Разработка базы данных «Учебный процесс»

Оглавление Введение

1. Основная часть

1.1 Описание предметной области. Постановка задач

1.2 Выбор средств — методология проектирования

1.3 Области использования информационных технологий в экономике

1.4 Краткая характеристика традиционных способов обработки информации

1.5 Классификация СУБД, их функциональные возможности

1.6 Классификация моделей данных

2. Разработка Базы Данных

2.1 Структура базы данных Microsoft Office Access

3. Формы, запросы, отчеты

3.1 Создание форм, запросов, отчетов в базах данных

4. Создание базы данных «Учебный процесс»

Заключение

Список литературы база данный учебный запрос Введение В настоящее время в разных сферах деятельности все более нуждаются в средствах, позволяющих быстро и безошибочно перерабатывать большое количество информации. Применение таких средств позволяет существенно снизить затраты и повысить эффективность работы. Например, в каждом учебном заведение большой поток данных (абитуриенты, студенты, преподаватели, данные об успеваемости и т. п.) и чтобы снизить время обработки информации и облегчить работу сотрудникам заведений создается информационная система, которая может это позволить. Цель моей работы состоит в том, чтобы создать ту информационную систему, с помощью которой можно существенно изменить работу учебного заведения. Для успешного создания работоспособной, отказоустойчивой и удобной информационной системы необходимо тщательное изучение предметной области, сбор исходных данных и их анализ. На этом этапе выделяется круг автоматизируемых задач и закладывается требования к функциональности системы. Данный проект ставит перед собой следующие задачи:

1.Осуществлять полнофункциональный учет студентов, их успеваемость, преподаватели, нормы часов на группу по дисциплинам;

2.Иметь удобный, интуитивно понятный интерфейс пользователя;

3.Наглядно предоставлять отчётность.

1.Основная часть

1.1 Описание предметной области. Постановка задач В данной курсовой работе рассматривается задачи, выполняемые учебной частью вуза. Данная информационная система обеспечивает: хранение информации о студентах, учет всех процессов, связанных с обучением студентов, данные о преподавателях, назначение преподавателей и т. д. Информационная система реализует запросы упорядочения по полям: студенты, группы, факультет, преподаватели, так же осуществляется поиск сведений об успеваемости студентов, предшествующее образование и т. д. Каждый поступивший или уже учащийся в данном учебном заведении и так же преподаватели заносятся в информационную систему. Это способствует удобству обработки данных, уменьшению времени поиска определенных данных. Главными требованиями, положенными в основу при разработке комплекса стали: лёгкое использование и расширяемость. Поэтому комплекс разбивается на 5 основных программных блоков (модулей): Главная кнопочная форма — «Учебная форма»; Студенты; Преподаватели; Дисциплины;

1.2 Выбор средств — методология проектирования В создании моей информационной системы использовалась система управления базами данных Microsoft Access. Она является одним из самых популярных приложений в семействе настольных СУБД. Все версии Access имеют в своем арсенале средства, значительно упрощающие ввод и обработку данных, поиск данных и предоставление информации в виде таблиц, графиков и отчетов. Начиная с версии Access 2000, появились также Web-страницы доступа к данным, которые пользователь может просматривать с помощью программы Internet Explorer. Помимо этого, Access позволяет использовать электронные таблицы и таблицы из других настольных и серверных баз данных для хранения информации, необходимой приложению. Присоединив внешние таблицы, пользователь Access будет работать с базами данных в этих таблицах так, как если бы это были таблицы Access. При этом и другие пользователи могут продолжать работать с этими данными в той среде, в которой они были созданы. Access позволяет не только вводить данные в таблицы, но и контролировать правильность вводимых данных. Для этого необходимо установить правила проверки прямо на уровне таблицы. Тогда каким бы образом не вводились данные — прямо в таблицу, через экранную форму или на странице доступа к данным, Access не позволит сохранить в записи те данные, которые не удовлетворяют заданным правилам. В Access возможно создание связей между таблицами, что позволяет совместно использовать данные из разных таблиц. При этом для пользователя они будут представляться одной таблицей. Реализовать такую возможность в системах управления электронными таблицами сложно, а иногда просто невозможно. Устанавливая взаимосвязи между отдельными таблицами, Access позволяет избежать ненужного дублирования данных, сэкономить память компьютера, а также увеличить скорость и точность обработки информации. Для этого таблицы, содержащие повторяющиеся данные, разбивают на несколько связанных таблиц. Access имеет развитую систему защиты от несанкционированного доступа, которая позволяет каждому пользователю или группе пользователей видеть и изменять только те объекты, на которые ему выданы права администратором системы, например можно запретить использование некоторых команд меню, открытие определенных форм, изменение данных в таблицах или формах. Электронные таблицы тоже позволяют защитить данные паролем или разрешить только просмотр данных, однако эти средства существенно проще.

Таким образом, СУБД Access применяется в тех случаях, когда прикладная задача требует хранения и обработки разнородной информации о большом количестве объектов и предполагает возможность многопользовательского режима.

1.3 Области использования информационных технологий в экономике Создание и функционирование информационных систем в управлении экономикой тесно связано с развитием информационной технологии — главной составной части автоматизированных информационных систем.

