База данных «Реки»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ПОиАИС

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект по дисциплине:

Системы управления базами данных

 

 

 

 

 

База данных «Реки»

 

 

 

Работу принял: Жуйков В.В.	Работу выполнил: Ст. 3 курса, 36 гр. ПО Шклярик А.А
___________________ (оценка)
Подпись:________________ Дата:____________________	Подпись:________________ Дата:____________________

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время среди разработчиков базы данных (БД) большой популярностью пользуется реляционная СУБД ACCESS, входящая в состав пакета Microsoft Office 2003. Дружественный интерфейс и простота настройки, эффективные средства создания таблиц, форм, запросов, интеграция с другими приложениями пакета, средства организации работы с базами данных и защита информации - вот далеко не полный перечень достоинств этого приложения.

Основные функции СУБД – это описание структуры базы данных, обработка данных и управление данными.

База данных – это совокупность сведений о реальных объектах, процессах, событиях или явлениях, относящихся к определённой теме или задаче, организованная таким образом, чтобы обеспечить удобное представление этой совокупности, как в целом, так и любой её части. Реляционная база данных представляет собой множество взаимосвязанных таблиц, каждая из которых содержит информацию об объектах определённого типа. Каждая строка таблицы содержит данные об одном объекте (например, клиенте, автомобиле, документе), а столбцы таблицы содержат различные характеристики этих объектов – атрибуты (например, наименования и адреса клиентов, марки и цены автомобилей). Строки таблицы называются записями, все записи имеют одинаковую структуру – они состоят из полей, в которых хранятся атрибуты объекта. Каждое поле в записи содержит одну характеристику объекта и имеет строго определённый тип данных (например, текстовая строка, число, дата). Все записи имеют одни и те же поля, только в них содержатся разные значения атрибутов.

Любая СУБД позволяет выполнять четыре простейшие операции с данными:

• добавить в таблицу одну или несколько записей;
• удалить из таблицы одну или несколько записей;
• обновить значения некоторых полей в одной или нескольких записях;
• найти одну или несколько записей, удовлетворяющих заданному условию.

Для выполнения этих операций используется механизм запросов. Результатом выполнения запросов является либо отобранное по определённым критериям множество записей, либо изменение в таблицах.

 

1. Разработка структуры БД

Первым этапом и самым главным этапом в процессе проектирования и создания базы данных, является составление сущностей и разработка инфологической модели.

Цель инфологического моделирования – обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Основными конструктивными элементами инфологических моделей являются сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты).

1. Сущности базы данных

По определению М. Михайлова, сущность - это множество экземпляров реальных и абстрактных объектов, которые обладают общими свойствами. Любой объект предметной области может быть представлен только одной сущностью, которая должна иметь уникальное имя и храниться в базе данных. [10, с. 25-30]

При создании таблиц сущностей нужно помнить основное правило – это «каждой сущности – отдельную таблицу». Поля таблиц сущностей могут быть двух видов: ключевые и не ключевые. В разработанной базе данных использовались ключевые поля таблиц сущностей, что ускоряет обработку записей таблицы, позволяет выполнять автоматическую сортировку записей по значениям в ключевых полях. [7, c. 114-122]

В процессе обработки таблиц сущностей надо иметь в виду следующее. Новую сущность легко добавить и изменить, но при удалении следует уничтожить все ссылки на нее из таблиц связей, иначе таблицы связей будут некорректными.

