УМК Базы данных и экспертные системы ВО

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет математики, механики и компьютерных наук
Рассмотрено и рекомендовано
на заседании кафедры
прикладной математики и программирования РГУ
Протокол №1 от 3 сентября 2009 г.
Зав. кафедрой ___________ Угольницкий Г.А.
УТВЕРЖДАЮ
Декан мехмата
_____________ Карякин И.М.
«_____» ________________ 2009 г.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
учебной дисциплины
БАЗЫ ДАННЫХ И ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ
федерального компонента цикла ОПД по специальности 010501
ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА И ИНФОРМАТИКА
для очно-заочного (вечернего) отделения
Составители: старшие преподаватели Амелина Н.И., Невская Е.С.
Ростов-на-Дону
2009
Пояснительная записка
Учебно–методический комплекс по дисциплине «Базы данных и экспертные
системы» предназначен для студентов четвертого курса образовательной
программы по специальности 010501 «Прикладная математика и информатика» и
составлен в соответствии с требованиями, отраженными в государственных
образовательных стандартах.
Учебно–методический комплекс разработан с учетом требований кредитномодульной системы обучения и включает контрольные вопросы, задания для
самостоятельных работ и список тем курсовых работ по дисциплине «Базы
данных и экспертные системы».
Цели и задачи курса
Цель курса – дать студентам теоретические знания о структуре и
организации баз данных, технологии организации, хранения и обработки данных
и практические навыки по созданию баз данных и управлению ими.
Задачи курса:
– снабдить
студентов
знаниями
об
основах
теории
баз
данных,
проектировании баз данных и информационных систем, назначении и
функциональных возможностях СУБД;
– выработать у студентов навыки создания базы данных и проектирования
объектов их обслуживания в среде СУБД, применения инструментальных
средств СУБД для разработки приложений пользователя.
Ряд ключевых терминов, используемых в курсе, содержится в глоссарии
(словаре терминов).
Знания и умения, приобретённые при изучении этого предмета, будут
востребованы при выполнении курсовых и дипломных работ и в процессе
будущей профессиональной деятельности.
2
Учебно-тематический план курса
«Базы данных и экспертные системы»
для образовательной программы по специальности 010501
«Прикладная математика и информатика»
для очно-заочного (вечернего) отделения
Число часов:
Всего: 102
Аудиторно: лекции 18,
лабораторные занятия 18.
Самостоятельная работа: 66.
Виды отчетности:
зачёт, курсовой проект (курсовая работа по базам данных).
Содержание курса
Лекционные занятия
№
Часы
Тема
лекции
самост. р.
2
2
2
4
2
4
2
2
Модуль 1. Введение в системы баз данных
1
Основные понятия: данные, модель данных, предметная
область, объект, свойства объекта, связь.
База данных и СУБД.
2
Уровни представления данных.
Архитектура системы базы данных.
Базовые типы моделей данных: иерархическая, сетевая,
реляционная.
3
Реляционная модель данных.
Теоретические основы реляционной модели данных.
Структуризация данных, ограничения целостности,
операции.
4
Языки запросов. Язык SQL.
3
Модуль 2. Проектирование базы данных и информационной системы
конкретной предметной области
5
Этапы проектирования базы данных.
2
2
2
2
2
4
2
2
2
4
Описание предметной области (ПО).
Представление БД в терминах объектов предметной
области.
6
Построение информационной структуры ПО.
Модель данных "Сущность - связь" (ER - модель).
7
Реляционная база данных.
Описание схемы базы данных.
8
Нормализация отношений
Нормальные формы схем отношений: 1НФ, 2НФ, 3НФ.
9
Проектирование
информационной
системы
(ИС)
конкретной предметной области. Функции ИС.
Архитектура ИС. Средства реализации ИС.
Модуль 1. Введение в системы баз данных
Рекомендованная литература
1 К.Дейт. Введение в системы баз данных. — М.: Издательский дом
«Вильямс», 2000.
2 Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. – СПб.:
ПИТЕР, 2002.
3 Рудикова Л.В. Базы данных. Разработка приложений. – СПб.: БХВПетербург, 2006.
4 Четвериков В.Н., Ревунков Г.И., Самохвалов Э.Н. Базы и банки данных. –
М.: Высш. шк., 1987.