Автоматизированная информационная технология (АИТ) — информационная технология, в которой для передачи, сбора, хранения и обработки данных, используются методы и средства вычислительной техники и систем связи. Все возрастающий спрос в условиях рыночных отношений на информацию и информационные услуги привел к тому, что современная технология обработки информации ориентирована на применение широкого спектра технических средств и прежде всего электронных вычислительных машин и средств коммуникации. На их основе создаются вычислительные системы и сети различных конфигураций с целью не только накопления, но и максимального приближения терминальных устройств к рабочему месту специалиста или принимающего решения руководителя. Это явилось достижением многолетнего развития АИТ.

Развитие рыночных отношений привело к появлению новых видов предпринимательской деятельности и, прежде всего, к созданию фирм, занятых информационным бизнесом, разработкой информационных технологий, их совершенствованием, распространением компонентов АИТ, в частности программных продуктов, автоматизирующих информационные и вычислительные процессы. К их числу относят также вычислительную технику, средства коммуникации, офисное оборудование специфические виды услуг — информационное, техническое и консультационное обслуживание, обучение и т. п. Это способствовало быстрому распространению и эффективному использованию информационных технологий в управленческих и производственных процессах, практически к повсеместному их применению и большому многообразию.

Автоматизированная информационная технология в настоящее время можно классифицировать по ряду признаков, в частности: способу реализации в АИС, степени охвата АИТ задач управления, классам реализуемых технологических операций, типу пользовательского интерфейса, вариантам использования сети ЭВМ, обслуживаемой предметной области.

По способу реализации АИТ и АИС выделяют традиционно сложившиеся и новые информационные технологии. Если традиционные АИТ прежде всего существовали в условиях централизованной обработки данных, до массового использования ПЭВМ были ориентированы главным образом на снижение трудоемкости при формировании регулярной отчетности, то новые информационные технологии связаны с информационным обеспечением процесса управления в режиме реального времени.

Новая информационная технология — это технология, которая основывается на применении компьютеров, активном участии пользователей (непрофессионалов в области программирования) в информационном процессе, высоком уровне дружественного пользовательского интерфейса, широком использовании пакетов прикладных программ общего и проблемного назначения, доступе пользователя к удаленным базам данных и программ благодаря вычислительным сетям ЭВМ.

По степени охвата АИТ задач управления выделяют электронную обработку данных, когда с использованием ЭВМ без пересмотра методологии и организации процессов управления ведется обработка данных с решением отдельных экономических задач, и автоматизацию управленческой деятельности.

Электронный офис предусматривает наличие интегрированных пакетов прикладных программ, включающих специализированные программы и информационные технологии, которые обеспечивают комплексную реализацию задач предметной области. В настоящее время все большее распространение приобретают электронные офисы, оборудование и сотрудники которых могут находиться в разных помещениях. Автоматизированные информационные технологии экспертной поддержки составляют основу автоматизации труда специалистов-аналитиков.

По классам реализуемых технологических операций АИТ рассматриваются по существу в программном аспекте и включают: текстовую обработку, электронные таблицы, автоматизированные банки данных, обработку графической и звуковой информации, мультимедийные и другие системы.

Перспективным направлением развития компьютерной технологии является создание программных средств, для вывода высококачественного звука и видеоизображения. Компьютерная графика — это создание, хранение и обработка моделей объектов и их изображений с помощью ЭВМ. Эта технология проникла в область экономического анализа, моделирования различного рода конструкций, она незаменима в производстве, проникает в рекламную деятельность, делает занимательным досуг.

Программно-техническая организация обмена с компьютером текстовой, графической, аудиои видеоинформацией получила название мультимедиа-технологии. Такую технологию специально реализуют специальные программные средства, имеющие встроенную поддержку мультимедиа и позволяющие ее использовать в профессиональной деятельности, учебно-образовательных, научно-популярных и игровых областях.

В настоящее время наблюдается тенденция к объединению различных типов информационных технологий в единый компьютерно-технологический комплекс, который носит название интегрированного. Особое место в нем принадлежит средствам коммуникации, обеспечивающим не только чрезвычайно широкие возможности автоматизации управленческой деятельности, но и являющимся основой создания самых разнообразных сетевых вариантов АИТ: локальных, многоуровневых, распределенных, глобальных вычислительных сетей, электронной почты, цифровых сетей интегрального обслуживания. Все они ориентированы на технологическое взаимодействие совокупности объектов, образуемых устройствами передачи, обработки, накопления и хранения, защиты данных, представляют собой интегрированные компьютерные системы обработки данных большой сложности, практически неограниченных эксплуатационных возможностей для реализации управленческих процессов в экономике.

Интегрированные компьютерные системы обработки данных проектируются как сложный информационно-технологический и программный комплекс. Он поддерживает единый способ представления данных и взаимодействия пользователей с компонентами системы, обеспечивает информационные и вычислительные потребности специалистов в их профессиональной работе.

В многоуровневых и распределенных компьютерных информационных системах организационного управления одинаково успешно могут быть решены как проблемы оперативной работы с информацией, так и проблема анализа экономических ситуаций при выработке и принятии управленческих решений.

Конвергенция рассматривается как последняя черта современного процесса развития АИТ, которая заключается в стирании различий между сферами материального производства информационного бизнеса.

Таким образом, новые информационные технологии — основа перехода общественного развития от индустриальной к информационной эпохе в мировом масштабе.

