Методические указания к выполнениюкурсовой работы Направление подготовки: 230100 «Информатика и вычислительная техника»




Скачать 461.45 Kb.
НазваниеМетодические указания к выполнениюкурсовой работы Направление подготовки: 230100 «Информатика и вычислительная техника»
страница1/3
Дата публикации18.03.2013
Размер461.45 Kb.
ТипМетодические указания
vbibl.ru > Информатика > Методические указания
  1   2   3
Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тульский государственный университет
КАФЕДРА ЭЛЕТРОННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН

УТВЕРЖДАЮ

Декан факультета кибернетики

________________ В.С. Карпов

Дата ________________
Базы данных
Методические указания к выполнениюкурсовой работы
Направление подготовки: 230100 «Информатика и вычислительная техника»

Специальность подготовки: 230101 «Вычислительные машины, комплексы,

системы и сети»

^

Форма обучения – очная



Тула 2008 г.
1. Цель выполнения контрольно-курсовой работы

Приобретение навыков работы с системами управления базами данных (СУБД). Изучить принципы организации и построения БД. Выбрать предметную область и спроектировать БД. Разработать БД в среде MS SQL Server. Осуществить заполнение БД. Разработать SQL запросы к БД .

^ 2. Порядок выполнения контрольно-курсовой работы

Основная цель процесса проектирования БД состоит в получении такого проекта, который удовлетворяет следующим требованиям:

1. Корректность схемы БД, т.е. база должна быть гомоморфным образом моделируемой ПО, где каждому объекту ПО соответствуют данные в памяти ЭВМ, а каждому процессу – адекватные процедуры обработки данных.

2. Обеспечение ограничений (на объёмы внешней и оперативной памяти и другие ресурсы вычислительной системы).

3. Эффективность функционирования (соблюдение ограничений на время реакции системы на запрос и обновление данных).

4. Защита данных (от сбоев и несанкционированного доступа).

5. Простота и удобство эксплуатации.

6. Гибкость, т.е. возможность развития и адаптации к изменениям ПО и/или требований пользователей.
Удовлетворение первых 4-х требований обязательно для принятия проекта.

Процесс проектирования БД включает в себя следующие этапы:

1. Информационно-логическое (инфологическое) проектирование.

2. Определение требований к операционной обстановке, в которой будет функционировать информационная система.

3. Выбор СУБД и других инструментальных программных средств.

4. Логическое проектирование БД.

5. Физическое проектирование БД.
Этап 1. Инфологическое проектирование

Инфологический подход не предоставляет формальных способов моделирования реальности, однако он закладывает основы методологии проектирования БД.

Первой задачей инфологического проектирования является определение ПО системы, позволяющее изучить информационные потребности будущих пользователей. Другая задача этого этапа – анализ ПО, который призван сформировать взгляд на ПО с позиций сообщества будущих пользователей БД, т.е. инфологической модели ПО. Анализ ПО выполняется разработчиком логической базы данных – специалистом в данной ПО.

Инфологическая модель ПО представляет собой описание структуры и динамики ПО, характера информационных потребностей пользователей системы в терминах, понятных пользователю и независимых от реализации системы. Более того, инфологическая модель ПО не должна зависеть от модели данных, которая будет использована при создании БД.

Обычно описание ПО выражается в терминах не отдельных объектов и связей между ними, а их типов, связанных с ними ограничений целостности и тех процессов ПО, которые приводят к переходу ПО из одного состояния в другое. Такое описание может быть представлено любым способом, допускающим однозначную интерпретацию.

В простых случаях описание ПО представляется на естественном языке, в более сложных используется также математический аппарат: таблицы, диаграммы, графы и т.п.

^ При выполнении курсовой работы необходимо придериваться следующих обозначений:

    1. Имя отношения выделяется курсивом и подчеркиванием и пишется прописными буквами, например:      СОТРУДНИКИ.

    2. Имя атрибута отношения выделяется курсивом и подчеркиванием и пишется с большой буквы, например:      Оклад.