В данной работе при создании базы данных были использованы следующие сущности:

 

 

Наименование сущности

Название реки

Континент

Исток

Устье

Протяженность

Площадь бассейна

Минимальная ширина

Максимальная ширина

Максимальная глубина

Минимальная глубина

Кол-во правых притоков

Кол-во левых притоков

Замерзание

Период половодья

Способ питания

Период навигации

Обитатели

Страны

Высота истока берега над уровнем моря

Характер местности

Зависимости:

1. Название реки à Континент
2. Название реки à Исток
3. Название реки à Устье
4. Название реки à Протяженность
5. Название реки à Площадь бассейна
6. Название реки à Минимальная ширина
7. Название реки à Максимальная ширина
8. Название реки à Максимальная глубина
9. Название реки à Минимальная глубина
10. Название реки à Кол-во правых притоков
11. Название реки à Кол-во левых притоков
12. Название реки à Замерзание
13. Название реки à Период половодья
14. Название реки à Способ питания
15. Название реки à Период навигации
16. Название реки à Обитатели
17. Название реки à Страны
18. Название реки à Высота истока берега над уровнем моря
19. Название реки à Характер местности
20. Континент à Страны

После составления списка сущностей следует проверить его на полноту и связность. Для этого нужно выявить повторяющиеся сущности, и сущности, ошибочно представленные в списке как одна. И затем удалить сущности, оказавшиеся лишними.

2. Связи базы данных

Связь – ассоциирование двух или более сущностей. Если бы назначением базы данных было только хранение отдельных, не связанных между собой данных, то ее структура могла бы быть очень простой. Однако одно из основных требований к организации базы данных – это обеспечение возможности отыскания одних сущностей по значениям других, для чего необходимо установить между ними определенные связи.

Между двумя сущностям, например, А и В возможны четыре вида связей.

Первый тип – связь ОДИН-К-ОДНОМУ (1:1): в каждый момент времени каждому представителю (экземпляру) сущности А соответствует 1 или 0 представителей сущности В:

Студент может не "заработать" стипендию, получить обычную или одну из повышенных стипендий.

Второй тип – связь ОДИН-КО-МНОГИМ (1:М): одному представителю сущности А соответствуют 0, 1 или несколько представителей сущности В.

Квартира может пустовать, в ней может жить один или несколько жильцов.

Так как между двумя сущностями возможны связи в обоих направлениях, то существует ещё два типа связи МНОГИЕ-К-ОДНОМУ (М: 1) и МНОГИЕ-КО-МНОГИМ (М: М).

3. Атрибуты базы данных

Атрибут представляет собой свойство сущности. Так, атрибутами сущности Глубины являются [Код реки], [Максимальная глубина м] и [Минимальная глубина м]. Атрибут – это информационное отображение свойств объекта. При реализации информационной модели на каком-либо носителе информации, атрибут часто называют элементом данных, полем данных или просто полем.[6, c. 176]

Основные типы данных:

• Текстовый. Текст или числа, не требующие проведения расчётов.
• МЕМО. Поле этого типа предназначено для хранения небольших текстовых данных (до 64000 символов). Поле этого типа не может быть ключевым или проиндексированным.
• Числовой. Этот тип данных содержит множество подтипов. От выбора подтипа (размера) зависит точность вычислений.
• Счётчик. Уникальные, последовательно возрастающие числа, автоматически вводящиеся при добавлении новой записи в таблицу.
• Логический. Логические значения, а так же поля, которые могут содержать одно из двух возможных значений.
• Денежный. Денежные значения и числовые данные, используемые в математических вычислениях.
• Дата/Время. Дата и время хранятся в специальном фиксированном формате.
• Поле объекта OLE. Включает звукозапись, рисунок и прочие типы данных. Поле этого типа не может быть ключевым или проиндексированным.

На основании таблицы сущностей, а также задач, выделим все необходимые атрибуты, используемые в данной базе данных. В следующих таблицах (Таблица 1 – Таблица 10) приводится описание атрибутов:

 

 

 

 

 

Таблица: Глубины
Поле	Тип данных
Код реки	Числовой
Максимальная глубина м	Текстовый
Минимальная глубина м	Текстовый

Таблица 1. Описание атрибутов таблицы Глубины

 

Таблица: Истоки
Поле	Тип данных
Код истока	Числовой
Исток	Текстовый
Высота берега м	Текстовый

