ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Московский государственный университет
технологий и управления
Кафедра информационных технологий
Базы данных
Методические указания по выполнению
курсовой работы
для студентов по специальности
230102 Автоматизированные системы обработки информации и управления
2009
Автор: Г.А. Варнакова
Рецензент: А.Н. Баранов – к.т.н., директор представительства МГУТУ в г.Рязани
Введение
Курсовая работа – один из наиболее активных видов самостоятельной работы студентов высших учебных заведений.
Выполнение курсовой работы предусмотрено государственным образовательным стандартом и учебным планом.
Целью данной курсовой работы является получение студентами практического навыка самостоятельной разработки баз данных.
В курсовой работе студенты решают следующие основные задачи:
1. Построение информационной модели базы данных.
2. Создание физической модели базы данных.
В процессе разработки необходимо пройти все основные этапы создания информационной модели базы данных. Для создания физической модели базы данных можно пользоваться любыми средствами СУБД.
Самостоятельная работа над темой способствует получению глубоких и прочных знаний по базам данных.
1 Основные требования к курсовой работе
Задание на курсовую работу выдается студентам индивидуально преподавателем дисциплины - руководителем курсовой работы в период лабораторно-экзаменационной зимней сессии 3 курса на занятиях по дисциплине Базы данных. Курсовая работа в полном объеме должна быть выполнена самостоятельно до летней лабораторно-экзаменационной сессии 3 курса.
Примерный перечень тематики работ приведен ниже.
Курсовую работу студент выполняет непосредственно под руководством преподавателя данной дисциплины.
Обязанности руководителя курсовой работы:
- выдача задания на курсовую работу;
- оказание помощи студенту в разработке плана работы, в выборе языка программирования;
- рекомендация основной литературы, справочных материалов и других источников по теме;
- проведение консультаций;
- проверка выполнения работы и пояснительной записки.
Курсовые работы должны быть ориентированы на разработку базы данных.
Курсовая работа состоит из двух частей: теоретической и практической. Теоретическая часть представляется пояснительной запиской, а практическая – разработанной базой данных.
Работа должна содержать две главы. Первая глава должна быть посвящена теории разработки баз данных. Вторая глава должна быть посвящена разработке информационной модели базы данных и структуры базы данных.
В процессе выполнения курсовой работы необходимо создать отношения, составляющие базу данных (БД), включая определение типов полей, индексирование и заполнение таблиц записями. Количество записей в таблицах не ограничивается, однако их должно быть столько, чтобы наглядно иллюстрировать правильность выполнения работы (минимум 15 записей).
Структура созданной БД, хранимые отношения и записи, типы полей, ключи, взаимосвязи должны быть описаны в пояснительной записке.
Курсовая работа должна быть выполнена и защищена в срок, установленный учебным планом.
2 План пояснительной записки
Пояснительная записка к курсовой работе должна содержать следующие разделы:
Введение
Глава 1. Теоретические основы разработки баз данных
Глава 2. Проектирование БД на основе концептуальных требований
2.1 Разработка информационной и физической модели базы данных
2.2 Контрольный пример
Заключение
Список литературы
Приложения
3 Содержание пояснительной записки
3.1 Введение
Во введении указывается значимость, степень новизны и характер темы. Объем введения от 1 до 3 страниц.
3.2 Разработка информационной и физической модели базы данных
В основу проектирования БД должны быть положены представления конечных пользователей конкретной организации — концептуальные требования к системе. Именно конечный пользователь в своей работе принимает решения с учетом получаемой в результате доступа к базе данных информации. От оперативности и качества этой информации будет зависеть эффективность работы организации. Данные, помещаемые в базу данных, также предоставляет конечный пользователь.
При рассмотрении требований конечных пользователей необходимо принимать во внимание следующее:
- база данных должна удовлетворять актуальным информационным потребностям организации. Получаемая информация должна по структуре и содержанию соответствовать решаемым задачам;
- база данных должна обеспечивать получение требуемых данных за приемлемое время, то есть отвечать заданным требованиям производительности;
- база данных должна удовлетворять выявленным и вновь возникающим требованиям конечных пользователей;
- база данных должна легко расширяться при реорганизации и расширении предметной области;
- база данных должна не зависеть (или мало зависеть) от количества помещаемых в нее данных;
- база данных должна легко изменяться при изменении программной и аппаратной среды;
- загруженные в базу данных корректные данные должны оставаться корректными;
- база данных должна содержать только достоверные данные. Достоверность данных должна обеспечиваться как при вводе новых данных, так и при редактировании уже имеющихся данных;
- данные до включения в базу данных должны проверяться на достоверность;
- доступ к данным, размещаемым в базе данных, должны иметь только лица с соответствующими полномочиями.