5 Невская Е.С., Амелина Н.И., Мачулина Л.А. Введение в системы баз
данных. Методические указания для студентов вечернего и дневного отделения
механико-математического факультета. – Ростов-на-Дону, УПЛ РГУ, 2003.
4
6 Невская Е.С. Базы данных. Часть 1. Методические указания для
студентов 3 и 4 курсов механико-математического факультета. – Ростов-на-Дону,
УПЛ РГУ, 1996.
7 Невская Е.С. Базы данных. Часть 2. Методические указания для
студентов 3 и 4 курсов механико-математического факультета. – Ростов-на-Дону,
УПЛ РГУ, 1997.
Контрольные вопросы к модулю 1
1. Дать определение понятия «предметная область».
2. Дать определение понятия «база данных».
3. Дать определение понятия «СУБД».
4. Трёхуровневая модель системы управления базой данных.
5. Что такое физическая и логическая независимость данных?
6. Типы (виды) бинарных связей между объектами предметной области.
7. Дать определение понятия «модель данных».
8. Классификация моделей данных.
9. Базовые типы моделей данных. Теоретико-графовые модели: иерархическая
и сетевая.
10. В чем заключается реляционный подход в теории баз данных?
11. Дать определение понятиям: отношение, атрибут, домен, кортеж.
12. Что такое ключ? Какими бывают ключи?
13. Дать определение первичного ключа.
14. Что такое внешний ключ отношения?
15. Как отображаются в реляционной модели отношения типа М : N (многие ко
многим)?
16. В чем заключается проблема NULL–значений?
17. Что такое схема отношения?
18. Что такое схема реляционной базы данных?
19. Охарактеризовать понятие «целостность данных».
20. Что такое «ограничения целостности»?
5
21. Перечислить операции над данными в реляционной алгебре.
22. Привести основные особенности языка SQL.
Модуль 2. Проектирование базы данных и информационной системы
конкретной предметной области
Рекомендованная литература
1 Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. – СПб.:
ПИТЕР, 2002.
2 Рудикова Л.В. Базы данных. Разработка приложений. – СПб.: БХВПетербург, 2006.
3 Амелина Н.И., Мачулина Л.А. Методические указания по курсовому
проектированию
по
курсу
данных»
«Базы
для
студентов
механико-
математического факультета вечернего и дневного отделения. – Ростов-на-Дону,
УПЛ РГУ, 1999.
4 Невская Е.С. Базы данных. Часть 2. Методические указания для
студентов 3 и 4 курсов механико-математического факультета. – Ростов-на-Дону,
УПЛ РГУ, 1997.
Контрольные вопросы к модулю 2
1. Этапы проектирования базы данных.
2. Базовые понятия модели «сущность-связь».
3. Что такое реляционная база данных?
4. Виды связи между отношениями в реляционной БД.
5. Для чего необходима нормализация отношений?
6. Что такое нормализованное отношение?
7. Какие нормальные формы существуют?
8. Дать определение первой нормальной формы.
9. Дать определение второй нормальной формы.
10. Дать определение третьей нормальной формы.
11. Перечислить типовые операции обработки данных.
6
12. Перечислить операции редактирования данных.
13. Что такое архитектура информационной системы?
14. Как можно представить архитектуру информационной системы?
Дополнительная литература
1 Гарсия-Молина Г., Ульман Дж., Уидом Дж. Системы баз данных. Полный
курс. – М.: Издательский дом “Вильямс”,2004.
2 Голицына О.Л., Максимов Н.В., Попов И.И. База данных. – М.:ФОРУМ:
ИНФРА–М, 2003.
3 Гусева Т.И., Башин Ю.Б. Проектирование баз данных в примерах и
задачах. – М.: Радио и связь, 1992.
4 Диго С.М. Проектирование и использование баз данных. – М.: Финансы и
статистика, 1995.
5 Дунаев В.В. Базы данных. Язык SQL. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006.
6 Мейер М. Теория реляционных баз данных. – М.: Мир, 1987.
7 Кузин А.В., Левонисова С.В.М. Базы данных. – М.: Издательский центр
«Академия», 2008.
8 Нагао М., Катаяма Т., Уэмура С. Структуры и базы данных. – М.: Мир,
1986.
9 Тиори Т., Фрай Д. Проектирование структур баз данных. В 2 кн., – М.:
Мир, 1985.