Таблица 2. Описание атрибутов таблицы Истоки

 

Таблица: Континенты
Поле	Тип данных
Код континента	Числовой
Континент	Текстовый

Таблица 3. Описание атрибутов таблицы Континенты

 

Таблица: Периоды
Поле	Тип данных
Код реки	Счетчик
Период половодья	Числовой
Период навигации	Числовой

Таблица 4. Описание атрибутов таблицы Периоды

 

Таблица: Притоки
Поле	Тип данных
Код реки	Числовой
Кол-во правых притоков	Текстовый
Кол-во левых притоков	Текстовый

Таблица 5. Описание атрибутов таблицы Притоки

 

Таблица: Реки
Поле	Тип данных
Код реки	Числовой
Название реки	Числовой
Протяженность км	Числовой
Площадь бассейна км^2	Логический
Код истока	Числовой
Код устья	Числовой
Характер местности	Логический
Обитатели	Текстовый

Таблица 6. Описание атрибутов таблицы Реки

 

Таблица: Способы питания
Поле	Тип данных
Код реки	Числовой
Способ питания	Текстовый

Таблица 7. Описание атрибутов таблицы Способы питания

 

Таблица: Страны
Поле	Тип данных
Код континента	Числовой
Страна	Текстовый
Код реки

Таблица 8. Описание атрибутов таблицы Страны

 

 

 

Таблица: Устья
Поле	Тип данных
Код устья	Числовой
Устье	Текстовый

Таблица 9. Описание атрибутов таблицы Устья

 

Таблица: Ширина
Поле	Тип данных
Код реки	Числовой
Максимальная ширина м	Текстовый
Минимальная ширина м	Текстовый

Таблица 10. Описание атрибутов таблицы Ширина

4. Ключи базы данных

Ключ – минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности. Минимальность означает, что исключение из набора любого атрибута не позволяет идентифицировать сущность по оставшимся.

В правильно построенной реляционной базе данных в каждой таблице есть один или несколько столбцов, значения в которых во всех строках разные. Этот столбец (столбцы) называется первичным ключом таблицы. В разработанной базе данных рек, например, первичным ключом таблицы Реки является столбец Код реки, первичным ключом таблицы Страны является столбец Код континента.

На практике в качестве первичных ключей таблиц обычно следует выбирать идентификаторы, такие как идентификатор реки (Код реки в таблице Реки).

Первичный ключ для каждой строки таблицы является уникальным, поэтому в таблице с первичным ключом нет двух совершенно одинаковых строк. Таблица, в которой все строки отличаются друг от друга, в математических терминах называется отношением.[1, с. 45-49] Именно этому термину реляционные базы данных и обязаны своим названием, поскольку в их основе лежат отношения (таблицы с отличающимися друг от друга строками).

Столбец одной таблицы, значения в котором совпадают со значениями столбца, являющегося первичным ключом другой таблицы, называется внешним ключом.[4, с. 115-117] В нашей базе данных столбец Код реки представляет собой внешний ключ для таблицы Реки. Значения, содержащиеся в этом столбце, представляют собой идентификаторы рек. Эти значения соответствуют значениям в столбце Код реки, который является первичным ключом таблицы Реки. Совокупно первичный и внешний ключи создают между таблицами, в которых они содержатся, такое же отношение предок/потомок, как и в иерархической базе данных.

Внешний ключ, как и первичный ключ, тоже может представлять собой комбинацию столбцов. На практике внешний ключ всегда будет составным (состоящим из нескольких столбцов), если он ссылается на составной первичный ключ в другой таблице. Очевидно, что количество столбцов и их типы данных в первичном и внешнем ключах совпадают.

Как показывает практика, реляционная модель данных обладает всеми возможностями сетевой модели по части выражения сложных отношений.

