База данных по гарантийным талонам

        Негосударственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

ВОСТОЧНАЯ ЭКОНОМИКО-ЮРИДИЧЕСКАЯ  ГУМАНИТАРНАЯ АКАДЕМИЯ

Институт экономики, информатики  и управления

Кафедра: Экономика, информатика и управления.

Специальность «Прикладная информатика (в экономике)»

КУРСОВАЯ  РАБОТА ПО ПРЕДМЕТУ: База данных

Тема: «БД по гарантийным талонам»

Выполнил: Студент 6 курса, приема СПО 10

                                                                      Файзуллин Р.Р.

Проверил:

доцент Шакирова Ф.М.

Уфа 2012 г.

Оглавление

Введение

Основной задачей сегодняшнего дня в области информационных технологий является совершенствование качества программных средств. Чрезвычайно актуальными стали проблемы:

• аппаратная сложность опережает наше умение конструировать программное обеспечение, не используются полностью потенциальные возможности компьютерной техники;
• наше умение строить программы отстает от требований к новым программам.

Ключом к решению этих проблем  является грамотная организация  процесса создания программного обеспечения. Знакомство с основными принципами, моделями и методами при разработке сложных программных продуктов, основанных на разработанных международных стандартах, способствует созданию качественных программных продуктов, конкурентоспособных на рынке программных средств.

Компьютерные системы, особенно в  области коммуникаций и хранения данных, развиваются несколько быстрее, чем остальные, потому что им приходится идти в ногу с технологическими и социальными изменениями в мире. В связи с тем, что объемы информации, подлежащей хранению, растут высокими темпами, производители программного обеспечения вынуждены разрабатывать новые гибкие подходы к управлению большими объемами данных.

Поскольку базы данных, вне всяких сомнений, занимают лидирующее положение  в области информационных технологий, они становятся неотъемлемой частью жизни современного человека. В настоящее  время акцент делается на использование сетевых информационных технологий, базирующихся на архитектуре клиент/сервер, и переходе от малопонятных внутренних процедур к содержательной работе с предметной областью, которую описывают хранимые данные.

1. Разработка информационного программного обеспечения для автоматизации процессов хранения и обработки информации

1. .Современные тенденции в области проектирования и разработки баз данных

Использование баз данных  и  информационных систем становится неотъемлемой составляющей деловой деятельности  современного человека  и функционирования преуспевающей организации. В связи с этим большую актуальность приобретает освоение принципов построение и эффективного использования соответствующих технологий и программных продуктов: систем управления базами данных, CASE –систем автоматизации проектирования, средств администрирования и защиты баз данных и других.

Системы управления базами данных (СУБД) играют исключительную роль в организации  современных промышленных, инструментальных и исследовательских информационных систем. Тематика СУБД поистине безгранична.

Можно выделить следующие основные функции СУБД:

1. управление данными во внешней памяти;
2. управление буферами оперативной памяти;
3. управление транзакциями;
4. журнализация и восстановление БД после сбоев;
5. поддержание языков БД.

Если какая-либо прикладная информационная система опирается на некоторую  систему управления данными, обладающую этими функциями, то эта система  управления данными является системой управления базами данных (СУБД).

Логически в современной реляционной  СУБД можно выделить наиболее внутреннюю часть – ядро СУБД (часто его  называют Data Base Engine), компилятор языка  БД (обычно SQL), подсистему поддержки  времени выполнения, набор утилит. В некоторых системах эти части  выделяются явно, в других – нет, но логически такое разделение можно провести во всех СУБД.

Ядро СУБД отвечает за управление данными во внешней памяти, управление буферами оперативной памяти, управление транзакциями и журнализацию. Соответственно, можно выделить такие компоненты ядра (по крайней мере, логически, хотя в некоторых системах эти компоненты выделяются явно), как менеджер данных, менеджер буферов, менеджер транзакций и менеджер журнала. Функции этих компонентов взаимосвязаны, и для обеспечения корректной работы СУБД все эти компоненты должны взаимодействовать по тщательно продуманным и проверенным протоколам. Ядро СУБД обладает собственным интерфейсом, не доступным пользователям напрямую и используемым в программах, производимых компилятором SQL (или в подсистеме поддержки выполнения таких программ) и утилитах БД. Ядро СУБД является основной резидентной частью СУБД. При использовании архитектуры "клиент-сервер" ядро является основной составляющей серверной части системы.