10 Ульман Д. Основы систем баз данных. – М.: Финансы и статистика, 1983.
11 Хансен Г., Хансен Дж. Базы данных: разработка и управление. – М.:
БИНОМ, 1999.
12 Цикритзис Д., Лоховски Ф. Модели данных. – М: Финансы и статистика,
1985.
7
Вопросы к зачёту по дисциплине
«Базы данных и экспертные системы»
1. Определить соотношение понятий «информация» и «данные».
2. Определить понятия «объект», «свойство», «связь».
3. Преимущества хранения данных в базе данных.
4. Перечислить базовые типы моделей данных.
5. Охарактеризовать теоретико-графовые модели: иерархическая и сетевая.
6. Перечислить главные отличия отношения в реляционной модели от простой
таблицы? Привести примеры.
7. Что такое степень и мощность (кардинальность) отношения?
8. Дать определение понятиям: ключ отношения, возможные ключи, первичный
ключ.
9. Может ли отношение иметь несколько первичных ключей?
10.Может ли первичный ключ состоять из нескольких атрибутов?
11.Может ли первичный ключ принимать значение NULL?
12.Дать определение внешнего ключа.
13.Может ли отношение иметь несколько внешних ключей?
14.Может ли внешний ключ состоять из нескольких атрибутов?
15.Может ли внешний ключ принимать значение NULL?
16.Поддержка целостности данных в реляционной модели данных.
17.Описать основные этапы проектирования базы данных
18.Как отображаются элементы модели «сущность-связь» на ER-диаграмме?
19.Правила преобразования ER-модели в реляционную модель.
20.В чем заключается алгоритм нормализации путем декомпозиции (проекции)?
21.Определить понятие функциональной зависимости.
22.Определить понятие полной функциональной зависимости.
23.Определить понятие транзитивной зависимости.
24.Какие нормальные формы существуют?
8
25.Каким требованиям должно отвечать отношение, находящееся в первой
нормальной форме?
26.Каким требованиям должно отвечать отношение, находящееся во второй
нормальной форме?
27.Каким требованиям должно отвечать отношение, находящееся в третьей
нормальной форме?
28.Как называются специальные стандартные программные средства СУБД,
выполняющие укрупненные операции обработки данных:
– ввод, просмотр и корректировку данных,
– выборку данных,
– вывод данных в определенном формате.
29.Определить понятие «информационная система».
30.Какими средствами может быть реализован интерфейс пользователя в
информационной системе?
9
Лабораторные занятия
№
1
Часы
Модуль
лабора
торные
самост.
работа
4
8
Создание структуры таблиц.
Создание схемы данных.
2
Ввод и редактирование данных с помощью форм.
4
10
3
Реализация запросов и отчетов.
6
12
4
Реализация
4
10
интерфейса
с
использование
меню
и
кнопочных форм.
Методические рекомендации по выполнению лабораторных заданий
В качестве СУБД при проведении лабораторных работ по курсу «Базы
данных и экспертные системы» предлагается использовать Microsoft Access,
Visual FoxPro и другие современные реляционные системы управления данными.
Рекомендованная литература
Основная
1 Дейт К. Введение в системы баз данных. – М: Мир, 1980.
2 Диго С.М. Access : учебно-практ. пособие. – М.: ТК Велби, Изд-во
Проспект, 2006.
3 Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. – СПб.:
ПИТЕР, 2002.
4 Рудикова Л.В. Базы данных. Разработка приложений. – СПб.: БХВПетербург, 2006.
5 Попов А.А. Программирование в среде СУБД FoxPro 2.0. Построение
систем обработки данных. – М.: Радио и связь, 1993.
6 Пэдок Р., Петерсен Дж., Тэлмейдж Р., Ренфт Э. Visual FoxPro 6.
Разработка корпоративных приложений. Пер. с англ. – М.:ДМК. 1999.
10
7 Амелина Н.И., Мачулина Л.А. Методические указания по курсовому
проектированию
по
курсу
«Базы
данных»
для
студентов
механико-
математического факультета вечернего и дневного отделения. – Ростов-на-Дону,
УПЛ РГУ, 1999.
8 Невская Е.С., Амелина Н.И., Мачулина Л.А. Введение в системы баз
данных Методические указания для студентов вечернего и дневного отделения
механико-математического факультета. – Ростов-на-Дону, УПЛ РГУ, 2003.