1.4 Краткая характеристика традиционных способов обработки информации Традиционные логические способы широко применяются и в других дисциплинах для обработки и изучения информации. Достаточно часто в экономическом анализе используется способ сравнения, который представляет собой оценку и анализ исследуемого явления, процесса через аналогичные явления, процессы, поскольку цифровые значения показателей обретают особый смысл только при их сопоставлении с другими показателями. Обязательным условием сравнительного анализа является сопоставимость сравниваемых показателей, предполагающая единство объемных, стоимостных, качественных, структурных показателей; единство периодов времени, за которые производится сравнение; сопоставимость условий производства; сопоставимость методики исчисления показателей.

В качестве базы для сравнения могут использоваться:

— плановые показатели для контроля и анализа выполнения предприятием планов;

— нормативные показатели для изучения и выявления возможностей экономического и социального развития предприятия;

— фактические данные за прошлые периоды деятельности для анализа динамики закономерностей и темпов развития предприятия;

— среднеотраслевые показатели для определения места предприятия в отрасли;

— показатели деятельности ведущих предприятий для выявления возможностей и резервов улучшения хозяйственной деятельности;

— показатели деятельности конкурентов для оценки уровня конкурентоспособности предприятия.

Различают горизонтальный сравнительный анализ, который применяется для определения абсолютных и относительных отклонений фактического уровня исследуемых показателей от базового; вертикальный сравнительный анализ, используемый для изучения структуры экономических явлений; трендовый анализ, применяемый при изучении относительных темпов роста и прироста показателей за ряд лет к уровню базисного года, т. е. при исследовании рядов динамики.

Особая роль сравнений в экономическом анализе определяется тем, что этот способ анализа позволяет достичь ряда важных целевых установок, таких как оценка результатов текущего и перспективного планирования, выбор оптимальных вариантов управленческих решений.

Использование относительных и средних величин в анализе деятельности предприятия. Экономический анализ тех или иных явлений, процессов, ситуаций начинается с абсолютных величин, без которых обойтись невозможно, но используются они, как правило, в качестве базы для исчисления средних и относительных величин (показателей).

Относительные показатели показывают соотношение величины изучаемого явления с величиной какого-либо другого явления или с величиной этого явления, но взятой за другой период или по другому объекту. Их получают в результате деления одной величины на другую, которая принимается за базу сравнения. Это могут быть данные плана, базисного года, другого предприятия, среднеотраслевые и т. д. Проценты применяются при изучении степени выполнения плановых заданий, динамики хозяйствования, уровней доходности, рентабельности и т. п. Коэффициенты определяются отношением двух взаимосвязанных показателей, один из которых принимается за единицу. В процессе осуществления экономического анализа могут использоваться разные относительные величины.

Относительная величина пространственного сравнения определяется сопоставлением уровней показателей, относящихся к различным объектам, взятым за один и тот же период или на один момент времени.

Относительная величина планового задания представляет собой отношение планового уровня показателя текущего года к фактическому его уровню в прошлом году или к среднему его уровню за три-пять предыдущих лет.

Относительная величина выполнения плана отношение между фактическим и плановым уровнем показателя отчетного периода, выраженное в процентах.

Для характеристики изменения показателей за какой-либо промежуток времени используют относительные величины динамики. Их определяют путем деления величины показателя текущего периода на его уровень в предыдущем периоде (месяце, квартале, году). Называются они темпами роста (прироста) и выражаются обычно в процентах или коэффициентах.

Относительные величины динамики могут быть базисными и цепными. В первом случае каждый следующий уровень динамического ряда сравнивается с базисным периодом, а в другом уровень показателя следующего периода относится к предыдущему.

Показатель структуры — это относительная доля (удельный вес) части в общем, выраженная в процентах или коэффициентах.

Относительные величины координации представляют собой соотношение частей целого между собой, например, активной и пассивной части основных производственных фондов, собственного и заемного капитала, основных и оборотных средств т.д.

Относительными величинами интенсивности называются те, которые характеризуют степень распространенности, развития какого-либо явления в определенной среде, например, степень заболеваемости населения, процент рабочих высшей квалификации и т. д.

Относительные величины эффективности — это соотношение эффекта с ресурсами или затратами, например, прибыль на рубль затрат, на рубль выручки, на одного рабочего и др.

Средние показатели определяются на основе массовых, качественно однородных данных и служат для обобщения соответствующей совокупности типичных, однородных показателей, явлений, процессов, позволяя определить общие тенденции и закономерности в развитии экономических процессов. В аналитических расчетах в ходе экономического анализа применяются по необходимости различные виды средних показателей:

— средняя арифметическая (простая и взвешенная);

— средняя гармоническая;

— средняя хронологическая;

— средняя геометрическая;

— мода;

— медиана.

Способы табличного представления аналитических данных. Изложение результатов анализа в виде таблиц наиболее рациональная и удобная для восприятия форма представления аналитической информации. Табличный материал дает возможность охватить аналитические данные в целом как единую систему. Также в анализе применяется графический способ отображения информации. Графики являются масштабным изображением показателей и их зависимости с помощью геометрических фигур. Графический способ не имеет в анализе самостоятельного значения, а используется для иллюстрации измерений. Основные формы графиков, используемые в анализе, — диаграммы. Они по своей форме бывают столбиковые, полосовые, круговые, квадратные, линейные, фигурные. По содержанию различают диаграммы сравнения, структурные, динамические, графики связи, графики контроля и т. д.

Широкое применение в экономическом анализе находит группировка информации — деление массы изучаемой совокупности объектов на количественно однородные группы по соответствующим признакам.

Чаще всего в ходе экономического анализа используются следующие виды группировки:

— типологическая — для выявления характерных и типичных взаимосвязей изучаемых процессов и явлений;

— структурная — для анализа и оценки состава и структуры того или иного показателя;

— аналитическая — для изучения взаимосвязи, взаимозависимости и взаимодействия факторных и результативных показателей.