Внешние ключи являются неотъемлемой частью реляционной модели, поскольку реализуют отношения между таблицами базы данных. Поддержка внешних ключей отсутствовала в первых реляционных СУБД. Она была введена в системе DB2 Version 2 и теперь имеется во всех коммерческих СУБД.[10, с. 25-30] 

2. Создание базы данных с помощью СУБД Access

1. Таблицы базы данных

 Таблицы – это основные объекты любой базы данных. В них хранятся все данные, имеющиеся в базе, а во-вторых, таблицы хранят и структуру базы (поля, их типы и свойства) (рис. 1).

Таблица БД создаётся в два этапа. На первом этапе определяется её структура: состав полей, их имена, тип каждого поля, его размер и другие свойства полей (Рис. 1). На втором этапе таблица заполняется данными, т. е. формируются записи.

Рис. 1. Структура базы данных

Каждое поле предоставляет собой столбец таблицы и содержит определенную категорию информации. Каждая запись предоставляет собой строку таблицы и содержит информацию об определенном товаре. Можно создать взаимосвязи между таблицами, вместо того, чтобы хранить всю информацию в одной большой таблице, избегая тем самым ненужного дублирования данных, экономии памяти компьютера, а также увеличение скорости и точности обработки информации.[8]

2. 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.[12]

Для того чтобы составить схему данных в Access нам необходимо составить ER-диаграмму (Рис. 2) и на ней определить типы наших связей. Данная диаграмма служит вспомогательной схемой для выявления ненужных сущностей и правильного определения типов связи в нашей базе данных. 

 

Далее разработаем схему данных. (Рис. 3) Для этого:

• нажимаем на кнопку на панели инструментов (или команда Сервис, Схема данных). На экране появится окно <Схема данных>;
• щёлкаем по кнопке на панели инструментов (или команда Связи, Добавить таблицу);
• в появившемся окне будет выделено название одной таблицы. Щелкаем по кнопке <Добавить>, переводим выделение на имя следующей таблицы и щелкните по кнопке <Добавить>. Аналогично добавляем оставшиеся таблицы;
• закройте окно, щелкнув по кнопке <3акрыть>;
• чтобы не выполнять все вышеописанные действия, можно просто перетащить мышкой таблицы из окна «Базы данных Таблицы» в окно «Схема данных»;
• создадим связь между таблицами Реки и Страны. Для этого курсором мыши перетаскиваем поле <Код реки> в таблице Реки на поле <Код реки> в таблице Страны. На экране откроется окно <Связи>;
• устанавливаем флажок («галочку») в свойствах Обеспечение целостности данных, Каскадное обновление связанных полей и Каскадное удаление связанных записей;
• щелкаем по кнопке <Создать>. Связь будет создана;
• аналогично создаем все необходимые нам связи  
  

 

 

 

 

Рис. 3. Схема данных 

3. Заполнение базы данных

В созданной базе данных существует возможность правки, добавления, просмотра всех данных. Причем за счет связей при процессе правки одной из таблиц, будут автоматически изменяться данные в других таблицах.

Формы служат для ввода и просмотра данных в удобном для пользователя виде, который соответствует привычному для него документу. При выводе данных с помощью форм можно применять специальные средства оформления.

Для создания формы нужно открыть вкладку «Формы» окна базы данных и нажать кнопку «Создать»

После этого в появившемся окне следует выбрать способ создания формы «Мастер форм» и выбрать таблицу, по которой необходимо сделать форму, в нашем случае таблица «Сотрудники».

Далее при помощи кнопок (перенести все записи) или (перенести выбранную запись) нужно выбрать поля, которые будут отражены в форме. Нажимаем кнопку «Далее». Затем нужно выбрать внешний вид формы, стиль, задать имя формы и форма готова (Рис. 4). Если автоматическое расположение полей формы нас не устраивает, то необходимо его изменить. Перейдем в режим конструктора (кнопка на панели инструментов ). Здесь можно менять расположение и размер полей формы по своему усмотрению: достаточно мышкой выделить интересующий объект.

