СОДЕРЖАНИЕ 
 

Введение           3

1. Организация  баз данных        4

1.1 Этап концептуального проектирования     4

1.2 Этап логического проектирования      7

1.3 Этап физического проектирования      8

2. Физическая  организация баз данных      10

2.1 Этап физического проектирования базы данных   10

2.2 Создание таблиц         14

2.3 Использование полей подстановок при создании таблиц  20

2.4 Установка связей между таблицами     24

2.5 Макет таблицы         27

2.6 Импорт и присоединение внешних таблиц    28

Заключение          29

Литература           30

Приложения 

ВВЕДЕНИЕ 

     Автоматизированная информационная система – это комплекс программных и технических средств, обеспечивающих сбор, обработку и манипулирование данными.

     Цель  любой информационной системы – обработка данных об объектах реального мира. Основой информационной системы является база данных. В широком смысле слова база данных – это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в каком-либо ПО. В узком смысле база данных – это поименованная, определённым образом организованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой ПО.

     Под ПО принято понимать часть реального  мира, подлежащего изучению для организации  управления.

     Объектом  называют элемент ПО, информация о котором интересует пользователя. Каждый объект описывается рядом основных свойств – атрибутов. Атрибутом называют поименованную характеристику объекта. Он показывает, какая информация об объекте интересует пользователя и должна храниться в базе данных. Например, ПО – высшее учебное заведение; объекты – студент, преподаватель; атрибуты – фамилия студента, его адрес проживания, группа, фамилия преподавателя, дисциплина, которую он читает, учёное звание и учёная степень.

     Процесс проектирования баз данных состоит из трёх этапов: концептуального, логического и физического проектирования. Результат каждого этапа – соответствующая модель ПО, что отражает трёхуровневую архитектуру (концептуальный, внешний, внутренний уровни) любой автоматизированной информационной системы.

     Задачей курсового проекта ставилось  рассмотреть один из этапов проектирования баз данных, так как данных уровень  является одним из наиболее важных при проектировании.

1. ОРГАНИЗАЦИЯ БАЗ ДАННЫХ

      1.1 Этап концептуального проектирования

     Концептуальное проектирование начинается с анализа ПО, включает анализ концептуальных требований и информационных потребностей, выявление информационных объектов (ИО) и связей между ними, построение концептуальной модели (схемы) данных.

     Объединение частных представлений о содержимом БД, полученных в результате опроса пользователей, позволяет создать обобщённое неформальное описание создаваемой БД. Это описание, выполненное с использованием естественного языка, математических формул, таблиц, графиков и других средств, понятных проектировщикам ИС, называют концептуальной (инфологической) моделью данных.

     Основными конструктивными элементами инфологических моделей являются сущности, связи между ними и их атрибуты  (свойства).

Сущность (информационный объект) (ИО) – любой конкретный (реальный) или абстрактный объект в рассматриваемой ПО.

     Связь – наблюдаемая взаимосвязь (ассоциация) между сущностями.

     Для представления концептуальной модели используют различные методы и модели, например, модель “сущность” – “атрибут” – “связь” (EAR) описывает ПО на концептуальном уровне в виде EAR-диаграмм. В них сущности помечаются прямоугольниками, ассоциации (характеры объединения сущностей) – ромбами или шестиугольниками, атрибуты – овалами, а связи между ними – рёбрами, над которыми проставляются типы связей.

     Между сущностями возможны четыре типа связей: один – к одному (1 « 1), один – ко многим (1 « ¥), многие – к одному (¥ « 1), многие – ко многим (¥ « ¥).

     Связь 1 « 1: в любой момент времени каждому экземпляру первого ИО соответствует 1 или 0 экземпляров другого ИО и наоборот.

     Связь 1 « ¥: одному экземпляру первого ИО соответствует 0,1,2,… экземпляров другого и наоборот, каждому экземпляру второго ИО соответствует 0 или 1 экземпляр первого ИО. Аналогично определяется тип связи  ¥ « 1.

     Связь ¥ « ¥: одному экземпляру первого ИО соответствует 0,1,2,… экземпляров другого ИО и наоборот.