С помощью простых группировок изучается взаимосвязь между явлениями, сгруппированными по какому-либо одному признаку, в комбинированных группировках изучаемая совокупность делится сначала по одному признаку, потом внутри каждой группы — по другому признаку и т. д. В результате могут быть построены двухили трехуровневые группировки, которые позволяют изучать разнообразные и сложные взаимосвязи показателей. Аналитические группировки более наглядно отражают взаимосвязь между изучаемыми явлениями, поскольку индивидуальные величины показателей заменяются средне-групповыми. В результате этого взаимно погашаются разного рода случайные отклонения, вызванные неявным воздействием других факторов, поэтому взаимосвязь проявляется более четко. Но следует отметить, что с помощью метода группировок нельзя количественно измерить влияние отдельных факторов на изучаемый результативный показатель.

Одним из традиционных способов экономического анализа является балансовый метод, который основан на существующей между многими показателями хозяйственной деятельности предприятия балансовой зависимости и взаимной обусловленности.

Он широко используется при анализе обеспеченности предприятия трудовыми, финансовыми ресурсами, сырьем, топливом, материалами, основными средствами производства и т. д., а также при анализе полноты их использования. При анализе использования трудовых ресурсов сравнивают возможный фонд рабочего времени с фактическим количеством отработанных часов, определяют причины сверхплановых потерь рабочего времени.

Для определения платежеспособности предприятия используется платежный баланс, в котором соотносятся платежные средства с платежными обязательствами.

Как вспомогательное средство балансовый метод используется в анализе для проверки правильности определения влияния различных факторов на прирост величины результативного показателя. В детерминированном анализе алгебраическая сумма величины влияния отдельных факторов должна соответствовать величине общего прироста результативного показателя.

Если такое равенство отсутствует, то это свидетельствует либо о неполном учете факторов, либо о допущенных ошибках в расчетах.

Иногда балансовый способ применяют для определения величины влияния отдельных факторов на прирост результативного показателя. Например, когда из трех факторов известно влияние двух, то влияние третьего можно определить, вычтя из общего прироста результативного показателя результат влияния первых двух факторов:

Эвристические методы в анализе хозяйственной деятельности. Они используются в основном для прогнозирования состояния объекта в условиях частичной или полной неопределенности, когда основным источником получения необходимых сведений служит научная интуиция ученых и специалистов, работающих в определенных сферах науки и бизнеса. Наиболее распространенным из них является метод экспертных оценок. Сущность его заключается в организованном сборе суждений и предложений специалистов по исследуемой проблеме с последующей обработкой полученных ответов.

1.5 Классификация СУБД, их функциональные возможности База данных — это информационная модель предметной области, совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных при наличии такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений. Данные (файлы) хранятся во внешней памяти и используются в качестве входной информации для решения задач.

СУБД — это программа, с помощью которой реализуется централизованное управление данными, хранимыми в базе, доступ к ним, поддержка их в актуальном состоянии.

Системы управления базами данных можно классифицировать по способу установления связей между данными, характеру выполняемых ими функций, сфере применения, числу поддерживаемых моделей данных, характеру используемого языка общения с базой данных и другим параметрам.

Классификация СУБД:

— по выполняемым функциям СУБД подразделяются на операционные и информационные;

— по сфере применения СУБД подразделяются на универсальные и проблемно-ориентированные;

— по используемому языку общения СУБД подразделяются на замкнутые, имеющие собственные самостоятельные языки общения пользователей с базами данных, и открытые, в которых для общения с базой данных используется язык программирования, расширенный операторами языка манипулирования данными;

по числу поддерживаемых уровней моделей данных СУБД подразделяются на одно, двух, трехуровневые системы;

— база система управление модель;

— по способу установления связей между данными различают реляционные, иерархические и сетевые базы данных;

— по способу организации хранения данных и выполнения функций обработки базы данных подразделяются на централизованные и распределенные.

Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагают две основные архитектуры: файл-сервер или клиент-сервер.

Архитектура файл-сервер. Предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (главный сервер файлов), где хранится совместно используемая централизованная база данных. Все другие машины исполняют роль рабочих станций. Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где в основном и производится их обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность информационной системы падает.

Архитектура клиент-сервер. Эта модель взаимодействия компьютеров в сети для современных СУБД фактически стала стандартом. Каждый из подключенных к сети и составляющих эту архитектуру компьютеров играет свою роль: сервер владеет и распоряжается информационными ресурсами системы, клиент имеет возможность пользоваться ими. Помимо хранения централизованной базы данных сервер базы данных обеспечивает выполнение основного объема обработки данных. Запрос на данные, выдаваемый клиентом (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные транспортируются по сети от сервера к клиенту. Спецификой архитектуры клиент-сервер является использование языка запроса SQL.

Сервер базы данных представляет собой СУБД, параллельно обрабатывающую запросы, поступившие со всех рабочих станций. Как правило, клиент и сервер территориально отделены друг от друга, и в этом случае они образуют систему распределенной обработки данных.

Характеристиками СУБД являются:

— производительность;

— обеспечение целостности данных на уровне баз данных;

— обеспечение безопасности данных;

— возможность работы в многопользовательских средах;

— возможность импорта и экспорта данных;

— обеспечение доступа к данным с помощью языка SQL;

— возможность составления запросов;

— наличие инструментальных средств разработки прикладных программ.