Рис. 4. Форма заполнения базы данных

Предположим, что вам необходимо найти в базе данных определённую реку (например, по названию). Для этого нужно:

- установить курсор в поле «Название реки».

- выполнить команду меню Правка → Найти, или воспользоваться кнопкой панели инструментов.

 Или необходимо найти все реки, которые замерзают. Для этого:

- выбираем необходимое поле (в  данном случае ставим курсор  в поле «Замерзание» → «Замерзает») и нажимаем кнопку (или выполняем команду Записи, Фильтр, Фильтр по выделенному). В форме (или таблице) останутся только записи о реках, которые замерзают;

- для отмены фильтрации нажимаем  на кнопку  на панели инструментов или выполняем команду Записи, Удалить фильтр. В форме (таблице) появятся все данные. Как правило, фильтрацию удобнее использовать в табличных формах или непосредственно в самих таблицах СУБД Access.

4. Описание таблиц БД «Реки»

На основе созданной концептуальной и логической модели при проектировании в СУБД Microsoft Access были созданы таблицы и их формы. Приведем описание созданных таблиц.

Таблица «Глубины» (Рис. 5) состоит из трех полей: Код реки (ключевое поле, тип данных числовой), Максимальная глубина м, Минимальная глубина м (типы данных - числовой).

Рис. 5. Таблица «Глубины»

 

Таблица «Истоки» (Рис. 6) состоит из трех полей: Код истока (ключевое поле, тип данных числовой), Исток (текстовый тип данных), Высота берега м (тип данных числовой).

Рис. 6. Таблица «Туры»

 

Таблица «Континенты» (Рис. 7) состоит из двух полей. Код континента (ключевое поле, тип данных числовой), Континент (текстовый тип данных).

Рис. 7. Таблица «Континенты»

Таблица «Периоды» (Рис. 8) состоит из трех полей. Код реки (ключевое поле, тип данных числовой), Период половодья (текстовый тип данных), Период навигации (текстовый тип данных).

Рис. 8. Таблица «Периоды»

Таблица «Притоки» (Рис. 9) состоит из трех полей. Код реки (ключевое поле, тип данных числовой), Кол-во правых притоков (числовой тип данных), Кол-во левых притоков (числовой тип данных).

Рис. 9. Таблица «Притоки»

Таблица «Реки» (Рис. 10) состоит из девяти полей. Код реки (ключевое поле, тип данных числовой), Название реки (текстовый тип данных), Протяженность км (числовой тип данных), Площадь бассейна кмÙ2 (числовой тип данных), Код истока (числовой тип данных), Код устья (числовой тип данных), Замерзание (текстовый тип данных), Характер местности (текстовый тип данных), Обитатели (текстовый тип данных).

Рис. 10. Таблица «Реки»

 

Таблица «Способы питания» (Рис. 11) состоит из двух полей. Код реки (ключевое поле, тип данных числовой), Способ питания (текстовый тип данных)

Рис. 11. Таблица «Способы питания»

 

Таблица «Страны» (Рис. 12) состоит из трех полей. Код континента (ключевое поле, тип данных числовой), Страна (текстовый тип данных), Код реки (тип данных числовой).

Рис. 12. Таблица «Способы питания»

 

Таблица «Устья» (Рис. 13) состоит из двух полей. Код устья (ключевое поле, тип данных числовой), Устье (текстовый тип данных).

Рис. 13. Таблица «Способы питания»

 

Таблица «Ширина» (Рис. 14) состоит из трех полей: Код реки (ключевое поле, тип данных числовой), Максимальная ширина м, Минимальная ширина м (типы данных - числовой).

Рис. 14. Таблица «Способы питания»

 

3. Оперирование данными

Третьим и самым нижним уровнем представления БД является физический уровень. Физическая организация данных оказывает основное влияние на эксплуатационные характеристики проектируемой базы, так как именно на этом уровне осуществляется ее привязка к физической памяти.