    3. Ключевые атрибуты отношения выделяются полужирным шрифтом, например:     Табельный номер.

    4. Имя связи между отношениями выделяется курсивом и подчеркиванием и пишется строчными буквами, например: работает.

^ Построение инологической модели базы данных необходимо производить с использованием метода "сущность–связь".

Необходимо разбить ПО на ряд локальных областей, каждая из которых (в идеале) включает в себя информацию, достаточную для обеспечения информационных потребностей одной группы будущих пользователей или решения отдельной задачи. Каждое локальное представление моделируется отдельно, а затем выполняется их объединение. Выбор локального представления зависит от масштабов ПО. Обычно ПО разбивается на локальные области так, чтобы каждая из них соответствовала отдельному внешнему приложению и содержала 6-7 сущностей (т.е. объектов, о которых в системе будет накапливаться информация).
Для каждой сущности определяются атрибуты, которые делятся на два типа: идентифицирующие и описательные. Идентифицирующие атрибуты входят в состав ключа (или ключей) и позволяют однозначно распознавать экземпляры сущности. Первичный ключ базовой сущности не может содержать неопределённые значения атрибутов (null). Первичный ключ должен включать в свой состав минимально необходимое для идентификации количество атрибутов. Описательные атрибуты заключают в себе свойства сущности, интересующие пользователей.

Спецификация атрибута состоит из его названия, указания типа данных и описания ограничений целостности – множества значений, которые может принимать данный атрибут.

Далее осуществляется спецификация связей: выявляются связи между сущностями внутри локального представления. Каждая связь именуется. Кроме спецификации связей типа "сущность – сущность", выполняется спецификация связей типа "сущность – атрибут" и "атрибут – атрибут" для отношений между атрибутами, которые относятся к одной и той же сущности или к одной и той же связи типа "сущность – сущность".

При объединении проектировщик может формировать конструкции, производные по отношению к тем, которые были использованы в локальных представлениях. Цель введения подобных абстракций:

  • объединение в единое целое фрагментарных представлений о различных свойствах одного и того же объекта;

  • введение абстрактных понятий, удобных для решения задач системы, установление их связи с более конкретными понятиями модели;

  • образование классов и подклассов подобных объектов (например, класс "изделие" и подклассы типов изделий, производимых на предприятии).

При небольшом количестве локальных областей (не более пяти) объединение выполняется за один шаг. В противном случае обычно выполняют бинарное объединение. При объединении представлений используют три основополагающие концепции:

1. Идентичность. Два или более элементов модели идентичны, если они имеют одинаковое семантическое значение.

2. Агрегация. Позволяет рассматривать связь между элементами как новый элемент. Например, связь экзамен между сущностями СТУДЕНТ, ДИСЦИПЛИНА, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ может быть представлена агрегированной сущностью ЭКЗАМЕН с атрибутами Название дисциплины, Фамилия преподавателя, Фамилия студента, Оценка.

3. Обобщение. Позволяет образовывать многоуровневую иерархию обобщений.
По завершении объединения результаты проектирования представляют собой концептуальную инфологическую модель ПО. Модели локальных представлений – это внешние инфологические модели.
БД publications должна хранить сведения о печатных изданиях, а также ссылки на интересные ресурсы в Internet. И те и другие источники информации будут касаться одной темы, а именно "баз данных". Попробуем выделить интересующие нас сущности и определить связи между ними.

Прежде всего займемся понятием "печатное издание". Что это такое? Мы знаем, что объект "печатное издание" воплощается в виде книги, которую можно полностью описать с помощью следующих характеристик: название, автор, год издания и издатель (издательство). Можно ли на основании этого ввести сущность "книга", а названные характеристики определить в качестве ее атрибутов? Прежде чем сделать это рассмотрим более внимательно отношения между книгой и ее харакетристиками:

Один автор может написать несколько книг, и, в то же время, одна книга может быть написана несколькими авторами. Следовательно, "книга" и "автор" в данном случае выступают как различные сущности, объединяемые связью N : M. Для того, чтобы определить класс принадлежности сущностей в связи, отметим, что книг без авторов не бывает, как и авторов без книг. Значит, каждая сущность должна иметь обязательный класс принадлежности (кардинальность связи(1,N) : (1,N)).