В результате анализа поставленной заказчиком задачи и обработки требований конечных пользователей составляется концептуальная модель. Логическая модель отражает логические связи между элементами данных вне зависимости от их содержания и среде хранения.
При разработке логической модели базы данных, прежде всего необходимо решить, какая модель данных наиболее подходит для отображения конкретной концептуальной модели предметной области. Коммерческие системы управления базами данных поддерживают одну из известных моделей данных или некоторую их комбинацию. Почти что все популярные системы для персональных компьютеров поддерживают реляционную модель данных.
Отображение концептуальной модели данных на реляционную модель производится относительно просто. Каждый прямоугольник концептуальной модели отображается в одно отношение, которое отражает представление пользователя в удобном для него табличном формате. Простота отображения связана с тем, что при разработке концептуальной модели использовался реляционный подход. Построение реляционной базы данных основано на нормализации отношений.
Нормализация отношений – это процесс построения оптимальной структуры таблиц и связей в реляционной базе данных. В процессе нормализации элементы данных группируются в таблицы, представляющие объекты и их взаимосвязи. Теория нормализации основана на том, что определенный набор таблиц обладает лучшими свойствами при включении, модификации и удалении данных, чем все остальные наборы таблиц, с помощью которых могут быть представлены те же данные.
Здесь также решается вопрос ликвидации избыточности информации. То есть концептуальные требования, используемые несколькими структурными подразделениями, сводятся в одну таблицу с одновременным добавлением ключей для перехода к другим таблицам (для других структурных подразделений). Таким образом добиваются существенного сокращения требуемых объемов памяти. На этом этапе также решается вопрос о том, какие таблицы будут справочниками, т.е. информация в этих таблицах не изменяется или изменяется очень медленно.
Следует иметь в виду, что чрезмерное увеличение количества таблиц приводит к потере общей идеи создания БД и сама БД становится трудной для понимания и управления.
Оптимальное количество таблиц для БД объема предприятия должна быть не более 50. Всего существует 5 нормальных форм. На практике, как правило, при создании приложения БД в объеме предприятия используется первые 3 нормальные формы.
Рассмотрим последовательность проектирования базы данных, которые должны обеспечить необходимую независимость данных и выполнение эксплуатационных требований (пожеланий пользователей).
Этап 1. Определение сущностей
Этап 2. Определение взаимосвязей между сущностями
Определить для включенных в модель сущностей взаимосвязи в соответствии с ранее описанными рекомендациями. Представить на этом этапе информационную модель задачи в виде диаграммы «Сущность – Связь».
Этап 3. Задание первичных и альтернативных ключей, определение атрибутов сущностей
Для каждой сущности нужно определить атрибуты, которые будут храниться в базе данных. При этом необходимо учитывать тот факт, что при переходе от логической к физической модели данных, может произойти усечение числа объектов. На самом деле, как правило, значительное число данных, необходимых пользователю, может быть достаточно легко подсчитано в момент вывода информации. В то же время, в связи с изменением алгоритмов расчета или исходных величин, некоторые расчетные показатели приходится записывать в базу данных, чтобы гарантированно обеспечить фиксацию их значений.
Атрибуты, включаемые в состав БД для рассматриваемой модели, нужно привести в таблице под названием «Атрибуты и первичные ключи сущностей информационной модели». Информационную модель после третьего этапа проектирования привести на схеме «Взаимосвязи между атрибутами сущностей».
Этап 4. Приведение модели к требуемому уровню нормальной формы
В процессе нормализации элементы данных группируются в таблицы, представляющие объекты и их взаимосвязи. Теория нормализации основана на том, что определенный набор таблиц обладает лучшими свойствами при включении, модификации и удалении данных, чем все остальные наборы таблиц, с помощью которых могут быть представлены те же данные. Введение нормализации отношений при разработке информационной модели обеспечивает минимальный объем физической, то есть записанной на каком-либо носителе БД и ее максимальное быстродействие, что впрямую отражается на качестве функционирования информационной системы. Нормализация информационной модели выполняется в несколько этапов.