Основной функцией компилятора языка БД является компиляция операторов языка БД в некоторую выполняемую программу. Основной проблемой реляционных СУБД является то, что языки этих систем (а это, как правило, SQL) являются непроцедурными, т.е. в операторе такого языка специфицируется некоторое действие над БД, но эта спецификация не является процедурой, а лишь описывает в некоторой форме условия совершения желаемого действия. Поэтому компилятор должен решить, каким образом выполнять оператор языка прежде, чем произвести программу. Применяются достаточно сложные методы оптимизации операторов. Результатом компиляции является выполняемая программа, представляемая в некоторых системах в машинных кодах, но более часто в выполняемом внутреннем машинно-независимом коде. В последнем случае реальное выполнение оператора производится с привлечением подсистемы поддержки времени выполнения, представляющей собой, по сути дела, интерпретатор этого внутреннего языка.

Наконец, в отдельные утилиты  БД обычно выделяют такие процедуры, которые слишком накладно выполнять с использованием языка БД, например, загрузка и выгрузка БД, сбор статистики, глобальная проверка целостности БД и т.д. Утилиты программируются с использованием интерфейса ядра СУБД, а иногда даже с проникновением внутрь ядра.

Требования, предъявляемые к современным СУБД

1. Поддержка определённой логической модели данных.
2. Наличие встроенных языковых средств, в том числе:

а) язык определения данных –  Data Definition Language(DDL).

б) языки манипулирования данных - Data Manipulation Language(DML).

в) язык запросов – Query Language(QL).

3. Наличие графического интерфейса, в котором можно выделить: интерфейс пользователя(User Interface), интерфейс разработчика(Developer Interface), интерфейс администратора(Administrator Interface).
4. Наличие подсистемы словаря данных и системного каталога.
5. Наличие программных средств контроля целостности данных.
6. Наличие средств разграничения доступа к данным.
7. Наличие средств документирования разрабатываемых проектов.
8. Наличие средств обучения пользователей, а также средств автоматизирующих выполнение основных типовых операций.

2. . Обоснование выбора СУБД и средств разработки прикладного программного обеспечения

Microsoft Access – это функционально полная реляционная СУБД. В ней предусмотрены все необходимые средства для определения и обработки данных, а также для управления ими при работе с большими объемами информации.

В окне БД в Access существуют средства просмотра и манипулирования объектами базы данных:

- панель инструментов позволяет быстро выполнять команды создания, открытия и управления объектами базы данных;

- полоса объектов предназначена для просмотра объектов БД. Ее вертикальное расположение более удобно в использовании;

- новые ярлыки в окне базы данных ускоряют создание объектов с помощью Мастеров или открытие новых объектов в режиме Конструктора:

- настройка способов выбора и открытия объектов в окне базы данных. При необходимости можно изменить режим, установленный по умолчанию, так что выбор объекта происходит при остановке указателе на нем, а открытие - после щелчка;

 К существующим возможностям, облегчающим работу с данными и проектирование базы данных, в среде Microsoft Access относятся следующие:

•поддерживается блокировка на уровне записей в дополнение к обычной блокировке, которая блокировала все записи на 4-кбайтной странице. Для установки нужной блокировки выдают команду Сервис Параметры (Tools  Options) и на вкладке Другие (Advanced) устанавливают флажок открытия базы данных, используя блокировку на уровне записи;

- можно свободно перемещаться между диалоговыми окнами поиска, замены и работы с данными;

- возможен просмотр и редактирование связанных записей в режиме таблицы (subdatasheet);

- автоматическое обнаружение ошибок переименования позволяет корректировать общие ошибки, вызванные переименованием форм, отчетов, таблиц, запросов, полей, текстовых боксов (text boxes) и других элементов управления;

- поддержка мирового 16-разрядного стандарта кодировки символов Unicode;

- использование Microsoft ActiveX Data Objects (ADO) для доступа и манипулирования данными в базах данных сервера.

Microsoft Access предоставляет максимальную свободу в задании типа ваших данных (текст, числовые данные, даты, время, денежные значения, рисунки, звук, документы, электронные таблицы). Можно задать также форматы хранения (длина строки, точность представления чисел и даты/времени) и представления этих данных при выводе на экран или печать. Для уверенности, что в базе данных хранятся только корректные значения, можно задать условия на значения различной степени сложности.

Microsoft Access может работать с большим числом самых разнообразных форматов данных, включая файловые структуры других СУБД. Можно осуществлять импорт и экспорт данных из файлов текстовых редакторов или электронных таблиц. С помощью Access вы можете непосредственно обрабатывать файлы Paradox, dBASE III, dBASE IV, Btrieve, FoxPro и др.

Access значительно упрощает задачу обработки данных.  При любой обработке данных из нескольких таблиц Access использует однажды заданные вами связи между таблицами.

