Средства разработки информационных систем

Хотя информационные системы являются обычным программным продуктом, они имеют ряд существенных отличий от стандартных прикладных программ и систем [19−21].

В зависимости от предметной области информационные системы могут очень сильно различаться по своим функциям, архитектуре, реализации. Однако можно выделить ряд свойств, которые являются общими:

• 1. информационные системы предназначены для сбора, хранения и обработки информации. Поэтому в основе любой из них лежит среда хранения и доступа к данным;
• 2. информационные системы ориентируются на конечного пользователя, не обладающего высокой квалификацией в области применения вычислительной техники. Поэтому клиентские приложения информационной системы должны обладать простым, удобным, легко осваиваемым интерфейсом, который предоставляет конечному пользователю все необходимые для работы функции, но в то же время не дает ему возможность выполнять какие-либо лишние действия.

Таким образом, при разработке информационной системы приходится решать две основные задачи:

• 1. задачу разработки базы данных, предназначенной для хранения информации;
• 2. задачу разработки графического интерфейса пользователя клиентских приложений.

База данных — это, прежде всего, набор таблиц. Таблицу можно представлять себе как двумерную таблицу с характеристиками (атрибутами) какого-то множества объектов. Таблица имеет имя — идентификатор, по которому на нее можно сослаться.

Столбцы таблицы соответствуют тем или иным характеристикам объектов — полям. Каждое поле характеризуется именем и типов хранения данных. Имя поля — это идентификатор, который используется в различных программах для манипуляции данными.

Тип поля характеризует тип хранящихся в поле данных.

Каждая строка таблицы соответствует одному из объектов. Она называется записью и содержит значения всех полей, характеризующие данный объект.

При составлении таблиц баз данных важно обеспечивать непротиворечивость информации. Обычно это делается введением ключевых полей — обеспечивающих уникальность каждой записи. Ключевым может быть одно или несколько полей.

База данных обычно содержит не одну, а множество таблиц. Отдельные таблицы, конечно, полезны, но гораздо больше информации можно извлечь именно из совокупности таблиц.

В связанных таблицах обычно одна выступает как главная, а другая или несколько других — как вспомогательные, управляемые главной. Главная и вспомогательная таблицы связываются друг с другом ключом. В качестве ключа могут выступать какие-то поля, присутствующие в обеих таблицах. 22].

Создают базы данных и обрабатывают запросы к ним системы управления базами данных — СУБД. Разные СУБД по-разному организуют и хранят базы данных. Например, Paradox и dBase используют для каждой таблицы отдельный файл.

В этом случае база данных — это каталог, в котором хранятся файлы таблиц. В Microsoft Access и InterBase несколько таблиц хранится как один файл. В этом случае база данных — это имя файла с путем доступа к нему. Системы типа клиент/сервер, такие, как серверы Sybase или Microsoft SQL, хранят все данные на отдельном компьютере и общаются с клиентом посредством специального языка, называемого SQL [23].

Поскольку конкретные свойства баз данных очень разнообразны, пользователю было бы весьма затруднительно работать, если бы он должен был указывать в своем приложении все эти каталоги, файлы, серверы, да и приложение часто пришлось бы переделывать при смене, например, структуры каталогов и при переходе с одного компьютера на другой. Чтобы решить эту проблему, используют псевдонимы данных.

Псевдоним (alias) содержит всю информацию, необходимую для обеспечения доступа к базе данных. Эта информация сообщается только один раз при создании псевдонима. А приложение для связи с базой данных использует псевдоним.

В этом случае приложению безразлично, где физически расположена та или иная база данных, а часто безразлична и СУБД, создавшая и обслуживающая эту базу данных. При смене каталогов, сервера и т. п. ничего в приложении переделывать не надо. Достаточно, чтобы администратор базы данных ввел соответствующую информацию в псевдоним [24−26].