Точно так же один издатель может издавать сразу несколько книг, но каждая конкретная книга издается только в одном месте. Следовательно, мы должны ввести сущность "издатель", ассоциируемую с "книгой" связью типа 1 : N. Т.к. каждая книга кем-то издана, класс принадлежности сущности "издатель" в данной связи будет (1,1), но в то же время мы допускаем хранение сведений об издательствах, чьих книг в нашей базе данных пока нет. Соответственно, класс принадлежности сущности "книга" в этой связи (0,N).

По поводу характеристики книги "название" можно сказать следующее: как правило авторы, пишущие на одну тему, стараются придумывать для своих призведений оригинальные названия. Поэтому, можно уверенно предположить, что каждое название обязательно связано только с одной книгой (и каждая книга имеет только одно название). Следовательно, "название" нужно оставить в списке атрибутов "книги".

Те же рассуждения можно повторить и для характеристики "год издания". Ее мы тоже оставим в списке атрибутов "книги".

Таким образом, мы определили, что у сущности "книга" имеется два атрибута "название" и "год издания". Как уже говорилось, название, скорее всего, будет однозначно определять данную книгу, чего не скажешь о годе издания. Поэтому объявим ключом сущности атрибут "название" (или "имя_книги").

Что касается всех возможных авторов, то нас интересует только одна их харакетристика - имя. Поэтому, сущность "автор" имеет только один атрибут "имя_автора", который и является ключом.

С сущностью "издатель" дел обстоит несколько сложнее. Практически все крупные издательства имеют сейчас собственные web-страницы, которые могут содержать информацию полезную для пользователей проектируемой базы данных. Поэтому, нужно рассматреть две характеристики этого объекта: "имя_издателя" и "URL" (uniform resource locator - универсальный указатель ресурсов, с помощью которого в Internet определяется путь к web - странице). Ясно, что каждый издатель имеет уникальное имя и уникальный url, но прежде чем внести их в список атрибутов, вспомним, что наша база данных должна также содержать ссылки и на другие Internet-ресурсы. Возможно, при дальнейшем анализе возникнет необходимость во введении отдельной сущности "URL". Поэтому "имя_издателя" внесем в список атрибутов сущности "издатель", а "URL" будем считать атрибутом отдельной сущности "web - страница", ассоциируемой с "издателем" связью (1,1):(1,1).

Теперь настала пора занятся объектом "ресурс Internet". Его мы можем описать с помощью понятий "имя ресурса", "url", "автор". Внимательно рассмотрев связи этих понятий с описываемым объектом, можно прийти к заключению, что "имя_ресурса" и "url" однозначно с ним связаны, т.е. являются атрибутами. В то же время, "автор" является отдельной сущностью (один ресурс может иметь много авторов, и один автор может быть создателем многих web - страниц). Т.к. мы уже ранее вввели сущность "автор" просто определим характеристики ее связи с сущностью "Internet-ресурс". Из сказанного выше следует, что эти сущности объединяются связью n : m, в то же время, автор какой-либо книги может не иметь собственной web - страницы, а авторы некоторых Internet ресурсов не указывают своих имен (т.е. можно формально сказать, что эти ресурсы не имеют авторов). Следовательно, класс принадлежности обеих сущностей будет необязательным.

Прежде чем объявить нашу модель готовой, проверим еще раз определение каждой сущности. Внимательный анализ покажет, что построенная модель имеет несколько ошибок:

Сущность "автор" имеет обязательный класс принадлежности в связи с сущностью "книга". Это означает, что мы не сможем добавить в базу данных сведения о человеке, который создал собственный web - сайт, но не написал ни одной книги. Для того, что бы устранить это ограничение изменим класс принадлежности сущности "книга" в рассматриваемой связи "автор" - "книга" на необязательный.