Производительность СУБД оценивается:

— временем выполнения запросов;

— скоростью поиска информации;

— временем импортирования баз данных из других форматов;

— скоростью выполнения операций (таких как обновление, вставка, удаление);

— временем генерации отчета и другими показателями.

Безопасность данных достигается:

— шифрованием прикладных программ;

— шифрованием данных;

— защитой данных паролем;

— ограничением доступа к базе данных (к таблице, к словарю и т. д.).

Обеспечение целостности данных подразумевает наличие средств, позволяющих удостовериться, что информация в базе данных всегда остается корректной и полной. Целостность данных должна обеспечиваться независимо от того, каким образом данные заносятся в память (в интерактивном режиме, посредством импорта или с помощью специальной программы). Используемые в настоящее время СУБД обладают средствами обеспечения целостности данных и надежной безопасности.

Система управления базами данных управляет данными во внешней памяти, обеспечивает надежное хранение данных и поддержку соответствующих языков базы данных. Важной функцией СУБД является функция управления буферами оперативной памяти. Обычно СУБД работают с базами данных больших размеров, часто превышающими размеры оперативной памяти ЭВМ. В развитых СУБД поддерживается свой набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной их замены.

Наибольшее распространение в настоящее время получили системы управления базами данных Microsoft Access и Oracle.

Этапами работы в СУБД являются:

— создание структуры базы данных, т. е. определение перечня полей, из которых состоит каждая запись таблицы, типов и размеров полей (числовой, текстовый, логический и т. д.), определение ключевых полей для обеспечения необходимых связей между данными и таблицами;

— ввод и редактирование данных в таблицах баз данных с помощью представляемой по умолчанию стандартной формы в виде таблицы и с помощью экранных форм, специально создаваемых пользователем;

— обработка данных, содержащихся в таблицах, на основе запросов и на основе программы;

— вывод информации из ЭВМ с использованием отчетов и без использования отчетов.

Реализуются названные этапы работы с помощью различных команд.

Централизованная база данных обеспечивает простоту управления, улучшенное использование данных на местах при выполнении дистанционных запросов, более высокую степень одновременности обработки, меньшие затраты на обработку.

Распределенная база данных предполагает хранение и выполнение функций управления данными в нескольких узлах и передачу данных между этими узлами в процессе выполнения запросов. В такой базе данных не только различные ее таблицы могут храниться на разных компьютерах, но и разные фрагменты одной таблицы. При этом для пользователя не имеет значения как организовано хранение данных, он работает с такой базой, как с централизованной.

Известны три типа моделей описания баз данных — иерархическая, сетевая и реляционная, основное различие между которыми состоит в характере описания взаимосвязей и взаимодействия между объектами и атрибутами базы данных.

Иерархическая модель предполагает использование для описания базы данных древовидных структур, состоящих из определенного числа уровней. «Дерево» представляет собой иерархию элементов, называемых узлами. Под элементами понимается список, совокупность, набор атрибутов, элементов, описывающих объекты.

В качестве примера простой иерархической структуры можно привести административную структуру высшего учебного заведения, элементами которой являются: «Университет — Факультет — Группа». На каждом уровне иерархии данной структуры могут быть использованы различные атрибуты. Например, атрибутами третьего уровня могут быть: специализация группы, численный состав, фамилия старосты группы и другие.

В данной модели имеется корневой узел или просто корень — «Университет», который находится на самом верхнем уровне иерархии, а потому не имеет узлов, стоящих выше его. Каждый узел модели имеет только один исходный, находящийся по отношению к нему на более высоком уровне, а на последующих уровнях классификации он может иметь один, два или большее количество узлов, либо не иметь их вообще.

Принципы иерархии:

— иерархия всегда начинается с корневой вершины (или главного узла);

— исходный узел, из которого строится дерево, называется корневым узлом или просто корнем, причем одно дерево может иметь только один корень;

— узел может содержать один или несколько атрибутов, описывающих находящийся в нем объект;

— порожденные узлы могут встраиваться в «дерево» как в горизонтальном направлении, так и в вертикальном;

— доступ к порожденным узлам возможен только через исходный узел, поэтому существует только один путь доступа к каждому узлу.

Достоинством модели является простота ее построения, легкость понимания сути принципа иерархии, наличие промышленных СУБД, поддерживающих данную модель. Недостатком является сложность операций по включению в иерархию информации о новых объектах базы данных и удалению устаревшей информации.

Сетевая модель описывает элементарные данные и отношения между ними в виде ориентированной сети. Это такие отношения между объектами, когда каждый порожденный элемент имеет более одного исходного и может быть связан с любым другим элементом структуры. Например, в структуре управления учебным заведением порожденный элемент «Студент» может иметь не один, а два исходных элемента: «Студент — Учебная группа», и «Студент — Комната в общежитии» .

Сетевые структуры могут быть многоуровневыми и иметь разную степень сложности. Схема, в которой присутствует хотя бы одна связь «многие ко многим» и которая требует для своей реализации использования сложных методов, является сложной схемой.

База данных, описываемая сетевой моделью, состоит из областей, каждая из которых состоит из записей, а последние, в свою очередь, состоят из полей. Недостатком сетевой модели является ее сложность, возможность потери независимости данных при реорганизации базы данных. При появлении новых пользователей, новых приложений и новых видов запросов происходит рост базы данных, что может привести к нарушению логического представления данных.