Microsoft Access спроектирован таким образом, что он может быть использован как в качестве самостоятельной СУБД на отдельной рабочей станции, так и в сети — в режиме «клиент — сервер». Поскольку в Access к данным могут иметь доступ одновременно несколько пользователей, в нем предусмотрены надежные средства защиты и обеспечения целостности данных. Можно заранее указать, какие пользователи или группы пользователей могут иметь доступ к объектам (таблицам, формам, запросам) к базам данных. Access автоматически обеспечивает защиту данных от одновременной их корректировки разными пользователями, в Access имеются средства, позволяющие легко проектировать и создавать приложения для работы с базами данных без знания языка программирования. Работа в Access начинается с определения реляционных таблиц и их полей, которые будут содержать данные. Сразу после этого вы с помощью форм, отчетов и макросов сможете определять действия над этими данными.

Формы и отчеты можно использовать для задания форматов вывода данных на экран и дополнительных вычислений, что очень похоже на работу с электронными таблицами. Но в этом случае содержащиеся в формах и отчетах форматы и инструкции по проведению вычислений отделены от данных (находящихся в таблицах), так что вы имеете полную свободу действий в использовании данных, не меняя при этом сами данные — достаточно создать дополнительную форму или отчет, использующие те же самые данные.

К числу наиболее мощных средств  Access относятся средства разработки "объектов — Мастера, которые вы можете использовать для создания таблиц, запросов, различных типов форм и отчетов, просто выбрав с помощью мыши нужные опции. Чтобы полностью автоматизировать работу вашего приложения, с помощью макросов Access вы легко свяжете данные с формами и отчетами. Вы можете создать большинство приложений, не написав ни единой строки программы, но если вам необходимо создать нечто уж совсем изощренное, то на этот случаи MS Access предоставляет мощный язык программирования — Microsoft Access Basiс.

3. . Разработка структуры базы данных

При разработке любой информационной системы все необходимые элементы и структуры данных должны быть объединены в соответствующую модель данных (МД). Такая модель данных представляет собой информационную модель определённой предметной области и служит для решения следующих задач:

а) модель данных – основа для создания базы данных. Использование баз данных  и информационных систем становится неотъемлемой составляющей деловой  деятельности человека и функционирования преуспевающих организаций. В связи  с этим большую актуальность приобретает освоение принципов построения и эффективного применения соответствующих технологий и программных продуктов: систем управления базами данных.

б) модель данных выступает средством  общения различных категорий  лиц, принимающих участие в информационных системах (разработчики, эксперты по предметной области, прикладные программисты).

в) наличие модели данных (ее реализация и документация) позволяют в дальнейшем адаптировать существующую  информационную систему к изменениям, возникающих в предметной области.

Модель предметной области –  это наши знания о предметной области. Знания могут быть как в виде неформальных знаний в мозгу эксперта, так и  выражены формально при помощи каких-либо средств. В качестве таких средств  могут выступать текстовые описания предметной области. Но более информативными и полезными при разработке баз данных являются описания предметной области, выполненные при помощи специализированных графических нотаций.

Главной проблемой остается проблема первичного анализа, содержательного описания предметной области и наглядного представления его результатов.

1.4. Реляционная схема базы данных

Реляционная база данных – это  совокупность отношений, содержащих всю  информацию, которая должна храниться  в БД. Однако пользователи могут воспринимать такую базу данных как совокупность таблиц.

1. Каждая таблица состоит из  однотипных строк и имеет уникальное  имя.

2. Строки имеют фиксированное число полей (столбцов) и значений (множественные поля и повторяющиеся группы недопустимы). Иначе говоря, в каждой позиции таблицы на пересечении строки и столбца всегда имеется в точности одно значение или ничего.

3. Строки таблицы обязательно  отличаются друг от друга хотя  бы единственным значением, что  позволяет однозначно идентифицировать любую строку такой таблицы.

4. Столбцам таблицы однозначно присваиваются имена, и в каждом из них размещаются однородные значения данных (даты, фамилии, целые числа или денежные суммы).

5. Полное информационное содержание  базы данных представляется  в виде явных значений данных и такой метод представления является единственным. В частности, не существует каких-либо специальных "связей" или указателей, соединяющих одну таблицу с другой.

6. При выполнении операций с  таблицей ее строки и столбцы  можно обрабатывать в любом порядке безотносительно к их информационному содержанию. Этому способствует наличие имен таблиц и их столбцов, а также возможность выделения любой их строки или любого набора строк с указанными признаками.

