Инфармационное обеспечение и базы данных

Задание 

1. Оценить  роль  баз данных  при  создании  и  функционировании  системы качества.
2. Привести   свой   пример   информации,    наиболее   очевидная   реализация которой осуществляется посредством иерархической модели данных.
3. Что такое поле связи?
4. Опишите преимущества языка обработки запросов SQL.
5. Разработать    реляционную    базу   данных    для    хранения    и    обработки информации  о  конструкторской  документации  для   изготовления  любой сборочной единицы.

Содержание

1. Оценить роль БД при создании и функционировании системы качества………………………………………………………….…………4
2. Привести пример информации, наиболее очевидная реализация которой осуществляется посредством иерархической модели данных ………….7
3. Что такое поле связи ………….…………………………………………..9
4. Опишите преимущества языка обработки запросов SQL ……………11
5. Разработать реляционную базу данных для хранения и обработки информации о конструкторской документации для изготовления  любой сборочной единицы……………………………………………………… 12

1.   Описание предметной области …………………………………...12

2.    Цели разработки базы данных …………………………………………….12

3.     Документы реляционной базы данных и их структура ……………………..13

Вывод ……………………………………………………………………………    15

Список  использованной литературы …………………………………………..16

1. Оценить роль  БД при создании и функционировании системы качества.

    Информационное  обеспечение является не только важным, но и необходимым фактором для создания и функционирования эффективной системы качества на любом предприятии. Многие не без оснований связывают его с возможностями использования современной вычислительной техники. Она позволяет осуществлять подробное и единообразное документирование всех процессов, проводимых в рамках функционирования предприятия. Кроме того, она позволяет оперативно получать и обрабатывать информацию, связанную с изменением законодательства, запросов потребителя, требований общества и т.п.

    С самого начала развития вычислительной техники образовались два основных направления ее использования. Первое направление - применение вычислительной техники для выполнения численных расчетов, которые слишком долго или вообще невозможно производить вручную. Становление этого направления способствовало интенсификации методов численного решения сложных математических задач, развитию класса языков программирования, ориентированных на удобную запись численных алгоритмов, становлению обратной связи с разработчиками новых архитектур ЭВМ. Второе направление, которое непосредственно связано с функционированием системы качества, - это использование средств вычислительной техники в автоматических или автоматизированных информационных системах.

    В самом широком смысле информационная система представляет собой программный  комплекс, функции которого состоят  в поддержке надежного хранения информации в памяти компьютера, выполнении специфических для данного приложения преобразований информации и/или вычислений, предоставлении пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса. Обычно объемы информации, с которыми приходится иметь дело таким системам, достаточно велики, а сама информация имеет достаточно сложную структуру. Классическими примерами информационных систем являются банковские системы, системы резервирования авиационных или железнодорожных билетов, мест в гостиницах и т.д.

    На  самом деле, второе направление возникло несколько позже первого. Это связано с тем, что на заре вычислительной техники компьютеры обладали ограниченными возможностями в части памяти. Понятно, что можно говорить о надежном и долговременном хранении информации только при наличии запоминающих устройств, сохраняющих информацию после выключения электрического питания. Оперативная память этим свойством обычно не обладает. В начале использовались два вида устройств внешней памяти: магнитные ленты и барабаны. При этом емкость магнитных лент была достаточно велика, но по своей физической природе они обеспечивали последовательный доступ к данным. Магнитные барабаны (они больше всего похожи на современные магнитные диски с фиксированными головками) давали возможность произвольного доступа к данным, но были ограниченного размера. Легко видеть, что указанные ограничения не очень существенны для чисто численных расчетов. Даже если программа должна обработать (или произвести) большой объем информации, при программировании можно продумать расположение этой информации во внешней памяти, чтобы программа работала как можно быстрее. С другой стороны, для информационных систем, в которых потребность в текущих данных определяется пользователем, наличие только магнитных лент и барабанов неудовлетворительно. Представьте себе покупателя билета, который стоя у кассы должен дождаться полной перемотки магнитной ленты. Одним из естественных требований к таким системам является средняя быстрота выполнения операций.

    Считается, что именно требования к вычислительной технике со стороны нечисленных приложений вызвали появление съемных магнитных дисков с подвижными головками, что явилось революцией в истории вычислительной техники. Эти устройства внешней памяти обладали существенно большей емкостью, чем магнитные барабаны, обеспечивали удовлетворительную скорость доступа к данным в режиме произвольной выборки, а возможность смены дискового пакета на устройстве позволяла иметь практически неограниченный архив данных.

    С появлением магнитных дисков началась история систем управления данными во внешней памяти. До этого каждая прикладная программа, которой требовалось хранить данные во внешней памяти, сама определяла расположение каждой порции данных на магнитной ленте или барабане и выполняла обмены между оперативной и внешней памятью с помощью программно-аппаратных средств низкого уровня (машинных команд или вызовов соответствующих программ операционной системы). Такой режим работы не позволяет или очень затрудняет поддержание на одном внешнем носителе нескольких архивов долговременно хранимой информации. Кроме того, каждой прикладной программе приходилось решать проблемы именования частей данных и структуризации данных во внешней памяти. Одним из направлений функционирования информационных систем является хранение и обработка информации в виде баз данных.

2. Привести  пример информации, наиболее очевидная  реализация которой осуществляется посредством иерархической модели данных.

    НМД основана на понятии деревьев, состоящих  из вершин и ребер. Вершина дерева ставится в соответствие совокупности атрибутов данных, характеризующих некоторый объект. Вершины и ребра дерева как бы образуют иерархическую древовидную структуру, состоящую из п уровней.

Первую  вершину называют корневой вершиной. Она удовлетворяет условиям:

1. Иерархия начинается с корневой вершины.
2. Каждая вершина соответствует одному или нескольким атрибутам.
3. На уровнях с большим номером находятся зависимые вершины. 
   Вершина предшествующего уровня является начальной для новых зависимых вершин.
3. Каждая  вершина, находящаяся на уровне i, соединена с одной и 
   только одной вершиной уровня i-1, за исключением корневой вершины.
4. Корневая вершина может быть связана с одной или несколькими 
   зависимыми вершинами.

    6. Доступ    к    каждой    вершине    происходит    через    корневую    по 
единственному пути.

    7. Существует произвольное количество вершин каждого уровня. 
Иерархическая  модель данных  состоит  из  нескольких деревьев, т.е. является лесом. Каждая корневая вершина образует начало записи логической базы данных. В ИМД вершины, находящиеся на уровне i, называют порожденными вершинами на уровне i-1.

    Операции  в ИМД имеют аналогичный СМД "позаписный" характер. Аппарат перемещения по структуре в графовых моделях служит для установки тех объектов данных, к которым будет применяться очередная операция манипулирования данными. Такие объекты называются текущими.

Механизмы доступа к данным и перемещения  по структуре данных в таких моделях достаточно сложны и существенным образом опираются на концепцию текущего состояния механизма доступа.

    Основные достоинства ИМД: простота построения и использования, обеспечение определенного уровня независимости данных, простота оценки операционных характеристик. Основные недостатки: отношение "многие ко многим" реализуется очень сложно, дает громоздкую структуру и требует хранения избыточных данных, что особенно нежелательно на физическом уровне, иерархическая упорядоченность усложняет операции удаления и включения, доступ к любой вершине возможен только через корневую, что увеличивает время доступа.

    К числу СУБД иерархического типа можно отнести PC/Focus, Team-Up, Data Edge, а также разработанную в нашей стране систему НИКА, преемницу широко распространенной советской системы ИНЕС для ЕС ЭВМ.

    Одной из наиболее важных сфер применения первых СУБД было планирование производства для компаний, занимающихся выпуском продукции.

    Автомобильная компания хотела выпустить 10000 машин  одной модели и 5000 машин другой модели, ей необходимо было знать, сколько деталей следует заказать у своих поставщиков. Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо определить, из каких деталей состоят эти части и т.д. Например, машина состоит из двигателя, корпуса и ходовой части; двигатель состоит из клапанов, цилиндров, свеч и т.д. Работа со списками составных частей была как будто специально предназначена для компьютеров.

    Список  составных частей изделия по своей  природе является иерархической структурой. Для хранения данных, имеющих такую структуру, была разработана иерархическая модель.

    Также информация по обучению студентов. Чтобы выяснить данные о каком-либо студенте сначала необходимо знать ВУЗ в котором он обучается , затем Факультет, затем его группу.

3. Что  такое поле связи

     Реляционная БД состоит из взаимосвязанных реляционных  таблиц. Реляционная таблица является простейшей двумерной таблицей, состоящей из однотипных строк (записей). Структура таблицы определяется совокупностью столбцов (полей), типом и размером данных каждого столбца, а также уникальным ключом таблицы. Значения уникального (первичного) ключа не могут повторяться в записях таблицы. Строки таблицы однозначно идентифицируются значением ключа. Ключ может быть простым, состоящим из одного поля, или составным. Логические связи между таблицами в реляционной базе данных реализуются за счет одинаковых полей в связываемых таблицах. При построении нормализованных таблиц базы данных между таблицами реализуются одно-многозначные связи.

     Перед созданием базы данных пользователь должен определить, из каких таблиц должна состоять база данных, какие данные нужно поместить в каждую таблицу, как связать таблицы. Эти вопросы решаются на этапе проектирования базы данных.

      В результате проектирования должна быть определена логическая структура базы данных, то есть состав реляционных таблиц, их структура и межтабличные связи.

      Перед созданием базы данных необходимо располагать  описанием выбранной предметной области, которое должно охватывать реальные объекты и процессы, определить все необходимые источники информации для удовлетворения предполагаемых запросов пользователя и определить потребности в обработке данных.

      На  основе такого описания на этапе проектирования базы данных определяется состав и структура данных предметной области, которые должны находиться в БД и обеспечивать выполнение необходимых запросов и задач пользователя. Структура данных предметной области может отображаться информационно-логической моделью. На основе этой модели легко создается реляционная база данных.

     В процессе разработки модели данных необходимо выделить информационные объекты, соответствующие требованиям нормализации данных, и определить связи между ними. Эта модель позволяет создать реляционную базу данных без дублирования, в которой обеспечивается однократный ввод данных при первоначальной загрузке и корректировках, а также целостность данных при внесении изменений.

     При определении логической структуры  реляционной базы данных на основе модели каждый информационный объект адекватно отображается реляционной таблицей, а связи между таблицами соответствуют связям между информационными объектами.

      В процессе создания сначала конструируются таблицы базы данных, соответствующие информационным объектам построенной модели данных. Далее может создаваться схема данных, в которой фиксируются существующие логические связи между таблицами. Эти связи соответствуют связям информационных объектов. В схеме данных могут быть заданы параметры поддержания целостности базы данных, если модель данных была разработана в соответствии с требованиями нормализации. Целостность данных означает, что в БД установлены и корректно поддерживаются взаимосвязи между записями разных таблиц при загрузке, добавлении и удалении записей в связанных таблицах, а также при изменении значений ключевых полей.

     После формирования схемы данных осуществляется ввод непротиворечивых данных из документов предметной области. 

4. Опишите  преимущества языка обработки  запросов SQL

    SQL является инструментом, предназначенным для обработки и чтения данных, содержащихся в компьютерной базе данных. SQL - это сокращенное название структурированного языка запросов (Structured Query Language). Как следует из названия, SQL является языком программирования, который применяется для организации взаимодействия пользователя с базой данных. На самом деле SQL работает только с базами данных одного определенного типа, называемых реляционными.

  SQL — это легкий для понимания язык и в то же время универсальное программное средство управления данными.

Успех языку SQL принесли следующие его особенности:

• независимость от конкретных СУБД;
• переносимость с одной вычислительной системы на другую;
• наличие стандартов;
• одобрение компанией IBM (СУБД DB2);
• поддержка со стороны компании Microsoft (протокол ODBC);
• реляционная основа;
• высокоуровневая структура, напоминающая английский язык;
• возможность выполнения специальных интерактивных запросов:
• обеспечение программного доступа к базам данных;
• возможность различного представления данных;
• полноценность как языка, предназначенного для работы с базами данных;
• возможность динамического определения данных;
• поддержка архитектуры клиент/сервер.

  Все перечисленные выше факторы явились  причиной того, что SQL стал стандартным инструментом для управления данными на персональных компьютерах, мини-компьютерах и больших ЭВМ. Ниже эти факторы рассмотрены более подробно.

5. Разработать реляционную базу данных для хранения и обработки информации о конструкторской документации для изготовления  любой сборочной единицы

1. Описание предметной области

    Изготовление  сборочной единицы осуществляется в следующей последовательности:

    Первый  шаг - Проектирование узла и входящих в него сборочных единиц, проведение расчетов, касающихся его работы.

    Второй  шаг - Составление сборочного чертежа  узла, на котором указываются сборочные единицы и их позиции, стандартные изделия и их позиции.

    Согласно  ГОСТ к стандартным изделиям относятся: винты, болты, гайки, шайбы, подшипники, масленки, кольца, штифты, шпонки для крепления узла и другое.

    Третий  шаг - На сборочный чертеж составляется спецификация. Спецификация - перечень сборочных единиц и стандартных изделий, входящих в узел. В спецификации указываются:

    - все   номенклатуры  сборочных  единиц,  которые  входят  в  сборочный 
чертеж,

• номера детальных чертежей сборочных единиц,
• обозначение сборочной единицы на общем чертеже,
• наименование сборочной единицы.

2. Цели разработки базы данных

    Цель  разработки базы данных заключается  в своевременном получении информации:

• об узле и его составляющих сборочных единиц,
• о материалах, из которых изготавливается сборочная единица,
• о технических характеристиках сборочных единиц. 
  

3. Документы реляционной базы данных и их структура

Описание таблиц реляционной базы данных, показано в таблицах 1, 2, 3.

 
Таблица 1 - Нормативно-справочная информация реляционной  базы данных 

Справочник  материалов 

Таблица 2 - Оперативная  информация реляционной базы данных 

Таблица 3 - Отчетная информация реляционной базы данных 

Вывод

       Разработанная реляционная база данных предоставляет возможность формировать «Отчет по спецификациям узлов, составленным на предприятии», руководствуясь нормативно-справочной информацией.

Список  использованной литературы: 

1.  Камакин В.А.Информационное обеспечение. Базы данных. Учебное 
   пособие. - Рыбинке: Ргата, 2001. - 38 с.
2. Дейт К., Дж. Введение в системы баз данных, 6-е изд.: Пер. с англ. К.; М.; СПб.: Издательский дом «Вильяме», 1999.
3.   Бекаревич Ю.Б., Пушкина Н.В. Microsoft  Access 2000. - СПб.:  БХВ -Санкт-Петербург, 1999.
4.   Harao M., Катаяма Т., Уэмура С. Структуры и базы данных: Пер. с япон.Под ред. В.И. Скворцова. - М.: Мир, 1986.
5.   Диг С.М. Проектирование баз данных: Учебник для вузов. - М.: Финансы и статистика.