только описание наименований и типов полей, но и ряд других характеристик (например, формат, критерии проверки вводимых данных). Кроме описания структуры таблиц, обычно задаются связи между таблицами. Связи в реляционных базах данных определяются по совпадению значений полей в разных таблицах. Например, клиенты и заказы связаны отношением "один-ко-многим", т. к. одной записи в таблице, содержащей сведения о клиентах, может соответствовать несколько записей в таблице заказов этих клиентов. Если же рассмотреть отношение между преподавателями и курсами лекций, которые они читают, это будет отношение "многие-ко-многим", т. к. один преподаватель может читать несколько курсов, но и один курс может читаться несколькими преподавателями. И последний тип связей между таблицами — это отношение "один-к-одному". Такой тип отношений встречается гораздо реже. Как правило, это бывает в двух случаях: запись имеет большое количество полей, и тогда данные об одном типе объектов разносятся по двум связанным таблицам, или нужно определить дополнительные атрибуты для некоторого количества записей в таблице, тогда создается отдельная таблица для этих дополнительных атрибутов, которая связывается отношением "один-к-одному" с основной таблицей.
Как видно из рис. 3.2, процесс описания атрибутов поля начинается с присвоения ему имени (идентификатора). Далее необходимо определить тип поля, что, очевидно, должно делаться, исходя из содержания тех данных, которые будут в нем храниться.
Рисунок 3.2 Создание описания структуры таблицы
На завершающем этапе процесса проектирования структуры таблицы происходит задание ключей и индексов. В первом случае достаточно выделить строки, которые должны составить ключевое выражение, и щелкнуть мышью по пиктограмме Ключ на панели инструментов.
Ключевое поле таблицы помечается специальным значком — ключик в поле выделения в левой части окна. Чтобы выделить поле, достаточно просто щелкнуть мышью по строке, в которой описывается данное поле. При этом в нижней части окна будут показаны параметры именно для этого поля. Перемещаться между столбцами в верхней панели окна можно с помощью клавиши <Таb>, а для перемещения по списку полей вверх и вниз пользуйтесь клавишами со стрелками. С помощью клавиши <F6> можно перемещаться между панелями.
Эффективным методом решения задач контроля корректности входных данных является ограничение множества допустимых значений поля некоторым списком. Средством решения этой проблемы в Access является задание подстановочного списка значений для поля. Для этого следует выбрать вкладку Подстановка в окне Свойства поля, далее для свойства Тип элемента управления задать значение Список.
После создания описания структуры таблицы можно перейти в режим непосредственного ввода в нее данных. Важным преимуществом интерфейса СУБД Access является продуманная гибкая система перехода от режима Конструктора к режиму ввода данных в таблицу (Режим таблицы). Такой переход можно осуществить, щелкнув мышью по пиктограмме Вид, расположенной на панели инструментов, либо выбрав функцию меню Вид > Режим таблицы.