Реляционная модель имеет в своей основе понятие «отношения», и ее данные формируются в виде таблиц. Отношение — это двумерная таблица, имеющая сове название, в которой минимальным объектом действий, сохраняющим ее структуру, является строка таблицы (кортеж), состоящая из ячеек таблицы — полей.

Каждый столбец таблицы соответствует только одной компоненте этого отношения. С логической точки зрения реляционная база данных представляется множеством двумерных таблиц различного предметного наполнения.

В зависимости от содержания отношения реляционной базы данных бывают объективными и связными. Объективные отношения хранят данные о каком-либо одном объекте, экземпляре сущности.

В них один из атрибутов однозначно определяет объект и называется ключом отношения или первичным атрибутом (для удобства он записывается в первом столбце таблицы). Остальные атрибуты функционально зависят от этого ключа. В объективном отношении не может быть дублирующих объектов и в этом — основное ограничения реляционной базы данных. Связное отношение хранит ключи нескольких объектных отношений, по которым между ними устанавливаются связи.

Если набор атрибутов базы данных заранее не фиксирован, то возможны различные варианты их группировки, однако, независимо от выбранного способа, должны соблюдаться единые требования.

В частности, если база данных содержит множество отношений, то они должны иметь минимальную избыточность представления информации; атрибуты, включаемые в базу данных, должны обеспечивать выполнение массовых расчетов; при добавлении в базу данных новых атрибутов перестройка наборов отношений должна быть минимальной.

К числу достоинств реляционной модели относятся: простота построения, доступность понимания, возможность эксплуатации базы данных без знания методов и способов ее построения, независимость данных, гибкость структуры и другие.

Недостатками модели являются: низкая производительность по сравнению с иерархической и сетевой моделями, сложность программного обеспечения, избыточность.

1.6 Классификация моделей данных Одними из основополагающих в концепции баз данных являются обобщенные категории «данные» и «модель данных».

Понятие «данные» в концепции баз данных — это набор конкретных значений, параметров, характеризующих объект, условие, ситуацию или любые другие факторы. Примеры данных: Петров Николай Степанович, $ 30 и т. д. Данные не обладают определенной структурой, данные становятся информацией тогда, когда пользователь задает им определенную структуру, то есть осознает их смысловое содержание. Поэтому центральным понятием в области баз данных является понятие модели. Не существует однозначного определения этого термина, у разных авторов эта абстракция определяется с некоторыми различиями, но тем не менее можно выделить нечто общее в этих определениях.

Модель данных — это некоторая абстракция, которая, будучи приложена к конкретным данным, позволяет пользователям и разработчикам трактовать их уже как информацию, то есть сведения, содержащие не только данные, но и взаимосвязь между ними.

На рис. 1 представлена классификация моделей данных.

В соответствии с рассмотренной ранее трехуровневой архитектурой мы сталкиваемся с понятием модели данных по отношению к каждому уровню. И действительно, физическая модель данных оперирует категориями, касающимися организации внешней памяти и структур хранения, используемых в данной операционной среде. В настоящий момент в качестве физических моделей используются различные методы размещения данных, основанные на файловых структурах: это организация файлов прямого и последовательного доступа, индексных файлов и инвертированных файлов, файлов, использующих различные методы кэширования, взаимосвязанных файлов. Кроме того, современные СУБД широко используют страничную организацию данных. Физические модели данных, основанные на страничной организации, являются наиболее перспективными.

Рис. 1 Классификация моделей данных Наибольший интерес вызывают модели данных, используемые на концептуальном уровне. По отношению к ним внешние модели называются подсхемами и используют те же абстрактные категории, что и концептуальные модели данных.

Кроме трех рассмотренных уровней абстракции при проектировании БД существует еще один уровень, предшествующий им. Модель этого уровня должна выражать информацию о предметной области в виде, независимом от используемой СУБД. Эти модели называются инфологическими, или семантическими. Инфологические модели данных — отражают в естественной и удобной для разработчиков и других пользователей форме информационно-логический уровень абстрагирования, связанный с фиксацией и описанием объектов предметной области, их свойств и их взаимосвязей.

Инфологические модели данных используются на ранних стадиях проектирования для описания структур данных в процессе разработки приложения, а дата-логические модели уже поддерживаются конкретной СУБД. Документальные модели данных — соответствуют представлению о слабоструктурированной информации, ориентированной в основном на свободные форматы документов, текстов на естественном языке.

Модели, основанные на языках разметки документов, связаны прежде всего со стандартным общим языком разметки — SGML (Standart Generalised MarkupLanguage), который был утвержден ISO в качестве стандарта еще в 80-х годах. Этот язык предназначен для создания других языков разметки, он определяет допустимый набор тегов (ссылок), их атрибуты и внутреннюю структуру документа. Контроль за правильностью использования тегов осуществляется при помощи специального набора правил, называемых DTD-описаниями, которые используются программой клиента при разборе документа. Для каждого класса документов определяется свой набор правил, описывающих грамматику соответствующего языка разметки. С помощью SGML можно описывать структурированные данные, организовывать информацию, содержащуюся в документах, представлять эту информацию в некотором стандартизованном формате. Но ввиду некоторой своей сложности SGML использовался в основном для описания синтаксиса других языков (наиболее известным из которых является HTML), и немногие приложения работали с SGML-документами напрямую.

