Инфологическая модель сайта Астраханского государственного политехнического колледжа

• Введение 3
• 1. Системный анализ предметной области 6
• 1.1. Краткая характеристика предметной области 6
• 1.2. Описание предметной области 7
• 2. Инфологическое моделирование 15
• 2.1. Модель «сущность-связь» 15
• 2.2. Связи между сущностями инфологической модели 17
• Заключение 20
• Список литературы 21

Процесс проектирования БД на основе принципов нормализации представляет собой последовательность переходов от неформального словесного описания информационной структуры предметной области к формализованному описанию объектов предметной области в терминах некоторой модели.

Инфологическая модель применяется на втором этапе проектирования БД, то есть после словесного описания предметной области. Процесс проектирования длительный и требует обсуждений с заказчиком и со специалистами в предметной области. Наконец, при разработке серьезных корпоративных информационных систем проект базы данных является тем фундаментом, на котором строится вся система в целом, и вопрос о возможном кредитовании часто решается экспертами банка на основании именно грамотно сделанного инфологического проекта БД. Следовательно, инфологическая модель должна включать такое формализованное описание предметной области, которое легко будет «читаться» не только специалистами по базам данных. И это описание должно быть настолько емким, чтобы можно было оценить глубину и корректность проработки проекта БД, и конечно, оно не должно быть привязано к конкретной СУБД. Выбор СУБД — это отдельная задача, для корректного ее решения необходимо иметь проект, который не привязан ни к какой конкретной СУБД.

Инфологическое проектирование прежде всего связано с попыткой представления семантики предметной области в модели БД.

Целью данной курсовой работы является инфологическое моделирование сайта АГПК.

Основными задачами, поставленными в ходе работы, являлись:

§ сбор, анализ и сортирование документов с целью описания предметной области;

§ отбор необходимых документов для создания базы данных;

§ выявление сущностей инфологической модели и моделирование связей между ними.

В настоящее время практически во всех сферах человеческой деятельности используются базы данных. В том числе решение перечисленных задач позволит достигнуть цели, поставленной в курсовой работе, а именно, реализовать базу данных для обеспечения учета деятельности отдела закупок, что позволит следить за работой отдел, вести учет клиентов, заказчиков, поставщиков, видов товара более точно, с меньшими временными затратами, регулярным обновлением данных. Данная база данных может применяться в различных школах.

В общем смысле термин «база данных» (БД) можно применить к любой совокупности связанной информации, объединенной вместе по определенному признаку, т. е. к набору структурированных данных (организованных определенным образом). При этом большинство БД использует табличный способ представления, где данные располагаются по строкам (которые называются записями) и столбцам (которые называются полями), все записи должны состоять из одинаковых полей и все данные одного поля должны иметь один тип.

В настоящее время существует множество систем управления базами данных (СУБД) и других программ, выполняющих похожие функции, преобладающей является реляционная база данных. В компьютерном варианте в реляционной БД информация хранится, как правило, в нескольких таблицах-файлах, связанных между собой посредством одного или нескольких совпадающих в этих таблицах полей (в некоторых компьютерных системах все таблицы одной базы помещаются в один файл). Каждая строка в таблице реляционной БД должна быть уникальна (т.е. не должно быть одинаковых строк-записей). Такие уникальные столбцы (или уникальные группы столбцов), используемые, чтобы идентифицировать каждую строку и хранить все строки отдельно, называются первичными ключами таблицы.

Для проектирования БД одной из концепционных является модель «сущность-связь». С помощью сущности моделируется класс однотипных объектов. Сущность имеет имя, уникальное в пределах моделируемой системы. Так как сущность соответствует некоторому классу однотипных объектов, то предполагается, что в системе существует множество экземпляров данной сущности. Объект, которому соответствует понятие сущности, имеет свой набор атрибутов — характеристик, определяющих свойства данного представителя класса. При этом набор атрибутов должен быть таким, чтобы можно было различать конкретные экземпляры сущности.

Отношение «один-ко-многим» можно назвать основным типом отношений, использующимся при проектировании современных БД. Поскольку оно позволяет представлять иерархические структуры данных.

