Курсовая работа
по информатике
Тема: Проектирование базыданных «Институт»
Понятие предметнойобласти
Цель: Необходимо спроектировать базу данных (БД), которая должнавыдавать оперативную информацию по учету и успеваемости студентов, о группах, вкоторых они числятся, о преподавателях и предметах, которые они ведут, обадресах и телефонах преподавателей и деканов о количестве студентов и т.д..
Здесь речь идет об успеваемости студентов разных факультетов дляподачи справок по результатам успеваемости каждого студента, учебной группы,курса, факультета, а также для выдачи данных по студентам призывного возраста.
Такая базаданных может быть впоследствии использована и для составления расписаниязанятий.
Для созданиятакой информационной системы вначале анализируется предметная область т.е.часть реального мира, которую эта информационная система отображает.
Предметная область– это совокупность реальных объектов (сущностей), которые представляют интересдля пользователей.
Объект(сущность) – это предмет, процесс или явление о котором собирается информация,необходимая для решения задачи.
Объектом может быть человек, предмет, событие и т.д..
Каждый объектхарактеризуется рядом основных свойств – атрибутов.
Атрибутомназывается поименованная характеристика объекта. Атрибут показывает, какаяинформация должна быть собрана об объекте.
Например,объект – студент.
Анализ предметной области
Первым этапомпроектирования БД любого типа является анализ предметной области, которыйзаканчивается построением концептуальной схемы (информационной структуры).
На этом этапеанализируются запросы пользователей, выбираются информационные объекты и иххарактеристики, которые определяют содержание проектируемой БД. На основепроведенного анализа структурируется предметная область.
Анализпредметной области разбивается на три фазы:
1. анализконцептуальных требований и информационных потребностей ;
2. выявлениеинформационных объектов и связей между ними;
3. построениеконцептуальной модели предметной области и проектирование концептуальной схемыБД.
Анализ концептуальныхтребований и информационных потребностей
Требованияпользователей к разрабатываемой БД представляют собой список запросов, которыеразработчик получает в диалоге с будущими пользователями этой БД.
Рассмотримпримерный состав вопросов при анализе предметной области «Институт»:
1. Сколькостудентов учится в вузе?
2. Сколькофакультетов и отделений в вузе?
3. Какраспределены студенты по факультетам отделений и курсам?
4. Сколькодисциплин читается на каждом курсе по каждой специальности?
5. Сколькопреподавателей в вузе?
6. Сколькостудентов получают и сколько студентов не получают стипендию?
7. Данныестудентов (фамилия, год рождения, № зачетной книжки и т.д.)
8. Результатыпоследней сессии.
9. Адресаи телефоны деканов факультетов и преподавателей.
10. Распределениепреподавателей по предметам.
11. Какинформация, представленная в пунктах 1-10 используется в институте и как ее ещеможно использовать.
И т.д.
Выявлениеинформационных объектов и связей между ними
Втораяфаза анализа предметной области состоит в выборе информационных объектов,задании необходимых свойств для каждого объекта, выявлении связей междуобъектами, определении ограничений, накладываемых на информационные объекты,типы связей между ними, характеристики информационных объектов.
Привыборе информационных объектов ответим на ряд вопросов:
· накакие классы разделяются данные, подлежащие хранению в БД?
· какоеимя можно присвоить каждому классу данных?
· какиехарактеристики можно выделить для каждого класса данных?
· Какиеимена можно присвоить выбранным наборам характеристик?
Например,совокупность информационных объектов, отражающих учебный процесс в вузе:
Студент(Фамилия,пол, год рождения, группа, номер зачетки, стипендия).
Преподаватель(Фамилия,должность, ученая степень, кафедра, предмет, № телефона, домашний адрес).
Факультет(Названиефакультета, № факультета, фамилия декана, научное звание декана, № телефона,количество студентов на факультете).
Результатысессии (Фамилия студента, предмет, оценка по этому предмету).
Группа (№группы, факультет, курс, направление).
Связимогут быть следующих типов:
· одинк одному
· одинко многим
· многиеко многим
/>Например: Студент Преподаватель
- этосвязь многие ко многим.
/>Группа Студент — этосвязь один ко многим.
/>Студент № зачетки — этосвязь один к одному.
Построение концептуальноймодели предметной области
Заключительнаяфаза анализа предметной области состоит в проектировании ее информационнойструктуры или концептуальной модели.
Концептуальнаямодель включает описания объектов и их взаимосвязей, выявляемых в результатеанализа данных.
Концептуальнаямодель применяется для структурирования предметной области с учетоминформационных интересов пользователей системы. Она является представлениемточки зрения пользователя на предметную область и должна быть стабильной т.е.неизменной. Хотя возможно ее наращивание и включение дополнительных данных.
Одной израспространенных моделей концептуальной схемы является модель “сущность –связь”, основными компонентами которой являются сущности и связи.
Под сущностьюпонимается основное содержание объекта, о котором собирают информацию.Экземпляр сущности – конкретный объект.
Например:
Сущность(объект) – студент. Экземпляр сущности – Демидов А.В.
Сущность(объект) – факультет. Экземпляр сущности – факультет механики.
Сущностьпринято определять атрибутами – поименованными характеристиками. Например:Сущность – студент.