      Примеры:

1. Студент 1 « 1 Сессия: каждый студент имеет определённый набор экзаменационных оценок в сессию. Имеется в виду ИО Сессия как набор оценок за текущий семестр.
2. Стипендия 1 « ¥ Студент: вид (и сумма) стипендии может многократно повторяться для различных студентов по результатам сессии.
3. Студент ¥ « ¥ Преподаватель: один студент обучается у многих преподавателей и наоборот, один преподаватель обучает многих студентов.

      Концептуальная  модель применяется для структурирования ПО с учётом информационных интересов  пользователей ИС, она не зависит  ни от программных, ни от технических  решений.

      Рассмотрим  пример: проектирование БД ИС “Бухгалтерский учёт на предприятии”. Фрагмент концептуальной модели, соответствующей подсистеме “Расчёты с контрагентами” в виде EAR-диаграмм “сущность” – “атрибут” – “связь”, представлен в приложении 1. В результате анализа ПО выделено четыре ИО (План счетов, Контрагенты, Валюты, Журнал хозяйственных операций (ЖХО)), их свойства и связи.

      Определим связи между сущностями: 

      Итак, концептуальная модель – это описание ПО, включающее совокупность информационных объектов, их атрибутов и взаимосвязей, выявленных в результате анализа.

      1.2 Этап логического проектирования

     Основной задачей логического проектирования является разработка логической схемы (модели), ориентированной на выбранную систему управления  базами данных (СУБД).

     СУБД – это комплекс программных и языковых средств, предназначенных для создания, ведения и совместного применения БД любыми пользователями [1, с. 107].

     СУБД  осуществляет централизованное управление базой данных, обеспечивает доступ к данным, по сути, выступает в  качестве интерфейса между пользователями и БД.

     Одним из основных критериев выбора СУБД является оценка того, насколько эффективно внутренняя модель данных, поддерживаемая системой, способна описать концептуальную схему ПО. Существующие СУБД делятся по типам моделей данных на реляционные, иерархические и сетевые.

     Модель данных (МД) – формально определённая структура, которая используется для представления данных. Иерархическая МД организует данные в виде древовидной структуры, сетевая – в виде сетевой, реляционная МД – в виде таблиц (отношений).

     Процесс логического проектирования состоит из следующих действий:

• выбор конкретной СУБД;
• отображение концептуальной схемы на логическую схему, получение логической МД, соответствующей внешнему уровню архитектуры любой автоматизированной ИС;
• выбор ключей;
• описание языка запросов.

     При отображении концептуальной МД ПО на реляционную МД каждый прямоугольник схемы (рис. 1) – информационный объект преобразуется  в таблицу (отношение).

     Теория  конструирования реляционных БД разработана доктором Е.Ф. Коддом в 1968 г. Сформулированные им 13 правил [2] полностью реализованы в реляционной СУБД MS Access. Им же введены основные понятия реляционной БД, которыми являются: “тип данных”, “домен”, “атрибут”, “кортеж”, “первичный ключ”, “отношение”.

     Понятие “тип данных” в реляционной МД полностью адекватно понятию типа данных в языках программирования.

Рассмотрим  отношение “План счетов” (рис. 2). 

Рис. 2. Отношение  “План счетов” 

     Домен определяется как допустимое потенциальное множество значений данного (стандартного) типа. Например, для домена “название счёта” допустимость означает, что множество значений – только те, которые представлены в плане счетов – документе как названия счетов.

     Схема отношения – это именованное множество пар {имя атрибута, имя домена}. Степень или “арность” схемы отношения – мощность этого множества. Степень отношения “План счетов” равна 5.

     Кортеж, соответствующий данной схеме отношения, – это множество пар {имя атрибута, значение}, которое содержит одно вхождение каждого имени атрибута, принадлежащего схеме отношения, а “значение” – допустимое значение домена данного атрибута.

     Отношение – это множество кортежей, соответствующих одной схеме.

     В литературе часто используют неформальную терминологию реляционных баз данных: отношение – таблица, кортеж – строка, домен – столбец.

     Доктор  Е.Ф. Кодд ввёл понятия реляционной алгебры (РА) и реляционного исчисления (РИ) [2].

     РА – совокупность множества отношений и множества операций над ними. С точки зрения обработки информации РА является процедурным языком обработки реляционных таблиц, обеспечивающим пошаговое решение задач. РИ – непроцедурный язык, позволяющий формулировать, что нужно сделать, а не как. Например, в РИ запрос создаётся путём определения таблицы (бланка) запроса за один шаг. Е.Ф. Кодд показал, что понятия РА и РИ логически эквивалентны, что чрезвычайно важно. Это означает, что любой запрос, который можно сформулировать при помощи РИ, также можно сформулировать, пользуясь РА, и наоборот.

      1.3 Этап физического проектирования

     Физическое  проектирование: логическая модель данных отображается на физическую схему, в  результате получается физическая модель, определяющая размещение данных, методы доступа и технику индексирования. Физическая модель соответствует внутреннему уровню архитектуры любой АИС. В современных СУБД (в том числе MS Access) процесс физического проектирования БД осуществляется автоматизировано средствами самой СУБД.

     Резюмируя сказанное, можно предложить следующий порядок проектирования реляционных баз данных:

1. анализ ПО, выявление информационных потребностей пользователей (запросы, отчёты и т.д.);
2. выбор информационных объектов, их свойств, определение связей между ними;
3. представление концептуальной модели ПО в виде EAR-диаграмм;
4. выбор конкретной СУБД для реализации БД, например, MS Access;
5. отображение концептуальной модели на логическую: каждый прямоугольник EAR-диаграммы – реляционная таблица;
6. определение ключей каждой таблицы (первичных и внешних), уточнение связей между таблицами;
7. созданную “вчерне” структуру БД (совокупность взаимосвязанных таблиц) следует проанализировать на предмет соответствия правилам нормализации, при необходимости внести изменения (в СУБД MS Access этой цели служит инструмент Анализатор таблиц);
8. теперь Вы готовы к непосредственному созданию БД в конкретной СУБД, т.е. к этапу физического проектирования;
9. затем следует оценить свою разработку с точки зрения того, удовлетворяют ли Вас и Ваших пользователей полученные результаты, если нет – вернуться к пункту 1.

2. ФИЗИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ БАЗ ДАННЫХ

      2.1 Этап физического проектирования базы данных

     Этап  проектирования базы данных на физическом уровне является неотъемлемой частью проектирования информационной системы в целом, для этого рассмотрим данный этап на примере физической организации базы данных в MS Access.

     СУБД  реализации базы данных выбрана MS Access. Логическая модель данных (МД) (приложение 2) отображается на физическую модель, которая определяет размещение и наполнение БД в памяти компьютера средствами СУБД.

     СУБД  MS Access – реляционная система управления базами данных, поэтому БД MS Access – это совокупность взаимосвязанных реляционных таблиц (фундаментальные свойства отношений выполнены), в каждой из которых содержатся сведения об одной сущности. Каждый столбец таблицы называют полем, строку – записью.

     Понятия первичного и внешнего ключей общей теории проектирования реляционных БД совпадают с аналогичными понятиями в MS Access, что вполне естественно.

     В СУБД Access процесс физического проектирования БД включает создание таблиц (определение структуры) и создание связей между ними с помощью схемы данных. Схема данных – графическое представление физической МД – полный аналог логической модели (приложение 2).

     MS Access ориентирована на работу с различными объектами, которые включают таблицы БД, запросы и объекты приложений для манипулирования данными: формы, отчёты, страницы, макросы и модули. Все объекты БД, как правило, хранятся в одном файле формата *.mdb. Страницы доступа к данным MS Access хранит в отдельных файлах с расширением *.htm, в файле БД сохраняются только ссылки на них.

Технология  создания БД в MS Access

     Для запуска MS Access нажать кнопку Пуск, выбрать Программы, MS Access или на рабочем столе операционной системы Windows щёлкнуть мышью ярлык приложения MS Access (или другим способом). Открывается диалоговое окно (ДО) приложения, которое имеет все элементы стандартного графического интерфейса приложений, работающих под управлением ОС Windows (строка меню, панели инструментов и т.д.).

      Одновременно с окном приложения выводится первое ДО, позволяющее создать новую БД или открыть существующую (рис. 4).

     Это ДО появляется, если в меню Сервис, Параметры, на вкладке Вид в группе Отображать установлен флажок Окно запуска.

     Следует выбрать способ создания БД (пустую или с помощью мастера) или открыть существующую. Если выбрать Новая БД, появляется ДО, в котором надо выбрать папку для хранения БД (z:\) и в поле Имя ввести свою фамилию (или содержательное имя), нажать кнопку Создать, открывается ДО пустой БД (рис. 5). 

     Если  ДО Microsoft Access (рис. 6) не выводится после запуска MS Access, надо выполнить команду меню Файл, Создать, открывается окно Создание, имеющее две вкладки: Общие и Базы данных (рис. 6, рис. 7).

Рис. 6. Окно выбора варианта создания БД, вкладка Общие

Рис. 7. Окно выбора варианта создания БД, вкладка Базы данных

     Вкладка Базы данных содержит шаблоны типовых БД для предметных областей различных сфер деловой и личной жизни, которые включают все необходимые таблицы, формы, запросы и отчёты. Мастер баз данных создаёт на основе выбранного шаблона пользовательскую БД в процессе диалога. БД, созданную мастером, можно изменить и расширить, но эта работа требует от пользователя практически тех же знаний, что и создание новой БД.

     Вкладка Общие имеет четыре ярлыка – четыре способа создания БД и приложения: База данных создаёт новую пустую БД; Страница доступа к данным позволяет создавать Web-страницы для опубликования данных в Интернете или Интранете; Проект (существующая БД) или Проект (новая БД) позволяют создать проект-приложение пользователя, которое работает с БД, размещенной на SQL-сервере.

     Выбираем  способ создания Новая БД в ДО Microsoft Access (рис. 4), открывается окно БД (рис. 5). В этом окне вертикально представлены два раздела вкладок (страниц окна): Объекты и Группы.

     Раздел  Объекты содержит вкладки для всех объектов, которые могут быть созданы в БД: Таблицы, Запросы, Формы, Отчёты, Страницы, Макросы, Модули. При выборе вкладки в рабочем поле окна справа отображается список имён соответствующих объектов, уже созданных, и перечень способов создания объектов выбранного типа.

     Объекты различных типов могут объединяться в группы – объекты одной темы. Сразу создаётся группа Избранное. Чтобы создать новую группу, можно использовать команду Новая группа контекстно-ориентированного меню, вызываемого правой кнопкой мыши. Для внесения объектов в группу выделить нужный объект, выполнить из контекстного меню команду Добавить в группу. Группа содержит ярлыки объектов (ссылки на объекты).

      2.2 Создание таблиц

     Создание  таблицы состоит из двух этапов: определение её структуры (состав полей, их имена, тип и размер каждого поля, ключевые поля и другие свойства) и создание записей таблицы, т.е. заполнение её данными.

Существуют  три способа создания новой таблицы: с помощью мастера, путём ввода данных (в режиме таблицы) и в режиме конструктора (рис. 5).

     Ориентируясь  на логическую модель БД “Бухгалтерский учёт на предприятии” (рис. 3), создадим таблицы Журнал хозяйственных операций (ЖХО), Валюты, План счетов, Контрагенты разными способами.

     1 способ: В режиме конструктора

Открываем вкладку Таблицы, выбираем “Создание таблицы в режиме конструктора”, появляется ДО Конструктора таблиц, в котором определяется структура новой таблицы (рис. 8).

     При переходе в режим конструктора автоматически  панель инструментов (ПИ) БД заменяется на ПИ Конструктора таблиц. Окно конструктора состоит из двух частей: верхняя часть определяет структуру таблицы – перечень полей и их типов, нижняя часть – окно свойств выделенного поля. Переход в окно свойств и назад осуществляется мышью или клавишей F6.

     Создадим таблицу ЖХО (рис. 8). В верхней части конструктора в первую строку столбца Имя поля введём идентификатор поля – № операции. Имя поля должно быть уникальным в таблице, может содержать не более 64 символов, оно должно удовлетворять соглашениям об именах объектов в Access. Имя не может начинаться с пробела и содержать управляющие символы, нельзя использовать в качестве имён зарезервированные слова MS Access. Надо избегать длинных имён.

Рис. 8. ДО Конструктора таблиц ЖХО

     Затем выбираем в списке Тип данных – Счётчик (или Числовой). Тип данных определяется значениями, которые предполагается вводить в поле. Список возможных типов данных содержит:

• текстовый – строка до 255 символов;
• поле MEMO – тоже поле текстового типа, может содержать до 65535 символов, предназначено для хранения комментариев, не может быть ключевым полем; ввод данных в это поле можно осуществить в режиме таблицы непосредственно в поле либо через область ввода, которая открывается при нажатии клавиши <Shift+F2>;
• числовой – хранит числовую информацию, длина поля зависит от значения свойства Размер поля;
• дата/время – хранит значение времени и даты, с помощью свойства Формат поля задаётся способ представления значения;
• денежный – используется для проведения денежных расчётов с точностью до 15 знаков в целой и 4  знаков в дробной частях;
• счётчик – по умолчанию значения поля уникальные целые числа, последовательно возрастающие на единицу; значение этого поля нельзя изменить или удалить (ввести); используется в качестве первичного ключа таблицы;
• логический – хранит логические данные, имеющие одно из двух возможных значений: да/нет, истина/ложь, вкл./выкл.;
• поле объекта OLE – используется для вставки объекта другого приложения, например, рисунка, фотографии, звука и т.д. (меню Вставка, Объект);
• гиперссылка – можно указать путь к файлу на жёстком диске или адрес (универсальный указатель ресурса) Web-страницы в сети Интернет;
• мастер подстановки – выбор этого типа данных запускает Мастер подстановок, обычно используется для внешних ключей, реализует первый способ создания поля подстановки (поле с раскрывающимся списком) в режиме конструктора таблиц [3].

     Параметр  Описание в верхней части окна Конструктора является необязательным, можно указать кратко назначение поля – “номер операции” (будет использоваться в качестве всплывающей подсказки этого поля в форме).

     Для установки свойств этого поля переходим в нижнюю часть окна, которая имеет две вкладки: Общие и Подстановка. Вкладка Подстановка реализует второй способ создания полей подстановок для внешних ключей таблицы.

     Вкладка Общие содержит набор свойств для каждого типа данных, некоторые свойства являются общими для всех типов.

     Свойства  полей

     Размер поля – задаёт максимальный размер данных, хранимых в поле в соответствии с выбранным типом данных. Для поля № операции таблицы ЖХО, имеющего тип Счётчик, выберем из списка Длинное целое. Рекомендуется задавать минимально допустимый размер поля.

     Формат поля – задаёт вид отображения значений полей всех типов, кроме Поля объекта OLE. В Access определены в виде раскрывающихся списков встроенные стандартные форматы для полей типов: Числовой, Дата/Время, Логический и Денежный. Пользователь может создать собственный формат с помощью символов форматирования [2].

     Маска ввода (МВ) – свойство предназначено для облегчения ввода и контроля вводимой информации. МВ строится с помощью мастера, выбирается из списка (для некоторых типов полей) или самостоятельно пользователем на основе таблицы специальных символов, которую можно увидеть в справочной системе MS Access.

     Примеры:

1. для ввода номера телефона

  \(000”)”000\-00\-00  => (065) 123-45-67;

2. для ввода почтового индекса

  “Index ” 000 “ “ 000  => Index 123 456;

3. для ввода имён

  >L<  => Иван, Сергей – первая буква прописная, остальные строчные.

      Оба свойства Формат поля и Маска ввода задают шаблон, в котором данные вводятся в таблицу. Свойство Формат поля используется для данных числового и денежного типа и не определено для текстовых полей, полей MEMO  и гиперссылок. Свойство Маска ввода используется для отображения символьных констант и при вводе данных в пустые графы. Маска обеспечивает сохранение информации в определённом формате. Обычно задано одно из свойств. Если заданы одновременно оба свойства, то свойство Маска ввода применяется при вводе и редактировании данных, а Формат поля – при отображении сохранённых данных. Если щёлкнуть кнопку построителя у свойства МВ, запустится Мастер маски ввода. Лучше задавать вручную, используя таблицу кодов.