При анализе объекта "издатель" мы предположили, что сущность "web-страница" может быть объединена с сущностью "Internet-ресурс". Однако, мы видим, что эти сущности имеют разный набор атрибутов, следовательно выполнить такое объединение нельзя. Вспомним, что в противном случае, предполагалось единственный атрибут сущности "web - страница" присоединить к атрибутам сущности "издатель". Тем не менее, не будем этого делать, в следующем разделе мы увидим, что с помощью правил порождения реляционных отношений из модели "сущность-связь" в том и в другом случае мы получим одинаковый результат.

Готовая модель "сущность-связь" представлена на следующем рисунке:



На этапе анализа ПО также необходимо решить следующие задачи:

1. Определить правила (ограничений целостности), которым должны удовлетворять сущности ПО, атрибуты сущностей и связи между ними. Часть этих правил реализуется в схеме базы данных (возможности реализации ограничений целостности в схеме БД определяются моделью данных той СУБД, которая будет выбрана для реализации проекта). Остальные правила реализуются с помощью программного обеспечения.

2. Выделить группы пользователей системы. Каждая группа выполняет определённые задачи и обладает разными правами доступа к системе.

3. Создать внешнюю спецификацию тех функций (процессов), которые эта система будет выполнять. Например, для той же библиотечной системы это задачи поиска книг (по определённым критериям), выдачи/приёма книг, определение списка должников и т.д.

^ Этап 2. Определение требований к операционной обстановке

На этом этапе производится оценка требований к вычислительным ресурсам, необходимым для функционирования системы, выбор типа и конфигурации ЭВМ, типа и версии операционной системы.

Выбор зависит от таких следующих показателей:

  • примерный объём данных в БД;

  • динамика роста объёма данных;

  • характер запросов к данным (извлечение и обновление отдельных записей, групп записей, обработка отдельных отношений или соединение отношений);

  • интенсивность запросов к данным по типам запросов;

  • требования к времени отклика системы по типам запросов.

Этап 3. Выбор СУБД и инструментальных программных средств

Выбор СУБД является одним из важнейших моментов в разработке проекта БД, так как он принципиальным образом влияет на весь процесс проектирования БД и реализации информационной системы.

Теоретически при осуществлении этого выбора нужно принимать во внимание десятки факторов. Но на практике разработчики руководствуются лишь собственной интуицией и несколькими наиболее важными критериями, к которым, в частности, относятся:

  • тип модели данных, которую поддерживает данная СУБД, адекватность модели данных структуре рассматриваемой ПО;

  • характеристики производительности СУБД;

  • запас функциональных возможностей для дальнейшего развития информационной системы;

  • степень оснащенности СУБД инструментарием для персонала администрирования данными;

  • удобство и надежность СУБД в эксплуатации;

  • стоимость СУБД и дополнительного программного обеспечения.

В связи с тем. что в данной работе СУБД задается в задании, на данном этапе решается задача выбра инструментального ПО.

^ Этап 4. Логическое проектирование БД

На этапе логического проектирования разрабатывается логическая структура БД, соответствующая инфологической модели ПО. Решение этой задачи существенно зависит от модели данных, поддерживаемой выбранной СУБД. Результатом выполнения этого этапа являются схемы БД концептуального и внешнего уровней архитектуры, составленные на языках определения данных (DDL) выбранной СУБД.

При этом разработка логической структуры базы данных должна производиться с учетом соблюдения условий нормализации отношений.

На начальном шаге логического проектирования таблцы строятся такм образом, чтобы минимизировать количество таблиц в базе данных. Очевдино, что при таком подходе отношения не будут находиться ни в одной из нормальных форм, либо находиться в 1й нормальной форме. Необходимо последовательно привести каждую таблицу к 4й нормальной форме.
Ниже рассматривается отношение КНИГИ (табл. 3.1) и последовательность его приведения к 4й нормальной форме.