Атрибутыэтой сущности (или этого объекта): ФИО, год рождения,
№зачетной книжки, пол, № учебной группы и т.д..
Связиопределяют отношения между сущностями. При построении концептуальной моделииспользуют графические диаграммы.
При этомобозначают:
сущности– прямоугольниками,
атрибуты– овалами,
связи –ромбами.
Выберемдля заданной БД следующие сущности:
ФАКУЛЬТЕТ,ГРУППА, СТУДЕНТ, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, РЕЗУЛЬТАТЫ СЕССИИ.
Зададимкаждую сущность набором атрибутов:
ФАКУЛЬТЕТ(Название, № факультета, декан, № телефона, количество студентов).
СТУДЕНТ(ФИО,пол, год рождения, № группы, № зачетной книжки).
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ(ФИО, должность, ученая степень, кафедра, № телефона, предмет обучения, адрес).
ГРУППА (№группы, название факультета, № курса, направление)
РЕЗУЛЬТАТЫСЕССИИ (ФИО, ПРЕДМЕТЫ, ОЦЕНКИ) и т.д.
Какправило в каждом наборе атрибутов, характеризующих сущность, нужно выбратьключевые атрибуты, то есть атрибуты, которые делают эту сущность уникальной. Призадании атрибутов — ключевые подчеркивались.
Далееопределяются связи между сущностями:
Связимежду сущностями Название связи
Студент,факультет учится
Преподаватель,факультет работает
Преподаватель,предмет обучения преподает
Факультет,группа имеет
И т.д..
Послевыбора сущностей, задания атрибутов и анализа связей следует проектированиеинформационной (концептуальной ) схемы БД.
Рассмотримнекоторые ограничения в рассматриваемом задании:
1. Значениеатрибута “ ФИО “ ограничено двадцатью (20)символами.
2. Значениеатрибута “ № телефона “ задается целым положительным числом.
3. Одинстудент может учится только на одном факультете.
4. Одинпреподаватель работает только на одной кафедре.
5. Одномустуденту может соответствовать только одна группа.
И т.д..
Концептуальная схемаБД “ИНСТИТУТ”/> /> /> /> /> /> />
ИНСТИТУТ /> /> /> /> /> /> />
/>/>
ДИСЦИПЛИНА
(ПРЕДМЕТ)
/>/>
/>/>/>/>
/> /> /> /> /> /> /> /> /> />
РЕЗУЛЬТАТЫ СЕССИИ
Логическое проектирование
Логическое проектирование — необходимый этап при создании БД.Основной задачей логического проектирования является разработка логическойсхемы, ориентированной на выбранную систему управления базами данных (СУБД).
Этаплогического проектирования в отличие от концептуального проектированияполностью ориентирован на инструментальные средства компьютера и состоит изследующих этапов:
1. Выборконкретной СУБД.
2. Отображениеконцептуальной схемы на логическую схему.
3. Выборключей.
4. Описаниеязыка запросов.
Существующие СУБД по типам моделей делятся на реляционные,иерархические и сетевые. СУБД ориентированные на персональные компьютеры, какправило, поддерживают реляционную модель данных.
Приотображении концептуальной схемы на реляционную модель данных каждыйпрямоугольник схемы отображается в таблицу.
Например, представим сущность СТУДЕНТ (ФИО, пол, год рождения,группа, № зачетной книжки, получение стипендии) в виде таблицы: ФИО ПОЛ Год рождения № группы № зачетки Стипендия
Определимключевое поле. В его качестве вряд ли стоит выбирать фамилию, т.к. навернякаесть студенты – однофамильцы. А вот № зачетки однозначно определяет студента.
Аналогичносоздадим таблицы и для остальных сущностей.
Созданиетаблиц, а затем по этим таблицам создание отчетов, запросов и формосуществляется с помощью соответствующих мастеров (отчетов, запросов и форм).При этом учитывается свойства поля (его размер, диапазон изменения, значение идругие характеристики).
Присоставлении запросов на выборку, например запроса «Двоечники», в поле условиеотбора можно создавать логические и математические формулы (в запросе двоечники– логическое выражение). Для этого, удерживая указатель мыши в строке условиеотбора и в столбце, экземпляры которого необходимо отобрать, нужно нажатьправую клавишу мыши и выбрать пункт создание выражения. Затем открытьнеобходимую таблицу и сформировать выражение, добавляя на рабочее поле поляэтой таблицы и знаки логических или арифметических действий, а затем щелкнуть«ОК».
Заключение
Впредставленной базе данных составлено 5 таблиц, 4 простых запроса, формы и отчеты.Это, конечно, далеко не все данные и не по всем студентам, преподавателям,группам и факультетам. Эта база данных может наращиваться и обновляться безконца. Здесь только малая часть базы данных «Институт».
В дальнейшем,подобную базу можно использовать и для составления расписания занятий, создаваяперекрестные запросы, отражающие время проведения занятий, группу, в которойоно проводится, преподавателя, который его проводит и номер аудитории.
Литература
1. Информатика: Учебник длявузов. Под ред. Проф Н.В. Макаровой. Москва, 1997.
2. Экономическаяинформатика: Учебник для вузов. Под ред. проф. В.В. Евдокимова. 1997.