5. Требования к аппаратному и системному программному обеспечению

При работе с БД, рекомендуется  соблюдать следующие требования к аппаратному и программному обеспечению компьютера:

1. Microsoft Windows XP/7/8;
2. Microsoft Access 2003/XP/2010/2012;
3. Процессор x86, начиная с 800 MHz и выше;
4. Оперативная память 64 Mb и выше;
5. Монитор VGA;
6. 10 Mb свободного места на жёстком диске;
7. Клавиатура;
8. Мышь.

Данное ПО не требует установки, для его работы необходимо:

• Установленный Microsoft Access 2003 или выше;
• Скопировать БД в локальную папку;
• Запустить БД.

2. Тестирование баз данных

Тестирование базы данных помогает обнаружить узкие места в производительности разрабатываемого приложения и проверить  все механизмы, обеспечивающие целостность  и конфиденциальность данных.

Тестирование базы данных разделяется  на следующее типы:

• Тестирование логической модели;
• Проверка модели на логическую согласованность и отсутствие повторяющейся информации;
• Поиск возможностей для упрощения логической модели;
• Тестирование логической схемы базы данных;
• Тестирование на соответствие нормальным формам (обычно третьей);
• Тестирование на согласованность базы данных (внешние ключи, ограничивающие условия, триггеры);
• Тестирование на избыточность данных.
• Тестирование физической структуры базы данных (для различных РСУБД);
• Анализ и настройка покрытия индекса;
• Анализ таблицы, анализ быстродействия для увеличения производительности и надежности;
• Анализ политики безопасности и разработка предложений по ее улучшению (пользователи, роли, роли приложения, логины, интегрированные с операционной системой, хранимые процедуры);
• Анализ денормализации (при необходимости может быть проведена проверка потенциального прироста производительности и модификаций схемы базы данных);
• Анализ и реализация распределения базы данных;
• Анализ и реализация стратегии репликации;
• Анализ и реализация стратегии резервного копирования;
• Тестирование программируемости базы данных;
• Анализ эффективности хранимых процедур и триггеров;
• Оптимизация запросов, настройка индекса для охвата определенных запросов;
• Анализ эффективности клиентского приложения.

3. Анализ качества и надежности баз данных

Для анализа свойств баз данных предлагается выделять характеристики качества системы управления базой  данных и содержащейся в ней информации. Состав этих характеристик рекомендуется  систематизировать на основе требований международного стандарта ISO 9126.Современные базы данных — один из тех объектов в сфере информатизации, от которых иногда требуется особенно высокое качество и наличие возможности его оценки. Но что означает качество баз данных, какие требования следует предъявлять к их качеству, какими характеристиками можно описывать качество, как их оценивать и измерять? Для этого могут быть полезны методы и стандарты, разработанные для анализа сложных программных средств.

При комплексном анализе качества баз данных не всегда удается четко разделить требования и значения характеристик качества для каждого из этих объектов. Одна СУБД может обрабатывать различные по структуре, составу и содержанию данные, а одни и те же данные могут управляться различными СУБД. При анализе качества баз данных целесообразно рассматривать два компонента: систему программ управления данными и совокупность данных, упорядоченных по некоторым правилам. Хотя эти компоненты тесно взаимодействуют при реализации конкретной базы данных, первоначально они создаются независимо и могут рассматриваться в своем жизненном цикле как два объекта, которые различаются:

• номенклатурой и содержанием показателей качества, определяющих их назначение, функции и потребительские свойства;
• технологией и средствами автоматизации разработки и обеспечения всего жизненного цикла объекта;
• категориями специалистов, обеспечивающих создание, эксплуатацию или применение баз данных;
• комплектами эксплуатационной и технологической документации, поддерживающими жизненный цикл объекта.

В системах баз данных доминирующее значение приобретают сами данные, их хранение и обработка. Для оценивания качества информации может применяться  общий методический подход к выделению  адекватной номенклатуры стандартизированных в ISO 9126 базовых характеристик и субхарактеристик. Однако их содержание для применения к качеству баз данных требуется уточнить. Выделяемые показатели качества должны иметь практический интерес для пользователей и быть упорядочены в соответствии с приоритетами практического применения. Кроме того, каждый выделяемый показатель качества должен быть пригоден для достоверного экспертного оценивания или измерения, а также для сравнения с требуемым значением.

При разработке базы данных в техническом  задании и спецификации на нее должен формализоваться представительный набор функциональных требований к качеству базы данных, адекватный ее назначению и области применения, а также требованиям заказчика и потенциальных пользователей.