9 Невская Е.С. Базы данных. Часть 1. Методические указания для
студентов 3 и 4 курсов механико-математического факультета. – Ростов-на-Дону,
УПЛ РГУ, 1996.
10 Невская Е.С. Базы данных. Часть 2. Методические указания для
студентов 3 и 4 курсов механико-математического факультета. – Ростов-на-Дону,
УПЛ РГУ, 1997.
Дополнительная литература
1 Бекаревич Ю.Б., Пушкина Н.В. СУБД Access для Windows 95 в примерах.
– СПб.: BHV, 1997.
2 Дунаев В.В. Базы данных. Язык SQL. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006.
3 Киммел П. Освой самостоятельно программирование для Microsoft Access
2002 за 24 часа. – М.: Издательский дом “Вильямс”, 2003.
4 Клепнин В.Б., Агафонова Т.П.Visual FoxPro 9.0. – СПб: БХВ-Петербург,
2007.
5 Кузин А.В., Дёмин В.М. Разработка баз данных в системе Microsoft
Access. – М.: ФОРУМ, 2009.
6 Моисеенко С.И. , Соболь Б.В. Разработка приложений в MS Access. – М.:
Издательский дом “Вильямс”, 2006.
11
Методические рекомендации по подготовке курсовой работы
Все этапы создания базы данных и разработки информационной системы
должны быть документированы. В ходе проектирования и реализации создается
рабочая ( промежуточная) документация : описания, схемы, тесты. Некоторые из
рабочих документов в дальнейшем войдут в состав отчетной (окончательной)
документации.
Отчетная документация по курсовому проекту должна содержать
задание на разработку курсового проекта и описание всех этапов работы и
приложения.
Рекомендованная литература
Основная
1 Дейт К. Введение в системы баз данных. – М: Мир, 1980.
2 Диго С.М. Access : учебно-практ. пособие. – М.: ТК Велби, Изд-во
Проспект, 2006.
3 Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. – СПб.:
ПИТЕР, 2002.
4 Рудикова Л.В. Базы данных. Разработка приложений. – СПб.: БХВПетербург, 2006.
5 Попов А.А. Программирование в среде СУБД FoxPro 2.0. Построение
систем обработки данных. – М.: Радио и связь, 1993.
6 Пэдок Р., Петерсен Дж., Тэлмейдж Р., Ренфт Э. Visual FoxPro 6.
Разработка корпоративных приложений. Пер. с англ. – М.:ДМК. 1999.
7 Амелина Н.И., Мачулина Л.А. Методические указания по курсовому
проектированию
по
курсу
«Базы
данных»
для
студентов
механико-
математического факультета вечернего и дневного отделения. – Ростов-на-Дону,
УПЛ РГУ, 1999.
12
Дополнительная литература
1. Бекаревич Ю.Б., Пушкина Н.В. СУБД Access для Windows 95 в примерах.
– СПб.: BHV, 1997.
2 Дунаев В.В. Базы данных. Язык SQL. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006.
3 Кузин А.В., Дёмин В.М. Разработка баз данных в системе Microsoft
Access. – М.: ФОРУМ, 2009.
4 Клепнин В.Б., Агафонова Т.П.Visual FoxPro 9.0. – СПб: БХВ-Петербург,
2007.
5 Моисеенко С.И. , Соболь Б.В. Разработка приложений в MS Access. – М.:
Издательский дом “Вильямс”, 2006.
Контрольные вопросы
1. Перечислить базовые типы данных в СУБД.
2. Что такое индекс и индексирование?
3. Каково основное назначение экранных форм?
4. Можно ли включить в форму вычисляемое поле?
5. Что такое отчёты?
6. Что такое генераторы (конструкторы) отчётов?
7. Что такое макет отчёта и какова его структура?
8. Можно ли вставлять в отчёт вычисляемые поля?
9. Какова цель группировки данных в отчёте?
10.Что такое запрос?
11.Источник данных для запроса?
12.Можно ли вводить в запрос вычисляемые поля?
13.Что такое запросы с параметрами? Для чего они создаются?
14.В чём разница между сохранением запроса и сохранением результата запроса?
13
Задания для курсового проекта по базам данных
ЗАДАНИЕ 1
Выполнить проектирование структуры базы данных для конкретной
предметной области по теме курсовой работы.
Список тем курсовых работ
1.
ТУРАГЕНСТВО
2.
ИЗДАТЕЛЬСТВО
3.
САЛОН КРАСОТЫ
4.
РЕГИСТРАТУРА ЧАСТНОЙ ПОЛИКЛИНИКИ
5.
РЕГИСТРАТУРА САНАТОРИЯ
6.
РОДДОМ
7.
ПУНКТ ПЕРЕЛИВАНИЯ КРОВИ ПРИ БОЛЬНИЦЕ
8.
СЛУЖБА РЕГИСТРАЦИИ ГОСТИНИЦЫ
9.
ФИРМА ПО ПРОДАЖЕ КОМПЬЮТЕРОВ И КОМПЛЕКТУЮЩИХ
10. ПРОДАЖА АВИАБИЛЕТОВ
11. ПРОДАЖА КОСМЕТИКИ ЧЕРЕЗ КОНСУЛЬТАНТОВ
12. КАДРОВОЕ АГЕНСТВО
13. РУКОВОДСТВО ПРЕПОДАВАТЕЛЯМИ РАБОТАМИ СТУДЕНТОВ
14. СЛУЖБА РАСЧЕТОВ ЗА МЕЖДУГОРОДНИЕ ЗВОНКИ
15. ТОРГОВО-ЗАКУПОЧНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
16. АВТОСАЛОН
17. ПРОДАЖА ПОДЕРЖАНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
18. ПАССАЖИРСКОЕ ГОРОДСКОЕ АВТОПРЕДПРИЯТИЕ
19. МЕЖДУГОРОДНИЕ ПАССАЖИРСКИЕ ПЕРЕВОЗКИ
20. ПРОЕКТНЫЙ НИИ
21. АТЕЛЬЕ СПЕЦОДЕЖДЫ
14
22. РИЭЛТЕРСКАЯ КОНТОРА
23. АССОЦИАЦИЯ КРЕСТЬЯНСКИХ ФЕРМЕРСКИХ ХОЗЯЙСТВ
24. КОМАНДНЫЕ СПОРТИВНЫЕ СОРЕВНОВАНИЯ (ЧЕМПИОНАТ)
ЗАДАНИЕ 2
На основе проекта, созданного в соответствии с заданием 1, выполнить
реализацию информационной системы. Оформить документацию.
СТРУКТУРА ОТЧЕТА ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
Задание на разработку курсового проекта
1. Описание предметной области
2. Проектирование базы данных
2.1. Объекты предметной области
2.2. Построение ER – модели
2.3. Реляционная модель
3. Проектирование информационной системы
3.1. Функции информационной системы
3.2. Архитектура информационной системы
4. Контрольный пример
5. Реализация информационной системы
5.1. Средства реализации
5.2. Описание структуры базы данных
5.3. Интерфейс системы
5.4. Реализация алгоритмов обработки данных
Приложения
Приложение 1. Руководство пользователя информационной системы
Приложение 2. Тексты запросов и процедур обработки данных
Литература
15
1 ОПИСАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ
Описание
объекты
и
предметной
предполагаемых
должно
(ПО)
содержать
процессы,
удовлетворения
области
всю
охватывать
необходимую
запросов
реальные
информацию
пользователя
и
для
определять
потребности в обработке данных – конкретные задачи пользователя.
Должны быть приведены ограничения ПО, касающиеся выполнения
конкретного индивидуального задания.
Если пользователи базы данных различаются по уровню компетенции или
форме
представления
запросов,
то
указываются
возможности
доступа
пользователя к тем или иным данным.
2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ
База данных
–
это датологическое
( в виде данных ) представление
информационной модели предметной области.
2.1 Объекты предметной области
Проектирование
БД
начинается
с
предварительной
структуризации
предметной области: объекты реального мира подвергаются классификации,
фиксируется совокупность подлежащих отображению в БД объектов. Для
каждого объекта фиксируется совокупность свойств, посредством которых будут
описываться конкретные экземпляры объекта, и отношения ( взаимосвязи ) с
другими объектами. Затем решаются вопросы о том, какая информация об
объектах должна быть представлена в БД и как ее представить с помощью
данных.