При работе с базами данных часто используется кэширование всех изменений. Это означает, что все изменения данных, вставка новых записей, удаление существующих записей, то есть все манипуляции с данными, проводимые пользователем, сначала делается не в самой базе данных, а запоминаются в памяти во временной, виртуальной таблице. И только по особой команде после всех проверок правильности вносимых в таблицу данных, пользователю представляется возможность или зафиксировать все эти изменения в базе данных, или отказаться от этого и вернуться к тому состоянию, которое было до начала редактирования.

Фиксация изменений в базе данных осуществляется с помощью транзакций. Это совокупность команд, изменяющих базу данных.

На протяжении транзакции пользователь может что-то изменять в данных, но это только видимость. В действительности все изменения сохраняются в памяти. И пользователю предоставляется возможность завершить транзакцию или внесением всех изменений в реальную базу данных, или отказом от этого с возвратом к тому состоянию, которое было до начала транзакции [27].

Для создания базы данных, в рамках разрабатываемой программы, была выбрана СУБД Paradox.

Paradox является очень распространённым форматом для работы с базами данных самых различных языков программирования. Является «родным» для программных сред от фирмы Борланд: Delphi, СBuilder. Из этих сред работа с таблицами в формате Paradox очень простая. BDE — «родной» и самый быстрый способ доступа. Установка — автоматическая, проблема может быть только одна — на больших винчестерах программа инсталляции может неправильно определять объём свободного места и не ставится (выход — временно занять свободное место, оставив свободным только 1 гигабайт на время установки). Настройка не требуется. Практически не конфликтует с другим софтом, поддерживаются все стандартные конструкции SQL [28].

При разработке структуры БД было принято решение о создании четырех таблиц:

• 1) Таблица «Сотрудники»
• 2) Таблица «Отдел»
• 3) Таблица «Образование»
• 4) Таблица «Семейное положение»

Выбор концептуальной модели

Для выбора концептуальной модели данных были рассмотрены три их разновидности:

• 1. Семантическая модель;
• 2. Фреймы;
• 3. Модель «сущность-связь».

Семантическая модель основывается на построении семантической сети. Под семантической сетью понимают ориентированный граф, состоящий из помеченных вершин и дуг и задающий объекты и отношения предметной области. Семантические сети обладают рядом достоинств, а именно:

• 1. Описание объектов предметной области происходит естественным языком;
• 2. Все записи, поступающие в БД накапливаются в относительно однородной структуре.

Но, несмотря на эти преимущества, семантическая модель данных обладает рядом недостатков, один из которых и наиболее существенный, заключается в том, что построение реляционной модели данных на основе семантических сетей затруднено.

Фреймы выражаются структурами данных с привязанными процедурами обработки этих данных. Фреймы могут быть следующих видов: событийные, характеристики, логические предикаты. Использование фреймовой модели так же нецелесообразно, поскольку данная модель не отражает типы связей в реляционной модели данных[29−32].

Модель «сущность-связь» описывается в терминах сущность, связь, значение. Сущность — понятие, которое может быть идентифицировано. Связь — соединение сущностей. Для представления связей и сущностей введен специальный метод: ER-диаграмма [33−35]. Различаются сущности трех основных классов: стержневые, ассоциативные и характеристические.

Стержневая сущность — это независимая сущность (ей свойственно независимое существование). Ассоциативная сущность или ассоциация рассматривается как связь между двумя или более сущностями типа «многие-ко-многим» или подобные им. Характеристическая сущность (или характеристика) представляет собой сущность, единственная цель которой, в рамках рассматриваемой предметной области, состоит в описании или уточнении некоторой другой сущности.

ER-диаграма — графическое представление взаимосвязей сущностей. Каждое множество сущностей представляется прямоугольником, а множество связей — ромбом. Связи могут быть трех типов: «один-к-одному», «один-ко-многим», «многие-ко-многим». Данные типы связи присущи реляционной модели, как и сущности, которым в реляционной модели соответствуют таблицы.

Вывод: в связи с тем, что модель «сущность-связь» наиболее близка по принципам организации к реляционной модели и реализация последней на основе первой наиболее удобна, то в качестве концептуальной модели выбрана модель «сущность-связь».