Отношения один-ко-многим могут быть жесткими и нежесткими. Для жестких отношений должно выполнять требование, что каждой записи в родительской таблице должна соответствовать хотя бы одна запись в дочерней таблице.

Таким образом, выбор реляционной БД открывает широкие возможности для пользователя, позволяя легко создать БД, удовлетворяющую требованиям организаций самого разного пользовательского профиля, выполняющих разные по значимости задачи и использующих неравнозначные объемы информации в своей деятельности.

1. Системный анализ предметной области

1.1. Краткая характеристика предметной области

История Астраханского государственного политехнического колледжа уходит корнями в далекое прошлое. Вряд ли найдется в нашем городе еще одно такое учебное заведение, которое прошло путь от профессионально-технического училища до колледжа — учебного заведения среднего профессионального образования с базовым и повышенным уровнем подготовки выпускников.

Городское профтехучилище № 13 было создано в 1942 году и именовалось в то время строительной школой № 22, а затем строительным училищем № 3. Только в 1963 году учебное заведение было переименовано в городское профтехучилище № 13. За время существования училища были подготовлены тысячи квалифицированных рабочих строительных профессий для Астраханской, Волгоградской, Целиноградской областей и Калмыцкой АССР.

Училище развивалось, наличие высококвалифицированных педагогических кадров, уровень подготовки выпускников, заинтересованность молодежи в получении профессий отличного от строительного профиля создало условия для открытия на базе профтехучилища № 13 политехнического колледжа.

В целях расширения подготовки инженерно-педагогических кадров для учреждений начального и среднего профессионального образования, на основании предложений Департамента образования администрации Астраханской области в 1994 году колледж принят в непосредственное подчинение Министерства образования России и переименован во II Астраханский индустриально-педагогический колледж. Директором колледжа назначен Ерофеев Владимир Кириллович, который возглавляет учебное заведение и по настоящее время. Переименование учебного заведения повлекло за собой переход колледжа на новое содержание профессионального образования.

В 1997 году в целях приведения наименования II Астраханского индустриально-педагогического колледжа в соответствие с профилем подготовки специалистов приказом Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации II Астраханский индустриально-педагогический колледж переименован в Астраханский государственный политехнический колледж.

Сегодня ГОУ СПО «Астраханский государственный политехнический колледж» это учебное заведение с развитой учебно-лабораторной базой. Учебные занятия проводятся в двух учебных корпусах, включающих современные аудитории, лаборатории, вычислительные центры, мастерские.

В колледже обучаются свыше 2,5 тыс. студентов по 17 специальностям начального и среднего профессионального образования. Занятия ведут 190 квалифицированных преподавателей, из которых 8 кандидатов наук, 33, имеющих почетные звания, 182 с высшим профессиональным образованием.

Для развития физкультуры и спорта в колледже имеются: стадион, футбольное поле, баскетбольные площадки, площадки для мини-футбола, тренажерные залы, гимнастический городок, полоса препятствий.

Колледж располагает развитой инфраструктурой: две столовые на 350 посадочных мест, общежитие, две библиотеки с читальными залами, социально-психологический центр.

1.2. Описание предметной области

В общем случае существуют два похода к выбору состава и структуры предметной области:

· Функциональный подход — он реализует принцип движения «от задач» и применяется тогда, когда заранее известны функции некоторой группы лиц и комплексов задач, для обслуживания информационных потребностей которых создается рассматриваемая СУБД. В этом случае мы можем четко выделить минимальный необходимый набор объектов предметной области, которые должны быть описаны.

· Предметный подход — когда информационные потребности будущих пользователей БД жестко не фиксируются. Они могут быть многоаспектными и весьма динамичными. Мы не может точно выделить минимальный набор объектов предметной области, которые необходимо описывать. В описание предметной области в этом случае включаются такие объекты и взаимосвязи, которые наиболее характерны и наиболее существенны для нее. БД, конструируемая при этом, называется предметной, то есть она может быть использована при решении множества разнообразных, заранее не определенных задач. Конструирование предметной БД в некотором смысле кажется гораздо более заманчивым, однако трудность всеобщего охвата предметной области с невозможностью конкретизации потребностей пользователей может привести к избыточно сложной схеме БД, которая для конкретных задач будет неэффективной.