Id      – идентификатор (первичный ключ),

Code  – шифр рубрики,

Theme– название рубрики,

Title   – название книги,

Author– автор,

Editor – редактор,

Type  – тип издания (учебник, учебное пособие, сборник и.т.п.),

Year   – год издания,

Pg     – количество страниц.

Таблица 3.1. Исходное отношение КНИГИ

ID

Code

Theme

Author

Title

Editor

Type

Year

Pg

200

681.3

ПО ВТ

Бочков С.

Язык СИ

Садчиков П.

учебник

1990

384

Субботин Д.

100

681.3

ПО ВТ

Джехани Н.

Язык АДА

 

учебник

1960

552

300

621.5

МО

Крон Г.

Диакоптика

Баранов А.

учебник

1972

544

876

007

ИИ

Гик Е.Я.

Шахматы и математика

Кикоин И.

учебное пособие

1983

176

Капица С.

440

32.97

ВТ

 

ПУ для ПЭВМ

Витенберг А.

справочник

1992

208

385

001.8

Инфор-матика

Фролов Г.

Элементы информатики

Храмов А.

учебное пособие

1989

304

Кузнецов Э.

Рожков П.
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Методические указания к выполнениюкурсовой работы Направление подготовки: 230100 «Информатика и вычислительная техника» iconПрограмма производственной практики для студентов направления подготовки:...
«Информатика и вычислительная техника», специальность подготовки: 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»

Методические указания к выполнениюкурсовой работы Направление подготовки: 230100 «Информатика и вычислительная техника» iconГосударственное бюджетное образовательное учреждение начального профессионального образования
Фгос) по профессии начального профессионального образования (далее нпо) 230103. 02 Мастер по обработке цифровой информации, входящей...

Методические указания к выполнениюкурсовой работы Направление подготовки: 230100 «Информатика и вычислительная техника» iconМетодические указания по выполнению контрольно-курсовой работы для...
Цели и задачи выполнения контрольно-курсовой работы

Методические указания к выполнениюкурсовой работы Направление подготовки: 230100 «Информатика и вычислительная техника» iconАктуальность работы
Графический материал к диссертациИ на соискание академической степени магистра техники и технологии по направлению подготовки «Информатика...

Методические указания к выполнениюкурсовой работы Направление подготовки: 230100 «Информатика и вычислительная техника» iconМетодические указания для студентов по выполнению лабораторных работ...
Работа выполняется с целью изучения структуры микропроцессора (МП) кр580ВМ80А и практического овладения аппаратно программными средствами...

Методические указания к выполнениюкурсовой работы Направление подготовки: 230100 «Информатика и вычислительная техника» iconМетодические указания для студентов по выполнению лабораторных работ...
Бис программируемых таймеров в микропроцессорных системах. В работе изучаются основы структурной организации, функционирования бис...

Методические указания к выполнениюкурсовой работы Направление подготовки: 230100 «Информатика и вычислительная техника» iconМетодические указания для студентов направления 552800 «Информатика и вычислительная техника»
Ознакомление с технологическим процессом и приобретение практических навыков пайки микросхем

Методические указания к выполнениюкурсовой работы Направление подготовки: 230100 «Информатика и вычислительная техника» icon«опд. Ф. 06 Основы теории управления»
Учебная дисциплина «Основы теории управления» реализует требования государственного образовательного стандарта высшего профессионального...

Методические указания к выполнениюкурсовой работы Направление подготовки: 230100 «Информатика и вычислительная техника» iconЛабораторная работа №4 Использование Web сервисов xml в консольных...
Ознакомление с Web сервисами (Web-службами) xml и получение практических навыков создания и использования Web-сервисов на базе asp....

Методические указания к выполнениюкурсовой работы Направление подготовки: 230100 «Информатика и вычислительная техника» iconЛабораторная работа №5 Создание приложений asp. Net 0 на языке C#...
Ознакомление с технологией создания приложений asp. Net 0 и, в частности, с моделями кодирования Web-страниц, с механизмом обработки...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница