Следуя принципам, описанным в этой статье, можно создать базу данных, которая работает надлежащим образом и в будущем может быть адаптирована под новые требования. Мы рассмотрим основные принципы проектирования базы данных , а также способы ее оптимизации.
Надлежащим образом структурированная база данных:
Разработка БД включает в себя следующие этапы:
Рассмотрим каждый этап проектирования баз данных подробнее. Обратите внимание, что в этом руководстве рассматривается реляционная модель базы данных Эдгара Кодда , написанная на языке SQL (а не иерархическая, сетевая или объектная модели ).
Например, если вы создаете базу данных для публичной библиотеки, нужно продумать, каким образом и читатели, и библиотекари должны получать доступ к БД .
Вот несколько способов сбора информации перед созданием базы данных:
Начните со сбора существующих данных, которые будут включены в базу. Затем определите типы данных, которые нужно сохранить. А также объекты, которые описывают эти данные. Например:
Клиенты
Товары
Заказы
При проектировании реляционной базы данных эта информация позже станет частью словаря данных, в котором описаны таблицы и поля БД . Разбейте информацию на минимально возможные части. Например, подумайте о том, чтобы разделить поле почтового адреса и штата, чтобы можно было фильтровать людей по штату, в котором они проживают.
После того, как вы определились с тем, какие данные будут включены в базу, откуда эти данные будут поступать, и как они будут использоваться, можно приступить к планированию фактической БД .
Следующим шагом будет визуальное представление базы данных. Для этого нужно точно знать, как структурируются реляционные БД . Внутри базы связанные данные группируются в таблицы, каждая из которых состоит из строк и столбцов.
Чтобы преобразовать списки данных в таблицы, начните с создания таблицы для каждого типа объектов, таких как товары, продажи, клиенты и заказы. Вот пример:
Каждая строка таблицы называется записью. Записи включают в себя информацию о чем-то или о ком-то, например, о конкретном клиенте. Столбцы (также называемые полями или атрибутами) содержат информацию одного типа, которая отображается для каждой записи, например, адреса всех клиентов, перечисленных в таблице.
Чтобы при проектировании модели базы данных обеспечить согласованность разных записей, назначьте соответствующий тип данных для каждого столбца. К общим типам данных относятся:
Некоторые СУБД также предлагают тип данных Autonumber , который автоматически генерирует уникальный номер в каждой строке.
В визуальном представлении БД каждая таблица будет представлена блоком на диаграмме. В заголовке каждого блока должно быть указано, что описывают данные в этой таблице, а ниже должны быть перечислены атрибуты:
При проектировании информационной базы данных необходимо решить, какие атрибуты будут служить в качестве первичного ключа для каждой таблицы, если таковые будут. Первичный ключ (PK ) — это уникальный идентификатор для данного объекта. С его помощью вы можете выбрать данные конкретного клиента, даже если знаете только это значение.
Атрибуты, выбранные в качестве первичных ключей, должны быть уникальными, неизменяемыми и для них не может быть задано значение NULL (они не могут быть пустыми ). По этой причине номера заказов и имена пользователей являются подходящими первичными ключами, а номера телефонов или адреса — нет. Также можно использовать в качестве первичного ключа несколько полей одновременно (это называется составным ключом ).
Когда придет время создавать фактическую БД , вы реализуете как логическую, так и физическую структуру через язык определения данных, поддерживаемый вашей СУБД .
Также необходимо оценить размер БД , чтобы убедиться, что можно получить требуемый уровень производительности и у вас достаточно места для хранения данных.
Теперь, когда данные преобразованы в таблицы, нужно проанализировать связи между ними. Сложность базы данных определяется количеством элементов, взаимодействующих между двумя связанными таблицами. Определение сложности помогает убедиться, что вы разделили данные на таблицы наиболее эффективно.
Каждый объект может быть взаимосвязан с другим с помощью одного из трех типов связи:
Когда существует только один экземпляр объекта A для каждого экземпляра объекта B, говорят, что между ними существует связь «один-к одному » (часто обозначается 1:1 ). Можно указать этот тип связи в ER-диаграмме линией с тире на каждом конце:
Если при проектировании и разработке баз данных у вас нет оснований разделять эти данные, связь 1:1 обычно указывает на то, что в лучше объединить эти таблицы в одну.
Но при определенных обстоятельствах целесообразнее создавать таблицы со связями 1:1 . Если есть поле с необязательными данными, например «описание», которое не заполнено для многих записей, можно переместить все описания в отдельную таблицу, исключая пустые поля и улучшая производительность базы данных.
Чтобы гарантировать, что данные соотносятся правильно, в нужно будет включить, по крайней мере, один идентичный столбец в каждой таблице. Скорее всего, это будет первичный ключ.
Эта связи возникают, когда запись в одной таблице связана с несколькими записями в другой. Например, один клиент мог разместить много заказов, или у читателя может быть сразу несколько книг, взятых в библиотеке. Связи «один- ко-многим » (1:M ) обозначаются так называемой «меткой ноги вороны», как в этом примере:
Чтобы реализовать связь 1:M , добавьте первичный ключ из «одной » таблицы в качестве атрибута в другую таблицу. Если первичный ключ таким образом указан в другой таблице, он называется внешним ключом. Таблица со стороны связи «1 » представляет собой родительскую таблицу для дочерней таблицы на другой стороне.
Когда несколько объектов таблицы могут быть связаны с несколькими объектами другой. Говорят, что они имеют связь «многие-ко-многим » (M:N ). Например, в случае студентов и курсов, поскольку студент может посещать много курсов, и каждый курс могут посещать много студентов.
На ER-диаграмме эти связи отображаются с помощью следующих строк:
При проектировании структуры базы данных реализовать такого рода связи невозможно. Вместо этого нужно разбить их на две связи «один-ко-многим ».
Для этого нужно создать между этими двумя таблицами новую сущность. Если между продажами и продуктами существует связь M:N , можно назвать этот новый объект «sold_products », так как он будет содержать данные для каждой продажи. И таблица продаж, и таблица товаров будут иметь связь 1:M с sold_products . Этот вид промежуточного объекта в различных моделях называется таблицей ссылок, ассоциативным объектом или таблицей связей.
Каждая запись в таблице связей будет соответствовать двум сущностям из соседних таблиц. Например, таблица связей между студентами и курсами может выглядеть следующим образом:
Другим способом анализа связей является рассмотрение того, какая сторона связи должна существовать, чтобы существовала другая. Необязательная сторона может быть отмечена кружком на линии. Например, страна должна существовать для того, чтобы иметь представителя в Организации Объединенных Наций, а не наоборот:
Два объекта могут быть взаимозависимыми (один не может существовать без другого ).
Иногда при проектировании базы данных таблица указывает на себя саму. Например, таблица сотрудников может иметь атрибут «руководитель», который ссылается на другое лицо в этой же таблице. Это называется рекурсивными связями.
Лишние связи — это те, которые выражены более одного раза. Как правило, можно удалить одну из таких связей без потери какой-либо важной информации. Например, если объект «ученики » имеет прямую связь с другим объектом, называемым «учителя », но также имеет косвенные отношения с учителями через «предметы », нужно удалить связь между «учениками » и «учителями ». Так как единственный способ, которым ученикам назначают учителей — это предметы.
После предварительного проектирования базы данных можно применить правила нормализации, чтобы убедиться, что таблицы структурированы правильно.
В то же время не все базы данных необходимо нормализовать. В целом, базы с обработкой транзакций в реальном времени (OLTP ), должны быть нормализованы.
Базы данных с интерактивной аналитической обработкой (OLAP ), позволяющие проще и быстрее выполнять анализ данных, могут быть более эффективными с определенной степенью денормализации. Основным критерием здесь является скорость вычислений. Каждая форма или уровень нормализации включает правила, связанные с нижними формами.
Первая форма нормализации (сокращенно 1NF ) гласит, что во время логического проектирования базы данных каждая ячейка в таблице может иметь только одно значение, а не список значений. Поэтому таблица, подобная той, которая приведена ниже, не соответствует 1NF :
Возможно, у вас возникнет желание обойти это ограничение, разделив данные на дополнительные столбцы. Но это также противоречит правилам: таблица с группами повторяющихся или тесно связанных атрибутов не соответствует первой форме нормализации. Например, приведенная ниже таблица не соответствует 1NF :
Вместо этого во время физического проектирования базы данных разделите данные на несколько таблиц или записей, пока каждая ячейка не будет содержать только одно значение, и дополнительных столбцов не будет. Такие данные считаются разбитыми до наименьшего полезного размера. В приведенной выше таблице можно создать дополнительную таблицу «Реквизиты продаж », которая будет соответствовать конкретным продуктам с продажами. «Продажи » будут иметь связь 1:M с «Реквизитами продаж ».
Вторая форма нормализации (2NF ) предусматривает, что каждый из атрибутов должен полностью зависеть от первичного ключа. Каждый атрибут должен напрямую зависеть от всего первичного ключа, а не косвенно через другой атрибут.
Например, атрибут «возраст » зависит от «дня рождения », который, в свою очередь, зависит от «ID студента », имеет частичную функциональную зависимость. Таблица, содержащая эти атрибуты, не будет соответствовать второй форме нормализации.
Кроме этого таблица с первичным ключом, состоящим из нескольких полей, нарушает вторую форму нормализации, если одно или несколько полей не зависят от каждой части ключа.
Таким образом, таблица с этими полями не будет соответствовать второй форме нормализации, поскольку атрибут «название товара » зависит от идентификатора продукта, но не от номера заказа:
Третья форма нормализации (3NF ) : каждый не ключевой столбец должен быть независим от любого другого столбца. Если при проектировании реляционной базы данных изменение значения в одном не ключевом столбце вызывает изменение другого значения, эта таблица не соответствует третьей форме нормализации.
В соответствии с 3NF , нельзя хранить в таблице любые производные данные, такие как столбец «Налог », который в приведенном ниже примере, напрямую зависит от общей стоимости заказа:
В свое время были предложены дополнительные формы нормализации. В том числе форма нормализации Бойса-Кодда , четвертая-шестая формы и нормализации доменного ключа, но первые три являются наиболее распространенными.
Некоторым пользователям может потребоваться доступ к нескольким разрезам одного типа данных, особенно в базах данных OLAP. Например, им может потребоваться узнать продажи по клиенту, стране и месяцу. В этой ситуации лучше создать центральную таблицу, на которую могут ссылаться таблицы клиентов, стран и месяцев. Например:
Также с помощью средств проектирования баз данных необходимо настроить БД с учетом возможности проверки данных на соответствие определенным правилам. Многие СУБД , такие как Microsoft Access , автоматически применяют некоторые из этих правил.
Правило целостности гласит, что первичный ключ никогда не может быть равен NULL . Если ключ состоит из нескольких столбцов, ни один из них не может быть равен NULL . В противном случае он может неоднозначно идентифицировать запись.
Правило целостности ссылок требует, чтобы каждый внешний ключ, указанный в одной таблице, сопоставлялся с одним первичным ключом в таблице, на которую он ссылается. Если первичный ключ изменяется или удаляется, эти изменения необходимо реализовать во всех объектах, на которые ссылается этот ключ в базе данных.
Правила целостности бизнес-логики обеспечивают соответствие данных определенным логическим параметрам. Например, время встречи должно быть в пределах стандартных рабочих часов.
Индекс — это отсортированная копия одного или нескольких столбцов со значениями в возрастающем или убывающем порядке. Добавление индекса позволяет быстрее находить записи. Вместо повторной сортировки для каждого запроса система может обращаться к записям в порядке, указанном индексом.
Хотя индексы ускоряют извлечение данных, они могут замедлять добавление, обновление и удаление данных, поскольку индекс нужно перестраивать всякий раз, когда изменяется запись.
Представление — это сохраненный запрос данных. Представления могут включать в себя данные из нескольких таблиц или отображать часть таблицы.
После проектирования модели базы данных можно уточнить БД с помощью расширенных свойств, таких как справочный текст, маски ввода и правила форматирования, которые применяются к конкретной схеме, представлению или столбцу. Преимущество этого метода заключается в том, что, поскольку эти правила хранятся в самой базе, представление данных будет согласовано между несколькими программами, которые обращаются к данным.
Унифицированный язык моделирования (UML ) — это еще один визуальный способ выражения сложных систем, созданных на объектно-ориентированном языке. Некоторые из концепций, упомянутых в этом руководстве, известны в UML под разными названиями. Например, объект в UML известен, как класс.
Сейчас UML используется не так часто. В наши дни он применяется академически и в общении между разработчиками программного обеспечения и их клиентами.
Структура проектируемой базы данных зависит от того, какую СУБД вы используете. Некоторые из наиболее распространенных:
Подходящую систему управления базами данных можно выбирать исходя из стоимости, установленной операционной системы, наличия различных функций и т. д.
Перевод статьи «Database Structure and Design Tutorial » дружной командой проекта .
Хорошо Плохо
Время от времени я заглядываю на Toster.ru и иногда даже отвечаю там на вопросы. Чаще всего люди спрашивают две вещи — как стать программистом и как правильно спроектировать схему базы данных. Мне лично кажется очень странным, что так много людей задают последний вопрос. Мне почему-то всегда казалось, что это такая простая вещь, которую умеют вообще все. Но, раз так много людей интересуются, здесь я постараюсь дать достаточно развернутый и в то же время краткий ответ.
Я предполагаю, что SQL вы знаете. То есть, объяснять, что такое таблицы, строки, индексы, первичные ключи и ссылочная целостность, не требуется. Если это не так, боюсь, я вынужден отправить вас к соответствующей литературе. Благо, ее сейчас очень много.
Допустим, требуется спроектировать схему базы данных, в которой хранится информация о музыкальных исполнителях, альбомах и песнях. На начальном этапе, когда у нас еще совсем ничего нет, удобно начать с рисования диаграммы будущей схемы. Можно начать с наброска ручкой на листе бумаги, можно сразу взять специализированный редактор. Их сейчас очень много , все они устроены довольно похожим образом. При подготовке этой заметки я воспользовался DbSchema . Это платная программа, но мне кажется, что она стоит своих денег. К тому же, в нормальных компаниях обычно оплачивают стоимость софта, необходимого для работы. Триал у DbSchema, если что, составляет две недели.
Нарисовать следюущую диаграмму заняло у меня порядко десяти минут:
Если раньше вам не доводилось работать с такими диаграммами, не пугайтесь, тут все просто. Прямоугольнички — это таблицы, строки в прямоугольничках — имена столбцов, стрелочками обозначаются внешние ключи, а ключиками — первичные ключи. При желании тут можно разглядеть даже индексы, типы столбцов и обязательность их заполнения (null / not null), но для нас сейчас это не так важно.
Нетрудно заметить, что данная диаграмма легко отображается в код для создания схемы базы данных на языке SQL. В DbSchema сгенерировать SQL можно, сказав Schema → Generate Schema and Data Script. Затем полученный скрипт можно скормить используемой вами СУБД:
cat music.sql | psql -hlocalhost test_database test_user
Я использовал PostgreSQL. Информацию о том, как установить эту СУБД, вы найдете в этой заметке .
Итак, чем же я руководствовался при проектировании схемы?
Процесс устранения избыточности и ликвидации противоречивости базы данных называется нормализацией . Выделяют так называемые нормальные формы, из которых на практике редко кто помнит больше первых трех.
Грубо говоря, таблица находится в первой нормальной форме (1НФ), если на пересечении любой строки и любого столбца в таблице находится ровно одно значение. В современных РСУБД это условие всегда выполняется. Даже если СУБД поддерживает множества или массивы, на пересечении строки и столбца хранится ровно одно значение типа множество или массив. Но в таблице (user varchar(100), phone integer) не может быть строки alex - 1234, 5678 . В 1НФ может быть только две сроки — alex - 1234 и alex - 5678 .
Вторая нормальная форма (2НФ) означает, что таблица находится в первой нормальной форме, и каждый неключевой атрибут неприводимо зависит от значения первичного ключа. Неприводимость означает следующее. Если первичный ключ состоит из одного атрибута, то любая функциональная зависимость от него неприводима. Если первичный ключ является составным, то в таблице не может быть атрибута, значение которого однозначно определяется значением подмножества атрибутов первичного ключа.
Таблица находится в третьей нормальной форме, если она находится в 2НФ и ни один неключевой атрибут не находится в транзитивной функциональной зависимости от первичного ключа. Например, рассмотрим таблицу (employee varchar(100) primary key, department varchar(100), department_phone integer) . Очевидно, что она находится в 2НФ. Но телефон отдела находится в транзитивной функциональной зависимости от имени сотрудника, так как сотрудник однозначно задает отдел, а отдел однозначно задает телефон отдела. Для приведения таблицы в 3НФ нужно разбить ее на две таблицы — employee - department и departmnet - phone .
Легко видеть, что нормализация уменьшает избыточность базы данных и препятствует внесению случайных ошибок. Например, если оставить таблицу из последнего примера в 2НФ, то можно по ошибке прописать одному и тому же отделу разные телефоны. Или рассмотрим компанию с пятью отделами и 1000 сотрудниками. Если у отдела поменялся номер телефона, то для его обновления в базе данных в случае 2НФ потребуется просканировать 1000 строк, а в случае с 3НФ только пять.
Суть проектирования баз данных (БД), как и любого другого процесса проектирования, в создании описания новой, прежде не существовавшей в таком виде системы, которая при её реализации способна предполагаемо функционировать в соответствующих условиях. Из этого следует, что этапы проектирования базы данных должны последовательно и логически связано отражать суть этого процесса.
Замысел проектирования основывается на какой-либо сформулированной общественной потребности. У этой потребности есть среда её возникновения и целевая аудитория потребителей, которые будут пользоваться результатом проектирования. Следовательно, процесс проектирования баз данных начинается с изучения данной потребности с точки зрения потребителей и функциональной среды её предполагаемого размещения. То есть, первым этапом становится сбор информации и определение модели предметной области системы, а также – взгляда на неё с точки зрения целевой аудитории. В целом, для определения требований к системе производится определение диапазона действий, а также границ приложений БД.
Далее проектировщик, уже имеющий определённые представления о том, что ему нужно создать, уточняет предположительно решаемые приложением задачи, формирует их список (особенно, если в проектной разработке большая и сложная БД), уточняет последовательность решения задач и производит анализ данных. Такой процесс – тоже этапная проектная работа, но обычно в структуре проектирования эти шаги поглощаются этапом концептуального проектирования – этапом выделения объектов, атрибутов, связей.
Создание концептуальной (информационной модели) предполагает предварительное формирование концептуальных требований пользователей, включая требования в отношении приложений, которые могут и не быть сразу реализованным, но учёт которых позволит в будущем повысить функциональность системы. Имея дело с представлениями объектов-абстракций множества (без указания способов физического хранения) и их взаимосвязями, концептуальная модель содержательно соответствует модели предметной области. Поэтому в литературе первый этап проектирования БД называется инфологическим проектированием.
Далее отдельным этапом (либо дополнением к предыдущему) следует этап формирования требований к операционной обстановке, где оцениваются требования к вычислительным ресурсам, способным обеспечить функционирование системы. Соответственно, чем больше объем проектируемой БД, чем выше пользовательская активность и интенсивность обращений, тем выше требования предъявляются к ресурсам: к конфигурации компьютера к типу и версии операционной системы. Например, многопользовательский режим работы будущей базы данных требует сетевого подключения с использованием операционной системы, соответствующей многозадачности.
Следующим этапом проектировщик должен выбрать систему управления базой данных (СУБД), а также инструментальные средства программного характера. После этого концептуальную модель необходимо перенести в совместимую с выбранной системой управления модель данных. Но нередко это сопряжено с внесением поправок и изменений в концептуальную модель, поскольку не всегда взаимосвязи объектов между собой, отражённые концептуальной моделью, могут быть реализованы средствами данной СУБД.
Это обстоятельство определяет возникновение следующего этапа – появления обеспеченной средствами конкретной СУБД концептуальной модели. Данный шаг соответствует этапу логического проектирования (создания логической модели).
Наконец, финальным этапом проектирования БД становится физическое проектирование – этап увязки логической структуры и физической среды хранения.
Таким образом, основные этапы проектирования в детализированном виде представлены этапами:
Ключевые из них ниже будут рассмотрены подробнее.
Идентификация сущностей составляет смысловую основу инфологического проектирования. Сущность здесь – это такой объект (абстрактный или конкретный), информация о котором будет накапливаться в системе. В инфологической модели предметной области в понятных пользователю терминах, которые не зависят от конкретной реализации БД, описывается структура и динамические свойства предметной области. Но термины, при этом берутся в типовых масштабах. То есть, описание выражается не через отдельные объекты предметной области и их взаимосвязи, а через:
Инфологическую модель можно создавать с помощью нескольких методов и подходов:
Поскольку использование метода «сущность-связь» является комбинированным способом проектирования на данном этапе, он чаще других становится приоритетным.
Локальные представления при методическом разделении должны, по возможности, включать в себя информацию, которой бы хватило для решения обособленной задачи или для обеспечения запросов какой-то группы потенциальных пользователей. Каждая из этих областей содержит порядка 6-7 сущностей и соответствует какому-либо отдельному внешнему приложению.
Зависимость сущностей отражается в разделении их на сильные (базовые, родительские) и слабые (дочерние). Сильная сущность (например, читатель в библиотеке) может существовать в БД сама по себе, а слабая сущность (например, абонемент этого читателя) «привязывается» к сильной и отдельно не существует.
Следует разделять понятия «экземпляр сущности» (объект, характеризующийся конкретными значениями свойств) и понятие «тип сущности» – объект, для которого характерно общее имя и список свойств.
Для каждой отдельной сущности выбираются атрибуты (набор свойств), которые в зависимости от критерия могут быть:
После этого производится спецификация атрибута, спецификация связей в локальном представлении (с разделением на факультативные и обязательные) и объединение локальных представлений.При числе локальных областей до 4-5 их можно объединить за один шаг. В случае увеличения числа, бинарное объединение областей происходит в несколько этапов.
В ходе этого и других промежуточных этапов находит своё отражение итерационная природа проектирования, выражающаяся здесь в том, что для устранения противоречий необходимо возвращаться на этап моделирования локальных представлений для уточнения и изменения (например, для изменения одинаковых названий семантически разных объектов или для согласования атрибутов целостности на одинаковые атрибуты в разных приложениях).
От выбора системы управления БД зависит практическая реализация информационной системы. Наиболее значимыми критериями в процессе выбора становятся параметры:
Ошибки в выборе СУБД практически наверняка впоследствии спровоцируют необходимость корректировать концептуальную и логическую модели.
Логическая структура БД должна соответствовать логической модели предметной области и учитывать связь модели данных с поддерживаемой СУБД. Поэтому этап начинается с выбора модели данных, где важно учесть её простоту и наглядность.
Предпочтительнее, когда естественная структура данных совпадает с представляющей её моделью. Так, например, если в данные представлены в виде иерархической структуры, то и модель лучше выбирать иерархическую. Однако на практике такой выбор чаще определяется системой управления БД, а не моделью данных. Поэтому концептуальная модель фактически транслируется в такую модель данных, которая совместима с выбранной системой управления БД.
Здесь тоже находит отражение природа проектирования, которая допускает возможность (или необходимость) вернуться к концептуальной модели для её изменения в случае, если отражённые там взаимосвязи между объектами (или атрибуты объектов) не удастся реализовать средствами выбранной СУБД.
По завершению этапа должны быть сформированы схемы баз данных обоих уровней архитектуры (концептуального и внешнего), созданные на языке определения данных, поддерживаемых выбранной СУБД.
Схемы базы данных формируются с помощью одного из двух разнонаправленных подходов:
Второй подход предполагает определение ряда высокоуровневых сущностей и их взаимосвязей с последующей детализацией до нужного уровня, что и отражает, например, модель, созданная на основе метода «сущность-связь». Но на практике оба подхода, как правило, комбинируются.
На следующем этапе физического проектирования БД логическая структура отображается в виде структуры хранения БД, то есть увязывается с такой физической средой хранения, где данные будут размещены максимально эффективно. Здесь детально расписывается схема данных с указанием всех типов, полей, размеров и ограничений. Помимо разработки индексов и таблиц, производится определение основных запросов.
Построение физической модели сопряжено с решением во многом противоречивых задач:
Вторая задача вступает в конфликт с первой, поскольку, например:
Всё это увеличивает размер базы данных, поэтому проектировщик ищет разумный баланс, при котором задачи решаются оптимально путём грамотного размещения данных в пространстве памяти, но не за счёт средств защиты базы дынных, куда входит как защита от несанкционированного доступа, так и защита от сбоев.
Для завершения создания физической модели проводят оценку её эксплуатационных характеристик (скорость поиска, эффективность выполнения запросов и расхода ресурсов, правильность операций). Иногда этот этап, как и этапы реализации базы данных, тестирования и оптимизации, а также сопровождения и эксплуатации, выносят за пределы непосредственного проектирования БД.
Основные понятия о базах данных и СУБД
Информационная система (ИС) – это система, построенная на базе компьютерной техники, предназначенная для хранения, поиска, обработки и передачи значительных объемов информации, имеющая определенную практическую сферу применения.
База данных – это ИС, которая хранится в электронном виде.
База данных (БД) – организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти ЭВМ, постоянного обновления и использования.
БД служат для хранения и поиска большого объёма информации. Примеры баз данных: записная книжка, словари, справочники, энциклопедии и т.д.
Классификация баз данных:
1. По характеру хранимой информации:
- Фактографические – содержат краткие сведения об описываемых объектах, представленных в строго определённом формате (картотеки, н-р: БД книжного фонда библиотеки, БД кадрового состава учреждения),
- Документальные – содержат документы (информацию) самого разног типа: текстового, графического, звукового, мультимедийного (архивы, н-р: справочники, словари, БД законодательных актов в области уголовного права и др.)
2. По способу хранения данных:
- Централизованные (хранятся на одном компьютере),
- Распределенные (используются в локальных и глобальных компьютерных сетях).
3. По структуре организации данных:
- Реляционные (табличные),
- Нереляционные.
Термин «реляционный» (от лат. relatio – отношение) указывает на то, что такая модель хранения данных построена на взаимоотношении составляющих её частей. Реляционная база данных, по сути, представляет собой двумерную таблицу . Каждая строка такой таблицы называется записью. Столбцы таблицы называются полями: каждое поле характеризуется своим именем и топом данных. Поле БД – это столбец таблицы, содержащий значения определенного свойства.
Свойства реляционной модели данных:
Каждый элемент таблицы – один элемент данных;
Все поля таблицы являются однородными, т.е. имеют один тип;
Одинаковые записи в таблице отсутствуют;
Порядок записей в таблице может быть произвольным и может характеризоваться количеством полей, типом данных.
Иерархической называется БД, в которой информация упорядоченная следующим образом: один элемент считается главным, остальные – подчинёнными. В иерархической базе данных записи упорядочиваются в определенную последовательность, как ступеньки лестницы, и поиск данных может осуществляться последовательным «спуском» со ступени на ступень. Данная модель характеризуется такими параметрами, как уровни, узлы, связи. Принцип работы модели таков, что несколько узлов более низкого уровня соединяются при помощи связи с одним узлом более высокого уровня.
Узел – информационная модель элемента, находящегося на данном уровне иерархии.
Свойства иерархической модели данных:
Несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня;
Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень), не подчинено никакой другой вершине;
Каждый узел имеет своё имя (идентификатор);
Существует только один путь от корневой записи к более частной записи данных.
Иерархической базой данных является Каталог папок Windows, с которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол. На втором уровне находятся папки Мой компьютер, Мои документы, Сетевое окружение и Корзина, которые представляют собой потомков папки Рабочий стол, будучи между собой близнецами. В свою очередь, папка Мой компьютер – предок по отношению к папкам третьего уровня, папкам дисков (Диск 3,5(А:), С:, D:, E:, F:) и системным папкам (Принтеры, Панель управления и др.).
Сетевой называется БД, в которой к вертикальным иерархическим связям добавляются горизонтальные связи. Любой объект может быть главным и подчинённым.
Сетевой базой данных фактически является Всемирная паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую базу данных.
Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, называется система управления базами данных (СУБД). СУБД используются для упорядоченного хранения и обработки больших объемов информации.
Система управления базами данных (СУБД) – это система, обеспечивающая поиск, хранение, корректировку данных, формирование ответов на запросы. Система обеспечивает сохранность данных, их конфиденциальность, перемещение и связь с другими программными средствами.
Основные действия, которые пользователь может выполнять с помощью СУБД:
Создание структуры БД;
Заполнение БД информацией;
Изменение (редактирование) структуры и содержания БД;
Поиск информации в БД;
Сортировка данных;
Защита БД;
Проверка целостности БД.
Современные СУБД дают возможность включать в них не только текстовую и графическую информацию, но и звуковые фрагменты и даже видеоклипы.
Простота использования СУБД позволяет создавать новые базы данных, не прибегая к программированию, а пользуясь только встроенными функциями. СУБД обеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также удобный доступ к ним.
Популярные СУБД - FoxPro, Access for Windows, Paradox.
Таким образом, необходимо различать собственно базы данных (БД) – упорядоченные наборы данных, и системы управления базами данных (СУБД) – программы, управляющие хранением и обработкой данных. Например, приложение Access, входящее в офисный пакет программ Microsoft Office, является СУБД, позволяющей пользователю создавать и обрабатывать табличные базы данных.
Принципы построения систем управления баз данных следуют из требований, которым должна удовлетворять организация баз данных:
- Производительность и готовность. Запросы от пользователя базой данных удовлетворяются с такой скоростью, которая требуется для использования данных. Пользователь быстро получает данные всякий раз, когда они ему необходимы.
- Минимальные затраты. Низкая стоимость хранения и использования данных, минимизация затрат на внесение изменений.
- Простота и легкость использования. Пользователи могут легко узнать и понять, какие данные имеются в их распоряжении. Доступ к данным должен быть простым, исключающим возможные ошибки со стороны пользователя.
- Простота внесения изменений. База данных может увеличиваться и изменяться без нарушения имеющихся способов использования данных.
- Возможностьпоиска. Пользователь базы данных может обращаться с самыми различными запросами по поводу хранимых в ней данных. Для реализации этого служит так называемый язык запросов.
- Целостность . Современные базы данных могут содержать данные, используемые многими пользователями. Очень важно, чтобы в процессе работы элементы данных и связи между ними не нарушались. Кроме того, аппаратные ошибки и различного рода случайные сбои не должны приводить к необратимым потерям данных. Значит, система управления данными должна содержать механизм восстановления данных.
- Безопасность и секретность. Под безопасностью данных понимают защиту данных от случайного или преднамеренного доступа к ним лиц, не имеющих на это права, от неавторизированной модификации (изменения) данных или их разрушения. Секретность определяется как право отдельных лиц или организаций решать, когда, как какое количество информации может быть передано другим лицам или организациям.
Далее на примере одной из самых распространенных систем управления базами данных – Microsoft Access входит в состав популярного пакета Microsoft Office – мы познакомимся с основными типами данных, способами создания баз данных и с приемами работы с базами данных.
Проектирование баз данных
Как и любой программный продукт, база данных обладает собственным жизненным циклом (ЖЦБД). Главной составляющей в жизненном цикле БД является создание единой базы данных и программ, необходимых для ее работы.
ЖЦБД включает в себя следующие основные этапы:
1. Планирование разработки базы данных;
2. Определение требований к системе;
3. Сбор и анализ требований пользователей:
4. Проектирование базы данных:
Концептуальное проектирование базы данных – создание концептуальной модели данных, то есть информационной модели. Такая модель создаётся без ориентации на какую-либо конкретную СУБД и модель данных. Чаще всего концептуальная модель базы данных включает в себя: описание информационных объектов, или понятий предметной области и связей между ними; описание ограничений целостности, т.е. требований к допустимым значениям данных и к связям между ними;
Логическое проектирование базы данных – создание логической модели данных; создание схемы базы данных на основе конкретной модели данных, например, реляционной модели данных. Для реляционной модели данных логическая модель - набор схем отношений, обычно с указанием первичных ключей, а также «связей» между отношениями, представляющих собой внешние ключи.
Преобразование концептуальной модели в логическую модель, как правило, осуществляется по формальным правилам. Этот этап может быть в значительной степени автоматизирован.
На этапе логического проектирования учитывается специфика конкретной модели данных, но может не учитываться специфика конкретной СУБД.
Физическое проектирование базы данных – создание схемы базы данных для конкретной СУБД, создание описания СУБД. Специфика конкретной СУБД может включать в себя ограничения на именование объектов базы данных, ограничения на поддерживаемые типы данных и т.п. Кроме того, специфика конкретной СУБД при физическом проектировании включает выбор решений, связанных с физической средой хранения данных (выбор методов управления дисковой памятью, разделение БД по файлам и устройствам, методов доступа к данным, разработка средств защиты данных), создание индексов и т.д.;
5. Разработка приложений:
Проектирование транзакций (группа инструкций SQL (набор команд), исполняемых как единое целое);
Проектирование пользовательского интерфейса;
6. Реализация;
8. Тестирование;
9. Эксплуатация и сопровождение:
Анализ функционирования и поддержка исходного варианта БД;
Адаптация, модернизация и поддержка переработанных вариантов.
Проектирование баз данных – процесс создания схемы базы данных и определения необходимых ограничений целостности (соответствие имеющейся в базе данных информации её внутренней логике, структуре и всем явно заданным правилам).
Основные задачи проектирования баз данных:
Обеспечение хранения в БД всей необходимой информации.
Обеспечение возможности получения данных по всем необходимым запросам.
Сокращение избыточности и дублирования данных.
Обеспечение целостности базы данных.
Министерство образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию
Дагестанский Государственный Технический Университет
Факультет Информационных Систем
Кафедра ИСвЭ
Курсовой проект
«Разработка базы данных»
Выполнила: ст-ка 3 курса
Гр. И411 Вагабова П.Х.
Проверил: ст. преподаватель
Каф. ИСЭ Мурадов М.М.
Махачкала 2006г.
1.Введение
Теоритическая часть
1 «Анализ предметной области»
2 «Проектирование БД»
3 «Обзор современных СУБД»
4 «Обоснование выбора технических средств»
Проектная часть
1 Модули программ
2 Описание работы с программой
Заключение
Литература
Приложение
1.Введение
В современном обществе наблюдается значительный рост информационных потребностей, внедрение информационного обеспечения во все сферы человеческой деятельности. Стратегия ускоренного развития народного хозяйства страны, повышение темпов научно-технического прогресса также определяет в качестве катализирующего условия необходимость широкого внедрения и использования ЭВМ в различных сферах науки, техники, экономики. Развитие человечества, как показал опыт зарубежных стран, привело к необходимости перехода к информационному обществу, для которого характерно обеспечение требуемой степени информационности, рост объема и уровня информационных услуг, внедрение вычислительной техники и информационных компьютерных сетей.
Рациональное и умелое использование широких возможностей ЭВМ- серьезная проблема настоящего этапа развития общества, актуальность решения которой растет по мере увеличения парка ЭВМ и совершенствования их технического и программного оснащения.
Серийный выпуск ЭВМ различных классов, особенно персональных ЭВМ (ПЭВМ), приводит к качественным изменениям в обработке различного рода информации. Вот почему становится необходимым внедрять работу на ЭВМ в повседневную практику.
Проблемы внедрения информационных технологий возникли в нашей стране в исключительно сложный для общества период. Особую актуальность информатизация общества приобретает в условиях, когда необходимо информационно-вычислительное обеспечение экономических и социальных вопросов, удовлетворения информационных потребностей населения, поддержка процесса принятия решений на различных уровнях и т.д. Условием успешного развития информационных технологий в нашей стране является массовое внедрение средств вычислительной техники и сетей связи в промышленную и социальную сферу, подготовка квалифицированных кадров, внедрение программного обеспечения, которое обеспечивает доступ неквалифицированного в вычислительной технике пользователя в вычислительную среду.
В данной курсовой работе основной задачей является автоматизация работы пользователя, это необходимо, для того чтобы облегчить работу пользователя. Для удобства таких операций в БД, как поиск данных, их редактирование, ввод, удаление. Использование вычислительной техники в данное время невозможно без рациональной организации информационной базы и обеспечения эффективного доступа к ней пользователя. Для этой цели и служат банки данных, которые нашли применение в автоматизированных системах разных типов и уровней.
2. Теоретическая часть
1 Анализ предметной области
В этой курсовой работе я разработала базу данных, в которой фиксируются данные о выпуске продукции и расходе сырья. Ежедневно поступающие на производство сырьё и материалы, а также данные о выпускаемой продукции(сколько было выпущено продукции, кем и в какой день) должны фиксироваться в РКО и ПКО, которые в свою очередь заносятся в Главную книгу.
Так как XXI век- век компьютерной техники, то просто не имеет смысла вести учёт вручную, перебирать кипу бумаг в надежде найти то, что нас интересует, достаточно сформировать БД в C++Builder и поиск нужных данных будет осуществляться намного быстрее.
На предприятиях, где используют такого рода программы, занятость работников повышается, они могут за день выполнить намного больше работы, т.е. продуктивность рабочего дня увеличивается.
В моей курсовой учёт ведётся по следующим полям:
· ФИО мастера,
· Номер машины,
· Количество выпущенной продукции,
· Наименование изделия,
· Материал,
· Артикул ткани,
· Название ткани,
· Производитель ткани,
· Расход ткани,
· Цена ткани,
· Артикул красителя,
· Название красителя,
· Производитель красителя,
· Расход красителя,
· Цена красителя.
В данной программе можно получить сведения о том,
кто именно и сколько продукции произвёл в какой-то определённый день.
2 Проектирование БД
В БД отражается определенная информация о предметной области.
Предметной областью называется часть реального мира, представляющая интерес для данного исследования. Естественно, что полнота ее описания будет зависеть от целей создаваемой информационной системы.
В автоматизированных информационных системах отражение предметной области представлено моделями данных нескольких уровней. Независимо от того поддерживаются ли в данном виде уровни модели физического и логического уровня можно выделить эти уровни модулей и соответственно к ним этапы проектирования БД.
Инфологическая модель:
Описание предметной области, выполненное без ориентации на используемые в дальнейшем программные и технические средства, называется инфологической моделью предметной области (ИЛМ).
Прежде чем начинать проектирование базы данных, необходимо как следует разобраться, как функционирует предметная область, для отображения которой вы создаете БД. Предметная область должна быть предварительно описана. Для этого может использоваться естественный язык, но и его применение имеет много недостатков, основными из них являются громоздкость описания и неоднозначность его трактовки. Поэтому обычно для этих целей используют искусственные формализованные языковые средства. Следовательно, описание предметной области, выполненное с использованием естественного языка, математических формул, таблиц, графиков и других средств, понятным всем людям, работающих над проектированием баз данных (БД), называется инфологической моделью данных (ИЛМ).
Инфологическая модель должна легко восприниматься разными категориями пользователей. Желательно, чтобы ИЛМ строил специалист, работающий в данной предметной области, а не проектировщик систем машинной обработки данных. Если в силу определенных причин это невозможно обеспечить, то необходимо, чтобы первые могли хотя бы проверить сделанное описание, чтобы убедиться, что специфика предметной области воспринята правильно. Инфологическая модель должна также легко и однозначно восприниматься всеми специалистами, которые в дальнейшем участвуют в процессе проектирования баз данных и программного обеспечения.
Инфологическая модель является средством коммуникации разнообразных коллективов, как конечных пользователей, так и разработчиков. Кроме того, она является ядром системы проектирования. ИЛМ содержит необходимую и достаточную информацию для дальнейшего проектирования автоматизированной системы обработки информации.
Для описания инфологической модели используются как языки описательного типа, так и графические средства. Последние в настоящее время приобретают все большую популярность. Графическое представление является наиболее наглядным и простым для восприятия.
При отражении в инфологической системе каждый объект представляется идентификатором, который отличает один объект класса от другого, а каждый класс объектов представляется своим именем. Каждый объект обладает определенным набором свойств. Для объектов одного класса набор этих свойств одинаковый, а значения могут быть разными.
При описании предметной области надо отразить связи между объектом и характеризующим его свойством. Связи отображаются в виде линий, соединяющий объект и его свойство. Связь между объектом и его свойством может быть различной. Свойства являются постоянными, если их значения не меняются со временем. Такие свойства называются статическими(S). А свойства значения, которых изменяются, называются динамическими(D).
Требования, предъявляемые к инфологической модели:
Адекватное отображение предметной области- язык для представления ИЛМ должен обладать достаточными выразительными возможностями для отображения явлений, имеющих место в предметной области.
Непротиворечивость - не должна, допускаться неоднозначная трактовка модели.
Должна отражать взгляды и потребности всех пользователей системы.
Модель должна быть легко расширяемой, т.е. обеспечивать ввод данных новых данных без изменения ранее определенных. То же самое можно сказать и об удалении данных.
Должна обладать свойствами декомпозиции и композиции (укреплять базу данных или расщеплять).
Должна быть легко реализуемой на ЭВМ.
Должна быть независимой от оборудования и языков организации БД на ЭВМ.
Основные конструктивные элементы инфологической модели:
Сущность- любой различимый объект, информацию о котором необходимо хранить в базе данных. Необходимо различать такие понятия как тип сущности и экземпляр сущности. Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов, событий и идей, выступающих как целое. Экземпляр сущности относится к конкретной вещи в наборе.
Атрибут - поименованная характеристика сущности. Его наименование должно быть уникальным для конкретного типа сущности, но может быть одинаковым для различного типа сущностей.
Ключ - минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности.
Связь- ассоциирование двух или более сущностей. Так как назначение баз данных не только хранение отдельных не связанных между собой данных, то структура их не так уж и проста, как кажется на первый взгляд. Одно из требований, предъявляемое к базам данных - это обеспечение возможности отыскания одних сущностей по значениям других. Для этого требуется установить между ними определенные связи. Но в реальных базах данных нередко содержатся до тысяч сущностей, а значит, что теоретически между ними можно установить до миллиона связей и более. Наличие такого множества связей и определяет сложность инфологической модели.
Даталогическая модель базы данных (ДЛМ):
В отличие от инфологической модели данных даталогическая модель является компьютеро-ориентированной. Эта модель строится в терминах информационных единиц, допустимых в той конкретной СУБД, в среде которой мы проектируем базу данных. Этап создания ДЛМ называется даталогическим проектированием. Описание логической структуры базы данных на языке СУБД называется схемой.
Физическая модель БД:
Для привязки даталогической модели к среде хранения используется модель данных физического уровня. Эта модель определяет используемые запоминающие устройства, способы физической организации данных в среде хранения. Модель физического уровня также строится с учетом возможностей, предоставляемых СУБД. Описание физической структуры базы данных называется схемой хранения. Соответствующий этап проектирования БД называется физическим проектированием.
СУБД обладают разными возможностями по физической организации данных, в связи, с чем сложность и трудоемкость физического проектирования, набор выполняемых шагов различаются для конкретных систем. К числу работ, выполняемых на этапе физического проектирования, относятся: выбор типа носителя, способа организации данных, методов доступа, определение размера физического блока, управление размещением данных на внешнем носителе, управление свободной памятью, определение целесообразности сжатия данных и используемых методов сжатия, оценка физической модели данных. К физическому проектированию относятся и проблемы, связанные с буферизацией (определение числа и размеров буферов, используемых при передаче данных из внешней памяти во внутреннюю, закрепление файлов за буферами).
В настоящее время наблюдается тенденция к сокращению работ на стадии физического проектирования. Иногда эти работы вообще бывают скрыты от проектировщика.
база данное язык программирование
2.3 Обзор современных СУБД
Широкая потребность в автоматизированной обработке данных массовой информации выдвинула потребность в специализированных языках обработки данных. Такие средства обычно включены в системы управления базами данных. Пакеты СУБД дают возможность осуществлять управление данными непосредственно в интерактивном режиме, а так же позволяют программистам разрабатывать более совершенные программные средства их обработки - программные приложения.
В наиболее полном варианте пакеты СУБД должны иметь следующие компоненты:
Среда пользователя, дающая возможность непосредственно управления БД.
Алгоритмический язык для программирования прикладных систем обработки данных.
Компилятор для придания завершенной программе готового коммерческого вида, в виде exe-файла.
Программы- утилиты быстрого программирования рутинных операций, такие как FORM, MENU.
СУБД является пользовательской оболочкой, ориентированной на немедленное управление запросов пользователя. Однако для отечественного пользователя это представляет меньшую значимость вследствие трудности овладения англоязычным интерфейсом. Наличие в СУБД языка программирования позволяет создавать сложные системы обработки данных для конкретных задач. Группа реляционных СУБД представлена на рынке программных продуктов достаточно широко. Это, например, такие системы как Paradox, Clipper.
Основная особенность СУБД - это наличие процедур для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры. Файлы, снабженные описанием хранимых в них данных и находящиеся под управлением СУБД, стали называть банки данных, а затем "Базы данных" (БД).
Базы Данных (БД) представляют собой совокупность данных, структурированных определенным образом по определенной тематике, применяющихся в различных отраслях экономики, промышленности, бизнеса и науки. Скорость доступа к нужной информации, оперативность ее получения определяют, в конечном итоге, успешное ведение бизнеса и уменьшают затраты на соответствующие статьи доходов. Разработаны методы, которые облегчают работу с большим объемом данных: создание баз данных, выполнение поиска, редактирование, извлечение различных выборок, а также проведение анализа данных и оформления расчетов, которые содержат итоговые документы и данные в виде таблиц, диаграмм и графиков.
Эти методы реализуются с помощью комплекса программных средств, обеспечивающих работу с БД - системой управления базой данных (СУБД).
Известно много программных продуктов, позволяющих создавать и работать с БД, например, Access, Clipper, Excel и другие. Среди большого разнообразия программ наибольшей популярностью пользуется СУБД FoxPro, которая по своим характеристикам удовлетворяет самым высоким требованиям, предъявляемым такого типа системам как по уровню и объему, так и по скорости обработки информации.
На данный момент разработано и широко используется Visual FoxPro для Windows версий 3.0 и 5.0. Однако, работа с этими пакетами для непрограммистов представляет собой довольно сложную задачу. Поэтому для создания БД для пользователей, имеющих небольшой опыт в программировании, очень удачными являются версии 2.5 и 2.6 под Windows и 2.0 под DOS.
Структура Базы данных:
База данных - это набор однородной и,как правило, упорядоченной по некоторому критерию информации. База данных может быть представлена как в “бумажном”, так и в компьютерном виде.
Типичным примером “бумажной” базы данных является каталог библиотеки- набор бумажных карточек, содержащий информацию о книгах. Информация в этой базе однородная (содержит сведения только о книгах) и упорядоченная (карточки расставлены в алфавитном порядке фамилий авторов). Другими примерами бумажной базы данных являются телефонный справочник и расписание движения поездов.
Компьютерная база данных представляет собой файл (или набор связанных файлов), содержащий информацию, который часто называют файлом данных. Файл данных состоит из записей, каждая из которых содержит информацию об одном экземпляре. Записи состоят из полей. Каждое поле содержит информацию об одной характеристике экземпляра. Следует обратить внимание, что каждая запись состоит из одинаковых полей. Некоторые поля могут быть не заполнены, однако все равно присутствуют в записи. На бумаге базу данных удобно представлять в виде таблицы. Информацию компьютерных баз данных обычно выводят на экран в виде таблиц. Поэтому часто вместо словосочетания “файл данных” используют словосочетание “таблица данных” или просто “таблица”.
Среда разработки Borland С++ Builder.
Для создания автономного рабочего места можно выбрать программные средства языка « С++ Builder» , которое является одной из наиболее известных СУБД. На рынке программных продуктов есть много средств для автоматизации программирования. Но по мощности и удобству использования со средой Builder может соперничать лишь Borland Delphi и Microsoft Visual Basic.
« С++ Builder» является мощной системой визуального объектно-ориентированного программирования, которая позволяет работать как с простыми локальными удаленными БД, так и с многозвенными распределенными БД. Она сама и поставляемые с ней программные продукты позволяют решать следующий круг задач:
Быстро создавать профессионально выглядящие оконные интерфейсы для приложений даже начинающих программистов.
Создавать приложения любой сложности и любого назначения, будь то офисные, бухгалтерские, инженерные, информационно поисковые приложения.
Создавать удобный интерфейс любым ранее созданным программам.
Создавать собственные библиотеки DLL- компонентов, которые потом можно использовать в других языках программирования.
Создавать системы работы с локальными и удаленными БД любых типов.
Создавать БД различных типов с помощью инструментария С++ Builder (DataBaseDesktop).
Форматировать и печатать из приложения сложные отчеты, включающие в себя таблицы, графики, самого разного обозначения.
Связываться со своего приложения с такими продуктами Microsoft как Word, Excel и др.
Создавать систему помощи, как для своих приложений, так и для других.C++Builder 6 - это программа, созданная для управления данными - каталогизации, поддержки, обработки информации и многое другое. Хотя Вы можете производить многие операции базы данных через систему меню и интерфейс, овладение обширными возможностями Borland C++Builder 6 требует некоторого знания лежащего в основе языка программирования.
Приложения в среде Borland
С++ Builder
6 строятся в виде специальных конструкций - проектов, которые выглядят для
пользователя как совокупность нескольких файлов. Ни одна программа не может
существовать вне структуры-проекта. Действия по управлению проектами
осуществляет специальный программный комплекс - Менеджер проектов.