Чаще всего на практике рекомендуется использовать некоторый компромиссный вариант, который, с одной стороны, ориентирован на конкретные задачи или функциональные потребности пользователей, а с другой стороны, учитывает возможность наращивания новых приложений.

Системный анализ должен заканчиваться подробным описанием информации об объектах предметной области, которая требуется для решения конкретных задач и которая должна храниться в БД, формулировкой конкретных задач, которые будут решаться с использованием данной БД с кратким описанием алгоритмов их решения, описанием выходных документов, которые должны генерироваться в системе, описанием входных документов, которые служат основанием для заполнения данными БД.

Рассмотрим проектирование БД на примере исследуемой предметной области.

Директор ГОУ СПО «Астраханский государственный политехнический колледж» — Ерофеев Владимир Кириллович, заслуженный Учитель РФ, кандидат психологических наук, преподаватель специальных дисциплин высшей категории, член Президиума Совета директоров ССУЗов Астраханской области, участник Съездов работников среднего профессионального образования, Российского образовательного форума «РОФ-2005», награжден медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени.

2. Инфологическое моделирование

2.1. Модель «сущность-связь»

Как любая модель, модель «сущность-связь» имеет несколько базовых понятий, которые образуют исходные кирпичики, из которых строятся уже более сложные объекты по заранее определенным правилам.

Эта модель в наибольшей степени согласуется с концепцией объектно-ориентированного проектирования, которая в настоящий момент, несомненно, является базовой для разработки сложных программных систем, поэтому многие понятия вам могут показаться знакомыми, и если это действительно так, то тем проще вам будет освоить технологию проектирования баз данных, основанную на ER-модели.

Сущность, с помощью которой моделируется класс однотипных объектов. Сущность имеет имя, уникальное в пределах моделируемой системы. Так как сущность соответствует некоторому классу однотипных объектов, то предполагается, что в системе существует множество экземпляров данной сущности. Объект, которому соответствует понятие сущности, имеет свой набор атрибутов — характеристик, определяющих свойства данного представителя класса. При этом набор атрибутов должен быть таким, чтобы можно было различать конкретные экземпляры сущности.

Рассмотрим сущности проектируемой предметной области.

2.2. Связи между сущностями инфологической модели

Между сущностями могут быть установлены связи — бинарные ассоциации, показывающие, каким образом сущности соотносятся или взаимодействуют между собой. Связь может существовать между двумя разными сущностями или между сущностью и ей же самой (рекурсивная связь). Она показывает, как связаны экземпляры сущностей между собой. Если связь устанавливается между двумя сущностями, то она определяет взаимосвязь между экземплярами одной и другой сущности.

1 М М 1

В разных нотациях мощность связи изображается по-разному. Между двумя сущностями может быть задано сколько угодно связей с разными смысловыми нагрузками. Связь любого из этих типов может быть обязательной, если в данной связи должен участвовать каждый экземпляр сущности, необязательной — если не каждый экземпляр сущности должен участвовать в данной связи. При этом связь может быть обязательной с одной стороны и необязательной с другой стороны. Обязательность связи тоже по-разному обозначается в разных нотациях. Мы снова используем нотацию POWER DESIGNER. Здесь необязательность связи обозначается пустым кружочком на конце связи, а обязательность перпендикулярной линией, перечеркивающей связь. И эта нотация имеет простую интерпретацию. Кружочек означает, что ни один экземпляр не может участвовать в этой связи. А перпендикуляр интерпретируется как-то, что, по крайней мере, один экземпляр сущности участвует в этой связи.

Кроме того, в ER-модели допускается принцип категоризации сущностей. Это значит, что, как в объектно-ориентированных языках программирования, вводится понятие подтипа сущности, то есть сущность может быть представлена в виде двух или более своих подтипов — сущностей, каждая из которых может иметь общие атрибуты и отношения и/или атрибуты и отношения, которые определяются однажды на верхнем уровне и наследуются на нижнем уровне. Все подтипы одной сущности рассматриваются как взаимоисключающие, и при разделении сущности на подтипы она должна быть представлена в виде полного набора взаимоисключающих подтипов. Если на уровне анализа не удается выявить полный перечень подтипов, то вводится специальный подтип, называемый условно «Прочие», который в дальнейшем может быть уточнен. В реальных системах бывает достаточно ввести подтипизацию на двух-трех уровнях.