Объектная система имеет следующие основные составляющие: объект,
свойство, связь ( объектное отношение ).
На этом этапе проектирования базы данных необходимо определить:
– какие объекты важны для применения;
– какие свойства могут иметь эти объекты;
– какие связи существуют между объектами;
– какие имена можно присвоить отдельным составляющим объектной
системы.
16
2.2 Построение ER – модели
Концептуальная модель применяется для структурирования ПО с учетом
информационных потребностей самой ПО и информационных интересов
пользователей системы и независима от конкретной СУБД.
Общим для всех моделей типа «сущность – связь» является использование
трех основных конструкций: сущность, атрибут и связь.
Для каждой сущности необходимо указать идентификатор, служащий для
однозначного распознавания экземпляров сущности. В качестве идентификатора
служит один атрибут или совокупность атрибутов – составной атрибут, который
называют ключом. Если совокупность атрибутов, описывающих объект, не
содержит ключа, то в состав атрибутов вводится специальный атрибут,
выступающий
в
качестве
ключа.
Во
многих
случаях
главную
задачу
это
некоторый
последовательный номер.
Ключ
должен
выполнять
свою
–
однозначной
идентификации экземпляра объекта – и включать в свой состав минимально
необходимое количество атрибутов.
На языке ER - модели концептуальная схема может быть представлена
ER - диаграммой или ERD, в которой множество сущностей обозначается
прямоугольниками, множество связей – ромбами. На ER - диаграмме допустимо
обозначать множество атрибутов овалами, соединяя их с соответствующими
типами сущностей; идентифицирующие атрибуты подчеркиваются.
2.3 Реляционная модель
Основной задачей логического проектирования является разработка
логической схемы, ориентированной на выбранную СУБД. Так как подавляющее
большинство современных СУБД – реляционные, то и концептуальную модель
БД следует отображать на реляционную модель.
В основе реляционной модели используется понятие “отношение”, которое
используется для представления
1) набора экземпляров объекта ( сущности ),
2) отношений ( связей ) между объектами.
17
Отношение представляется как определенным образом организованная
таблица.
Для отображения информационной структуры ПО на логическую схему
реляционной БД следует получить ответы на вопросы:
– сколько таблиц и какие должна включать БД;
– каковы степень ( число столбцов ) и состав каждой таблицы;
– какие атрибуты ( поля ) используются в качестве ключей;
– как устанавливаются связи между разными таблицами:
как
–
обеспечить
полноту,
непротиворечивость
и
согласованность
информации, хранящейся в БД.
Для уменьшения избыточности информации и исключения аномалий
выполняется нормализация исходных схем отношений проекта БД.
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Дается общая характеристика информационной системы: назначение и
круг
пользователей
системы,
основные
процедуры
обработки
данных,
компоненты системы с точки зрения их организации.
3.1 Функции информационной системы
Поясняются назначение системы и приводится перечень основных
процедур и обрабатываемых данных.
Для каждого объекта БД указывается набор типовых операций обработки
данных :
– ввод записей, просмотр записей;
– редактирование (изменение значений полей записей, добавление и
удаление записей );
– сортировка;
– поиск записей с указанием ключей поиска.
Отдельно описываются конкретные для заданной ПО задачи пользователя с
указанием способа доступа к информации, если ИС предназначена для
использования пользователями разного класса.
18
3.2 Архитектура информационной системы
Словесное или графическое описание системы.
Архитектура системы включает в себя структуру как всей системы в
целом, так и ее подсистем и отдельных элементов. Она описывает компоненты
структуры и отношения, в которых они находятся друг к другу.
Для организации эффективной работы пользователя все компоненты
системы должны быть сгруппированы по функциональному назначению.
Для
демонстрации
связей,
существующих
между
отдельными
компонентами системы, используются различные графические схемы. Для
представления
архитектуры
системы
в
целом чаще всего
используется
иерархическая диаграмма – древоподобная схема, показывающая какие модули
(базовые функциональные элементы, блоки системы) осуществляют вызовы
других модулей, и каких именно.
При этом графические материалы должны быть дополнены словесными
пояснениями.
4 КОНТРОЛЬНЫЙ ПРИМЕР
Контрольный ( или тестовый ) пример представляет собой упрощенный
вариант реальной задачи, просчитываемый вручную вплоть до получения
конечного результата. В контрольном примере указываются требования к объему
и составу данных используемой исходной информации и результатов решения.