4 Обоснование выбора технических средств
Минимальные системные требования:
Операционная система Microsoft Windows 98, Windows Millennium (Me), Windows 2000 и поздние версии операционных систем Microsoft Windows.
3. объем оперативной памяти должен составлять не менее 128 Mb (256 Mb рекомендуется).
4. 115 Mb свободного места на жестком диске.
VGA или более высокое разрешение монитора.
Мышь, клавиатура.
Пространство на жестком диске, необходимое для полной установки: 675 Mb (Enterprise edition); 580 Mb (Professional); 480 Mb (Personal)
3. Проектная часть
Задание: Выпуск продукции и расход сырья. Структура файлов БД:
ФИО мастера, дата выпуска, номер машины, количество выпущенной продукции, наименование изделий, артикул ткани, название ткани, производитель ткани, расход ткани, цена ткани, артикул красителя, название красителя, производитель красителя, расход красителя, цена красителя.
Формы документов: сведения о человеке, выпускающем продукцию за месяц, сведения о людях, выпускающих продукцию за месяц.
На основании теоретических данных построим инфологическую (Рис.3.1) и даталогическую (Таб.3.1, Таб.3.2) модели данных.
Рис.3.1 инфологическая модель предметной области.
Таблица 3.1.
«Схема данных выпуск продукции и расход сырья»
|
наименование |
назначение |
размерность |
||
|
ФИО мастера |
||||
|
дата выпуска |
||||
|
номер машины |
|
|||
|
кол.вып продукции |
|
|||
|
наим. изделий |
||||
|
материал |
|
Таблица 3.2.
«Схема данных материал»
|
наименование |
назначение |
размерность |
||
|
материал |
|
|||
|
артикул ткани |
|
|||
|
название ткани |
||||
|
произволитель ткани |
||||
|
расход ткани |
||||
|
цена ткани |
||||
|
артикул красителя |
|
|||
|
название красителя |
||||
|
произволитель красителя |
||||
|
расход красителя |
||||
|
цена красителя |
Схема таблиц.
Откроем Пуск->Программы->Borland C++ Builder 6->BDE Administrator. Создадим БД: Object->New и назовем ее «КБД».
Откроем Пуск->Программы->Borland C++ Builder 6->Database Desktop. В ней создадим две таблицы (New->Table), которые назовем:
3.1 Модули программ
Данное приложение содержит одну главную форму Form1. Она запускает ряд процедур, которые являются модулями программ.
Список процедур:
Table1AfterScroll- обеспечивает отображение данных Таблицы1 (“t1.db”) в окне редактирования при перемещении по таблице.AfterScroll- обеспечивает отображение данных Таблицы2 (“t2.db”) в окне редактирования при перемещении по таблице.Click- обеспечивает отображение данных таблиц в окне редактирования при перемещении по таблице с помощью компоненты навигации по базе данных.Click- переводит Таблицы 1 и 2 (“t1.db” , “t2. db ”) в состояние режима вставки (dsInsert), а также очищает поля ввода данных.Click- редактирует содержимое Таблиц 1 и 2 (“t1.db” , “t2. db”).Click- сохраняет данные, внесенные в окна редактирования, для Таблиц 1 и 2 (“t1.db ” “t2.db”).Click- удаляет данные из Таблиц 1 b 2 (“t1.db ” и “t2.db”).Click- очищает поля ввода данных.Click- выводит отчет QuickRep1 на экран.Click- выводит отчет QuickRep1 на печать.Click- осуществляет переход на Form2.Click- осуществляет выход из программы.Click- осуществляет фильтрацию Таблицы1 (“t1.db”).Change- осуществляет фильтрацию Таблицы1 (“t1.db”) по полю N_mash Change- осуществляет фильтрацию Таблицы1 (“t1.db”) по полю Naim_iz Change- осуществляет поиск данных Таблицы1 (“t1.db”) по полю Fio_vas(используется метод Locate).Change- осуществляет поиск данных Таблицы1 (“t1.db”) по полю Data_v(используется метод Locate).
Form2-
используется для вывода справки о программе на экран.
Схема взаимосвязи программных модулей:
2 Описание работы с программой
Данная программа осуществляет следующие операции: ввод данных в БД, поиск данных по ключевым словам, вывод информации на экран, просмотр данных, вывод на печать выходных документов, фильтрация по полям и корректный выход из программы.
Операция ввода позволяет вводить в базы данных следующие данные: ФИО мастера, дата выпуска, номер машины, количество выпущенной продукции, наименование изделия, материал, артикул ткани, название ткани, производитель ткани, расход ткани, цена ткани, артикул красителя, название красителя, производитель красителя, расход красителя, цена красителя. Для того чтобы осуществить ввод новых данных необходимо нажать на кнопку Ввод -> ввести нужные данные в поля ввода -> Сохранить.
Нажав Удалить, можно удалить запись. Редактировать запись можно следующим образом: к примеру в Edit1 введём новую фамилию мастера и нажмём на кнопку «редактировать», изменения должны отобразиться в таблицах.
Просмотр - дает возможность увидеть внесенные изменения. Печать - выводит на принтер готовый документ.
Поиск осуществляется по ФИО мастера и дате выпуска. Введя в поле ввода ФИО нужного нам мастера, будут высвечиваться все данные об этом мастере. Фильтрация осуществляется по номеру машины и наименованию изделия. К примеру мы можем ввести в поле Edit34 наименование изделия, установить значок «наименование изделия» и в наших таблицах выведутся все данные относительно этого изделия.
4.Заключение
В результате проделанной работы я ознакомилась с программой C++Builder и создала БД «выпуск продукции и расход сырья».
Итак, результатом проделанной работы явилась программа эффективного управления производством на предприятии. Я добилась поставленной в начале проектирования задачи. Теперь пользуясь этой программой возможно одновременно решение многих проблем.
Теперь достаточно иметь на предприятии хотя бы один персональный компьютер с этой программой, человека, который будет вносить входные данные, и выводить нужную информацию и работа всего промышленного комплекса не будет прекращаться, а наоборот со временем будет приобретать всё новые обороты. Также станет возможным контроль за качеством производства и значительно снизится выпуск брака. Таким образом, организацией сможет руководить один человек, не прибегая к помощи различных дополнительных вычислений вручную, и поиска нужных документов среди кипы бумаг, когда все что нужно в себе содержит программа. Это позволит людям сэкономить и время, которое обычно тратят на поиск нужных документов, из-за чего обычно появляются простои на производстве.
5. Литература
1. Диго С.М. “Использование и проектирование базы данных”.
2. Курс лекций по дисциплине “Базы данных”.
Никита Культин “Самоучитель С++ Builder ” Санкт-Петербург <<БВХ-Петербург>> 2004 г.
Хеннер Е.К., Могилев А.В., Пак Н.И. «Информатика». М.: «Учебное пособие для студентов пед. вузов», 1999 г.
Б. Бабэ «Просто и ясно о Borland C++»;
Т. Сван «Программирование для Windows в Borland C++ Builder»;
Д. Холингворт, Б. Сворт, М. Кэшмэн, П. Густавсон «Borland С++ Builder»;
М. Фленов «Программирование на Borland C++ Builder глазами хакера»;