Гораздо более простой и удобный, чем SGML, язык HTML позволяет определять оформление элементов документа и имеет некий ограниченный набор инструкций — тегов, при помощи которых осуществляется процесс разметки. Инструкции HTML в первую очередь предназначены для управления процессом вывода содержимого документа на экране программы-клиента и определяют этим самым способ представления документа, но не его структуру. В качестве элемента гипертекстовой базы данных, описываемой HTML, используется текстовый файл, который может легко передаваться по сети с использованием протокола HTTP. Эта особенность, а также то, что HTML является открытым стандартом и огромное количество пользователей имеет возможность применять возможности этого языка для оформления своих документов, безусловно, повлияли на рост популярности HTML и сделали его сегодня главным механизмом представления информации в Интернете.

Однако HTML сегодня уже не удовлетворяет в полной мере требованиям, предъявляемым современными разработчиками к языкам подобного рода. И ему на смену был предложен новый язык гипертекстовой разметки, мощный, гибкий и, одновременно с этим, удобный язык XML. В чем же заключаются его достоинства?

XML (Extensible Markup Language) — это язык разметки, описывающий целый класс объектов данных, называемых XML-документами. Он используется в качестве средства для описания грамматики других языков и контроля за правильностью составления документов. То есть сам по себе XML не содержит никаких тегов, предназначенных для разметки, он просто определяет порядок их создания.

Тезаурусные модели — это модели, которые основаны на принципе организации словарей, содержат определенные языковые конструкции и принципы их взаимодействия в заданной грамматике. Эти модели эффективно используются в системах-переводчиках, особенно многоязыковых переводчиках. Принцип хранения информации в этих системах и подчиняется тезаурусным моделям.

Дескрипторные модели — самые простые из документальных моделей, они широко использовались на ранних стадиях использования документальных баз данных. В этих моделях каждому документу соответствовал дескриптор — описатель. Этот дескриптор имел жесткую структуру и описывал документ в соответствии с теми характеристиками, которые требуются для работы с документами в разрабатываемой документальной БД. Например, для БД, содержащей описание патентов, дескриптор содержал название области, к которой относился патент, номер патента, дату выдачи патента и еще ряд ключевых параметров, которые заполнялись для каждого патента. Обработка информации в таких базах данных велась исключительно по дескрипторам, то есть по тем параметрам, которые характеризовали патент, а не по самому тексту патента.

2. Разработка «Базы Данных»

2.1 Структура базы данных Удачная разработка базы данных обеспечивает простоту ее поддержания. Данные следует сохранять в таблицах, причем каждая таблица должна содержать информацию одного типа, например, сведения о поставщиках. Тогда достаточно будет обновить конкретные данные, такие как адрес, только в одном месте, чтобы обновленная информация отображалась во всей базе данных. Одним из наиболее сложных этапов в процессе проектирования базы данных является разработка таблиц, так как результаты, которые должна выдавать база данных (отчеты, выходные формы и др.) не всегда дают полное представление о структуре таблицы. При проектировании таблиц лучше разработать структуру на бумаге и только затем начинать работу с СУБД Access. При проектировке таблиц, рекомендуется руководствоваться следующими основными принципами. Не должно быть повторений и между таблицами. Когда определенная информация храниться только в одной таблице, то и изменять ее придется только в одном месте. Это делает работу более эффективной, а также исключает возможность несовпадения информации в разных таблицах. Например, в одной таблице должны содержаться адреса и фамилии клиентов. Каждая таблица должна содержать информацию только на одну тему. Сведения на каждую тему обрабатываются намного легче, если содержаться они в независимых друг от друга таблицах. Например, адреса и заказы клиентов хранятся в разных таблицах, с тем, чтобы при удалении заказа информация о клиенте осталась в базе данных. Каждая таблица содержит информацию на отдельную тему, а каждое поле в таблице содержит отдельные сведения по теме таблицы. Например, в таблице с данными о поставщиках могут содержаться поля с названием компании, адресом и номером телефона. При разработке полей для каждой таблицы необходимо помнить. Каждое поле должно быть связано с темой таблицы. Не рекомендуется включать в таблицу данные, которые являются результатом выражения. В таблице должна присутствовать вся необходимая информация.

В таблицах данные распределяются по столбцам (которые называют полями) и строкам (которые называют записями). Все данные, содержащиеся в поле таблицы, должны иметь один и тот же тип. Каждое поле таблицы характеризуется наименованием, типом и шириной поля. При задании типа дан-ных поля можно также указать размер, формат и другие параметры, влияющие на отображение значения поля и точность числовых данных. Основные типы данных:

Текстовый. Текст или числа не требующие проведения расчётов.

МЕМО. Поле этого типа предназначено для хранения небольших текстовых данных (до 64 000 символов). Поле этого типа не может быть ключевым или проиндексированным. Числовой. Этот тип данных содержит множество подтипов. От выбора подтипа (размера) зависит точность вычислений.

Счётчик. Уникальные, последовательно возрастающие числа, автоматически вводящиеся при добавлении новой записи в таблицу.

Логический. Логические значения, а так же поля, которые могут содержать одно из двух возможных значений.

Денежный. Денежные значения и числовые данные, используемые в математических вычислениях.

Дата/Время. Дата и время хранятся в специальном фиксированном формате.

Поле объекта OLE. Включает звукозапись, рисунок и прочие типы данных. Поле этого типа не может быть ключевым или проиндексированным.

Гиперсвязь. Содержит адреса Web-страниц.

3. Формы, запросы, отчеты

3.1 Создание форм, запросов, отчетов в базах данных

Access предоставляет возможность вводить данные как непосредственно в таблицу, так и с помощью форм. Форма в БД — это структурированное окно, которое можно представить так, чтобы оно повторяло форму бланка. Формы создаются из набора отдельных элементов управления. Внешний вид формы выбирается в зависимости от того, с какой целью она создается. Формы Access позволяют выполнять задания, которые нельзя выполнить в режиме таблицы. Формы позволяют вычислять значения и выводить на экран результат. Источником данных для формы являются записи таблицы или запроса. Форма предоставляет возможности для:

ввода и просмотра информации базы данных изменения данных печати создания сообщений Запросы позволяют выбирать данные из одной или нескольких связанных таблиц. Результатом выполнения запроса является результирующая таблица, которая наряду с другими таблицами может быть использована при обработке данных. Основным назначением запросов является отбор данных по критериям поиска.

Запрос — это набор инструкций, который можно использовать для обработки данных. Запрос не только возвращает результаты — которые можно сортировать, группировать и фильтровать — с помощью запроса можно также создавать, копировать, удалять и изменять данные. Отчет — это форматированное представление данных, которое выводится на экран, в печать или файл. Они позволяют извлечь из базы нужные сведения и представить их в виде, удобном для восприятия, а также предоставляют широкие возможности для обобщения и анализа данных. При печати таблиц и запросов информация выдается практически в том виде, в котором хранится. Часто возникает необходимость представить данные в виде отчетов, которые имеют традиционный вид и легко читаются. Подробный отчет включает всю информацию из таблицы или запроса, но содержит заголовки и разбит на страницы с указанием верхних и нижних колонтитулов.

Отчёты, так же как и формы, можно создавать с помощью конструктора или мастера отчётов. Используется также автоматическое создание отчётов. Последовательность действий при формировании отчёта с помощью Мастера такая же, как и при создании формы. Дополнительными являются два шага: добавление уровня группировок и задание требуемого порядка сортировки. Добавление уровня группировки позволяет выводить записи, объединённые по выбранным полям.

4. Создание базы данных «Учебный процесс «

В качестве примера рассматривается последовательность действий для создания и обработки базы данных «Учебный процесс». Создадим базу данных, которая будет состоять из трех таблиц: предметы (исходная таблица), преподаватели (исходная), учебный план (подчиненная таблица). Так как подчиненная таблица будет содержать сведения из исходных таблиц, то сначала создаются исходные таблицы, затем подчиненная таблица.

1. После открытия программы на экране появится диалог создания новой БД, рис. 1. Сначала необходимо выбрать «Новая база банных», затем в строке «Имя файла» ввести имя в соответствии с заданием и нажать кнопку «Создать».

Рис. 1.

На экране появится окно программы и диалог создания таблицы, рис. 2.

Рис. 2.

2. Создание таблицы Предметы в режиме Конструктора: для перехода в режим Конструктора выполните Вид — Конструктор, затем введите имя таблицы. Режим Конструктора таблицы представлен на рис. 3. Необходимо заполнить имена полей, типы данных и определить ключевое поле.

Рис.3

3. После заполнения таблицы в режиме Конструктора необходимо ее заполнить данными, для этого выполните Вид — Режим таблицы. Заполненная таблица представлена на рис. 4. Если для поля Код предмета был выбран тип данных — счетчик, то заполнять его не нужно (счетчик заполняется автоматически). После заполнения таблицы данными закройте ее.

4. Для создания второй таблицы необходимо выполнить команду Создание — Конструктор таблиц. Заполненная таблица представлена на рис. 5.

Рис. 4

Рис. 5

5. Создание подчиненной таблицы «Учебный план», которая будет содержать следующие поля: Код, Группа, Предмет, Преподаватель. Эта таблица будет связана с двумя исходными таблицами, т.к. поля Предмет и Преподаватель будут содержать данные из соответствующих таблиц Предметы и Преподаватели.

Порядок действий:

А) выполните Создание — Конструктор;

Б) первое поле это — Код, тип данных — счетчик, ключевое поле;

В) второе поле — Группа, тип данных — текстовый;

Г) третье поле — Предмет; тип данных — Мастер подстановок, на экране появится диалог создания столбца подстановки, рис. 6. Следуйте инструкциям, как на рис. 6−9.

Рис. 6

Рис. 7

Рис. 8

Рис. 9

Д) После нажатия кнопки Готово на экране появится сообщение «Перед созданием связи необходимо сохранить таблицу», жмем ОК, т. е. сохраняем.

Е) четвертое поле — Преподаватель, тип данных — Мастер подстановок, затем выбрать вариант как на рис. 6, далее выбрать таблицу Преподаватели, далее перевести в область выбранные поля — Фамилия (как на рис. 8). Таблица также будет связана с исходной Преподаватели.

Таблица «Учебный план» в режиме Конструктора представлена на рис. 10. Заполненная таблица на рис. 11.

Рис. 10

Рис. 11

После заполнения таблицы закройте ее. Все таблицы должны быть заполнены и закрыты.

6. Создание схемы данных (связей между таблицами). Связи должны определиться автоматически, т.к. использовался Мастер подстановок для полей подчиненной таблицы.

Порядок действий:

А) выполните Работа с базами данных — Схема данных, на экране схема, как на рис. 12;

Б) для определения типа связи, необходимо выполнить двойной щелчок левой кнопкой мыши на линии связи и в диалоге «Изменение связей» задать параметры как на рис. 13. Нажать ОК. Определится связь типа «Один ко многим»