Требования к данным контрольного примера – их представительность,
учитывающая особенности информации, указанные в описании ПО.
С помощью контрольного примера проверяют постановку задач обработки
данных и работоспособность отдельных программ и информационной системы в
целом.
5 РЕАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Выбор программных средств реализации БД и информационной системы в
целом зависит от предметной области и решаемых задач пользователя и при
выполнении курсового проекта подлежит согласованию с преподавателем.
19
5.1 Средства реализации
Приводятся
основные
характеристики
и
системы управления базами данных и средств
возможности
выбранной
реализации информационной
системы.
Одним из основных критериев выбора СУБД является оценка того,
насколько эффективно внутренняя модель данных, поддерживаемая системой,
способна
описать
концептуальную
схему.
СУБД,
ориентированные
на
персональные компьютеры, как правило, поддерживают реляционную модель
данных.
5.2 Описание структуры базы данных
Структура реляционной базы данных является адекватным отображением
логической модели, не требующим преобразований.
Для каждой реляционной таблицы БД приводится ее структура: состав
полей, их имена, тип данных и размер каждого поля, ключи таблицы и другие
свойства полей.
Каждое поле в таблице должно иметь уникальное имя, удовлетворяющее
соглашениям об именах объектов в выбранной СУБД.
Тип данных ( текстовый, числовой, дата и т.д. ) определяется значениями,
которые предполагается вводить в поле, и операциями, которые будут
выполняться с этими значениями.
Размер поля задает максимальный размер данных, сохраняемых в поле. Для
числовых данных задается также число десятичных знаков после запятой.
Имена ключевых полей выделяются.
5.3 Интерфейс системы
Описывается структура меню информационной системы.
Приложение пользователя образуется объединением множества задач
предметной области. Интерфейс приложения объединяет всю технологию
обработки данных ПО, которая включает загрузку, ведение БД и решение всего
комплекса задач.
20
Интерфейс пользователя реализуется с помощью
– системы меню с использованием мыши и клавиатуры;
– диалоговых окон для вывода сообщений и выполнения команд меню;
– “горячих клавиш” для быстрого вызова команд;
– контекстно-зависимой помощи.
Структура меню – дерево меню – организуется на основе объектов (таблиц)
БД или функций приложений и соответствует архитектуре системы.
Меню реализуется, например, в виде иерархического меню или кнопочной
формы.
Для повышения эффективности текущей работы пользователей могут быть
предусмотрены и реализованы
– средства разграничения прав доступа к информации БД и к ИС в целом;
– средства анализа непротиворечивости БД и обеспечения логической
целостности данных;
– средства обработка ошибок.
5.4 Реализация алгоритмов обработки данных
Описываются обобщенный алгоритм и алгоритмы решения конкретных
задач и средства их реализации.
Алгоритм отражает последовательность и логику выполнения операций
обработки информации, способа формирования результатов решения с указанием
последовательности вычислений, расчетных и / или логических формул.
Обобщенный алгоритм решения комплекса задач сводится к указанию
последовательности обращения к таблицам БД для выборки необходимой
информации.
Алгоритм может быть представлен графически ( в виде блок-схемы ), в виде
текста или таблиц решений, а также в аналитическом или операторном виде.
Алгоритм
решения
задачи
и
его
программная
реализация
тесно
взаимосвязаны. Для реализации практических задач пользователя используются
встроенные в СУБД языки программирования и другие программные средства.
21
Специфика применяемых инструментальных средств разработки программ могут
повлиять на форму и содержание алгоритмов обработки и их реализацию.
Решение конкретной задачи обработки данных БД можно реализовать на
основе специальных стандартных программных средств СУБД, выполняющих
укрупненные операции обработки данных: запросов, экранных форм, отчетов.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Руководство пользователя информационной системы
Детальное описание функциональных возможностей и технологии работы с
программным продуктом для конечного пользователя.
Возможно описание особенностей установки, а также внутренней и
внешней
структуры
программного
продукта;
требования
к
базовому
программному обеспечению; правила эксплуатации и т.п.
Приложение 2. Тексты запросов и процедур обработки данных
ЛИТЕРАТУРА
Приводится список использованной при выполнении курсовой работы
литературы в общепринятой форме.