Надежность информации баз данных может основываться на применении понятий и методов теории надежности, которая позволяет получить ряд четких, хорошо измеряемых интегральных показателей. Надежная база данных, прежде всего, должна обеспечивать низкую вероятность потери работоспособности. Быстрое реагирование на потерю или искажение данных и восстановление их достоверности и работоспособности за время меньшее, чем порог между сбоем и отказом, обеспечивают высокую надежность.

Классификация сбоев и отказов  по длительности восстановления приводит к необходимости анализа динамических характеристик абонентов, являющихся источниками и/или потребителями данных. Для любого потребителя информации существует допустимое время отсутствия данных от базы данных, при котором их значения, изменяясь по инерции, достигают предельного отклонения от того, которое должно было быть рассчитано. Это допустимое отклонение результатов после перерыва функционирования базы данных зависит, в основном, от динамических характеристик источников и потребителей информации.

4. Проектирование баз данных

Проектирование баз данных - процесс решения класса задач, связанных с созданием баз данных.

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 данных (правильности их содержания): исключение противоречий в содержании данных, исключение их потери и т.д.

В деловой или личной сфере часто  приходится работать с данными из разных источников, каждый из которых связан с определенным видом деятельности. Для координации всех этих данных необходимы определенные знания и организационные навыки. В настоящее время существует большое число систем управления базами данных, среди которых наиболее популярны MS Access, Paradox, dBase, FoxPro и другие. Microsoft Access объединяет сведения из разных источников в одной реляционной базе данных. Создаваемые формы, запросы и отчеты позволяют быстро и эффективно обновлять данные, получать ответы на вопросы, осуществлять поиск нужных данных, анализировать данные и печатать отчеты.

Ассess предоставляет большой выбор  способов хранения, отображения и  предоставления данных.

5. Основные этапы проектирования баз данных

Концептуальное (инфологическое) проектирование – построение формализованной модели предметной области. Такая модель строится с использованием стандартных языковых средств, обычно графических, например ER-диаграмм. Такая модель строится без ориентации на какую-либо конкретную СУБД.

Основные элементы данной модели:

1. Описание объектов предметной области и связей между ними.
2. Описание информационных потребностей пользователей (описание основных запросов к БД).
3. Описание алгоритмических зависимостей между данными.
4. Описание ограничений целостности, т.е. требований к допустимым значениям данных и к связям между ними.

Логическое (даталогическое) проектирование – отображение инфологической модели на модель данных, используемую в конкретной СУБД, например на реляционную модель данных. Для реляционных СУБД даталогическая модель – набор таблиц, обычно с указанием ключевых полей, связей между таблицами. Если инфологическая модель построена в виде ER-диаграмм (или других формализованных средств), то даталогическое проектирование представляет собой построение таблиц по определённым формализованным правилам, а также нормализацию этих таблиц. Этот этап может быть в значительной степени автоматизирован.

Физическое проектирование – реализация даталогической модели средствами конкретной СУБД, а также выбор решений, связанных с физической средой хранения данных: выбор методов управления дисковой памятью, методов доступа к данным, методов сжатия данных и т.д. – эти задачи решаются в основном средствами СУБД и скрыты от разработчика БД.

На этапе инфологического проектирования в ходе сбора информации о предметной области требуется выяснить:

1. основные объекты предметной области (объекты, о которых должна храниться информация в БД);
2. атрибуты объектов;
3. связи между объектами;
4. основные запросы к БД.

На разных этапах проектирования БД используется различная терминология. На этапе исследования предметной области оперируют понятием сущность. Структура сущности представлена атрибутами и кортежами. На этапе инфологического проектирования оперируют понятием информационный объект – описание некоторой сущности в виде совокупности логически связанных реквизитов. Перечень реквизитов информационного объекта определяют его структуру. Экземпляр информационного объекта представлен совокупностью конкретных значений реквизитов. Каждый экземпляр информационного объекта должен однозначно определяться значением ключа информационного объекта. Реквизиты информационного объекта могут быть ключевыми и описательными, которые являются функционально зависимыми от ключа. На физическом этапе проектирования оперируют понятием таблица, структура которой представлена полями и записями.

Между таблицами могут устанавливаться  различные связи. При связывании двух таблиц выделяют основную и дополнительную таблицы. Логическое связывание этих таблиц осуществляется с помощью ключа связи – поля связи. В зависимости от того, как определены поля связи основной и дополнительной таблиц, могут устанавливаться 4 вида связей: один к одному (1:1), один ко многим (1:М), многие к одному (М:1), многие ко многим (М:М). Связь М:М – самая слабая связь, тогда как оптимальным видом связи является связь, вида 1:М.