Сущность имеет имя, уникальное в пределах модели. При этом имя сущности — это имя типа, а не конкретного экземпляра.

Сущности подразделяются на сильные и слабые. Сущность является слабой, если ее существование зависит от другой сущности — сильной по отношению к ней.

Сущность может быть расщеплена на два или более взаимоисключающих подтипов, каждый из которых включает общие атрибуты и/или связи. Эти общие атрибуты и/или связи явно определяются один раз на более высоком уровне. В подтипах могут определяться собственные атрибуты и/или связи. В принципе выделение подтипов может продолжаться на более низких уровнях, но в большинстве случаев оказывается достаточно двух-трех уровней.

Сущность, на основе которой определяются подтипы, называется супертипом. Подтипы должны образовывать полное множество, то есть любой экземпляр супертипа должен относиться к некоторому подтипу. Иногда для полноты множества надо определять дополнительный подтип, например, «Прочие».

Следует отметить, что для каждой сущности устанавливается свой код — ключевой атрибут, однозначно характеризующий сущность. Например, обычный номер студента в группе не может выполнять роль ключа, поскольку для каждой группы эти номера могут повторяться. Для преподавателя атрибут Табельный номер нежелательно брать в качестве ключевого, поскольку все-таки возможно изменение табельного номера.

Для реализации дополнительных функций базы может потребоваться введение дополнительных атрибутов, например, номера зачетной книжки и домашнего телефона студента, домашнего адреса и домашнего телефона преподавателя, должности преподавателя, рабочей программы, даты сдачи экзамена (зачета) и т. д.

Заключение

Процесс проектирования БД на основе принципов нормализации представляет собой последовательность переходов от неформального словесного описания информационной структуры предметной области к формализованному описанию объектов предметной области в терминах некоторой модели.

Инфологическая модель применяется на втором этапе проектирования БД, то есть после словесного описания предметной области. Процесс проектирования длительный и требует обсуждений с заказчиком и со специалистами в предметной области. Наконец, при разработке серьезных корпоративных информационных систем проект базы данных является тем фундаментом, на котором строится вся система в целом, и вопрос о возможном кредитовании часто решается экспертами банка на основании именно грамотно сделанного инфологического проекта БД. Следовательно, инфологическая модель должна включать такое формализованное описание предметной области, которое легко будет «читаться» не только специалистами по базам данных. И это описание должно быть настолько емким, чтобы можно было оценить глубину и корректность проработки проекта БД, и конечно, оно не должно быть привязано к конкретной СУБД. Выбор СУБД — это отдельная задача, для корректного ее решения необходимо иметь проект, который не привязан ни к какой конкретной СУБД.

Инфологическое проектирование прежде всего связано с попыткой представления семантики предметной области в модели БД. Реляционная модель данных в силу своей простоты и лаконичности не позволяет отобразить семантику, то есть смысл предметной области.

1. Бекаревич Ю. Б., Пушкина Н. В. Самоучитель Microsoft Access 2002. — СПб.: БХВ-СПб., 2003. — 720 с.

2. Виноградова И. А., Грибова Е. А., Зубков В. Г. Практикум на ЭВМ. MS Access: Учебное пособие для студентов заочной (дистанционной) формы обучения. — М.: ГИНФО, 2000. — 124 с.

3. Голицина О. Л., Максимов Н. В., Попов И. И. Базы данных: Учебное пособие. — М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003. — 352 с.

4. Информатика. Базовый курс. /Под ред. С. В. Симоновича. — СПб.: Питер, 1999. — 640 с.

5. Карпова Т. С. Базы данных: модели, разработка, реализация. — СПб.: Питер, 2002. — 304 с.

6. Петров В. Н. Информационные системы. — СПб.: Питер, 2003. — 688 с.

7. Тихомиров Ю. В. MS SQL Server 2000: разработка приложений. — СПб.: БХВ-Петербург, 2000. — 368 с.