22
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
Администрирование базы данных – сопровождение базы данных в
процессе разработки, эксплуатации и добавления приложений; включает также
создание и необходимую реорганизацию базы данных, создание резервных копий
базы данных, назначение пользователям паролей и санкций доступа к базе
данных.
Атрибут
–
информация,
описывающая
объект
(поименованная
характеристика объекта).
База данных – совокупность данных, организованная по определенным
правилам,
предусматривающим
общие
принципы
описания,
хранения
и
манипулирования данными; не зависит от прикладных программ.
Безопасность данных – защита данных от преднамеренного или
непреднамеренного нарушения секретности, искажения или разрушения данных.
Внешний ключ – одно или несколько полей в таблице, которые
соответствуют первичному ключу другой таблицы.
Внешняя схема – представление данных с позиции прикладного
программиста, логическая структура базы данных.
Внутренняя схема – физическая структура базы данных; представление
данных с позиции вычислительной системы, как они выглядят на запоминающем
устройстве.
Данные – информация, представленная в определенной форме, пригодной
для последующего хранения и обработки.
Домен – область определения значений одного столбца отношения.
Запрос – операция над отношениями, результатом которой также является
отношение.
Инструкция SQL – предложение на языке структурированных запросов
(SQL), представляющее собой запрос для выборки или обработки данных.
Информация – сведения об окружающем мире и протекающих в нем
процессах.
23
Ключ – совокупность атрибутов, значения которых однозначно определяют
кортеж в отношении.
Концептуальная схема – высокоуровневое представление администратора
базы данных и пользователя о данных, обычно в виде объектов и связей.
Кортеж – строка отношения.
Модель данных – представление о предметной области в виде данных и
связей между ними.
Независимость данных – возможность изменения структуры базы данных
без изменения пользующихся ею прикладных программ.
Объект – нечто, о чем хранится информация.
Ограничения целостности – определяемые моделью данных
или
задаваемые схемой базы данных ограничения, обеспечивающие внутреннюю
непротиворечивость хранимой информации.
Отношение – конечное множество кортежей из допустимых значений
атрибутов схемы отношения. Отношение ассоциируется с таблицей,
имена
атрибутов – с именами столбцов таблицы, кортежи – со строками таблицы.
Отображение – реляционная операция языка SQL.
Первичный ключ – один или несколько столбцов (атрибутов), которые
однозначно идентифицируют каждую запись в таблице.
Предметная область – часть реального мира, подлежащая изучению с
целью организации управления и автоматизации.
Реляционная база данных (РБД) – совокупность отношений конкретной
предметной области. Предполагается, что отношения логически связаны между
собой.
Реляционная СУБД – СУБД, базирующаяся на реляционной модели
данных.
Реляционные операции – набор операций манипулирования данными,
операндами которых являются отношения; результатом любой реляционной
операции является также отношение.
24
Связь
–
ассоциация
между
экземплярами
примитивных
или
агрегированных объектов (записей) данных (например, 1 : 1, 1 : M, M : N).
Система управления базами данных – комплекс программных и
языковых средств, предназначенных для создания, ведения и использования баз
данных.
Словарь данных – каталог всех типов элементов в базе данных,
включающий для каждого типа его определение, формат, источник и применение.
Широко распространены автоматические словари данных.
Структура данных – способ объединения нескольких элементов данных в
один.
Структура хранения – описание способа организации физического
хранения данных в системе: указатели, представление знаков, плавающая запятая,
блокирование, метод доступа т.д.
Схема данных – графическое или формальное описание логической
структуры базы данных.
Схема отношения – совокупность имен атрибутов, определяющих объект.
Схема реляционной базы данных – совокупность схем отношений.
Тип данных – множество операций, характеризующих определенное
множество значений.
Транзакция – группа операций над данными, логически рассматриваемая
как одна операция и сохраняющая целостность базы данных.
Целостность базы данных – свойство базы данных, при выполнении
которого база данных содержит полную и непротиворечивую информацию,
необходимую и достаточную для корректного функционирования приложений;
это свойство сохраняется при всех манипуляциях с данными.
Целостность данных – система правил, используемых для поддержания
связей между записями в связанных таблицах.
Язык SQL – язык структурированных запросов для выборки, изменения и
удаления данных из таблиц базы данных.
25