Использование баз данных и СУБД для обработки экономической информации. 3

курсовая работа

по дисциплине

«Информатика»

на тему: «Использование баз данных и СУБД для обработки экономической информации».

содержание

введение

Современный этап развития человеческой цивилизации характеризуется переходом к так называемому информационному обществу, в котором в результате процессов информатизации и компьютеризации информационные технологии во всех сферах деятельности играют более важную роль, нежели индустриальные, аграрные и др. Как отмечал академик А. П. Ершов, информатизация — всеобщий неизбежный период развития цивилизации, период освоения информационной картины мира, осознания единства законов функционирования информации в природе и обществе, практического их применения, создания индустрии производства и обработки информации.

В связи с этим решение проблем  рационального использования современных и перспективных методов и средств обработки информации в практической (профессиональной) деятельности людей приобретает первостепенное значение. Это обусловлено рядом причин. Во-первых, таковы актуальные потребности общества, связанные с необходимостью решения все более усложняющихся политических, экономических, военных и других проблем различного масштаба (глобальных, региональных, государственных, национальных и т. п.). Во-вторых, это единственный путь значительного (а в ряде случаев — кардинального) повышения эффективности профессиональной деятельности человека. В-третьих, широкое распространение получили технические и программные средства, позволяющие реализовать новые технологии при приемлемом расходовании ресурсов. Наконец, пользователями этих технологий становится все большее число людей (по некоторым оценкам, к пользователям компьютерных технологий во многих странах может быть отнесено все трудоспособное население).

Цель данной курсовой работы –  ознакомиться с наиболее популярными  на сегодняшний день системами управления базами данных, такими как Microsoft Access и Microsoft Visual FoxPro, используемых для обработки экономической информации.

Задачи курсовой работы: ознакомиться с базами данных и СУБД; рассмотреть  функции СУБД и области применения баз данных в экономике; охарактеризовать принципы работы СУБД Microsoft Access и Microsoft Visual FoxPro.

Работа была выполнена на Macintosh. Основные параметры ПК: процессор Celeron Dual-Core E3200 2,4 800 Мгц; память DDR2 1024M/320G. Распечатана  на принтере HP DeskJet 3820, A4, 4800*1200 dpi.

ОС Windows XP.

При написании курсового проекта  я пользовалась программами Microsoft Word, Microsoft Access и Microsoft Visual FoxPro. Способ написания работы – монографический.

1. глава. базы данных и субд

1. Понятие банка данных, базы данных и СУБД

Деятельность человека постоянно  связана с накоплением информации об окружающей среде, ее отбором и хранением при решении различных задач. Информационные системы, основное назначение которых - информационное обеспечение пользователя, т.е. предоставление ему необходимых сведений из определенной предметной области, помогают человеку решать задачи быстрее и качественнее.

Любая информационная система предназначена  для решения некоторого класса задач, включает в себя как хранилище  данных, так и средства для реализации информационных процедур. Данные, хранящиеся в запоминающих устройствах, структурированные таким образом, чтобы их могли использовать различные программы, получили название баз данных (БД). Средства создания и управления этими данными получили название систем управления базами данных (СУБД). Несколько баз данных, относящихся к одной области, и средства работы с ними образуют банк данных (БнД). [6]

Банк данных — это автоматизированная система специальным образом организованных данных — баз данных, программных, технических, языковых, организационно-методических средств и персонала, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.

Банк данных призван обеспечивать интегрированность и целостность баз данных, независимость и минимальную избыточность хранимых данных, их защиту от несанкционированного доступа или случайного уничтожения.

В общем случае банк данных состоит  из базы данных (или нескольких баз данных), системы управления базами данных (СУБД), словаря данных, администратора, компьютерной системы и обслуживающего персонала (рис. 1). [9]

Рис. 1 Состав банка данных

Словарь данных предназначен для хранения единообразной и централизованной информации обо всех ресурсах данных конкретного банка:

1. об объектах, их свойствах и отношениях для данной ПО;
2. о данных, хранимых в БД (наименование; смысловое описание; структура; связи и т. п.);
3. о возможных значениях и форматах представления данных;
4. об источниках возникновения данных;
5. о кодах защиты и разграничении доступа пользователей к данным и т. п.

Администратор баз данных — это лицо (группа лиц), реализующее управление БД. В этой связи сам БнД можно рассматривать как автоматизированную систему управления базами данных. Функции АБД являются долгосрочными; он координирует все виды работ на этапах создания и применения БнД. На стадии проектирования АБД выступает как идеолог и главный конструктор системы; на стадии эксплуатации он отвечает за нормальное функционирование БнД, управляет режимом его работы и обеспечивает безопасность данных. [1]

Приложение — программа или комплекс программ, которые обеспечивают автоматизацию обработки данных для прикладной задачи пользователя, работающего с БД. В общем случае с одной БД могут работать несколько различных приложений. Например, если БД моделирует некоторое предприятие, то для работы с ней могут быть созданы приложения: одно — обслуживающее подсистему учета кадров, Другое — подсистему расчета заработной платы сотрудников, третье — подсистему складского учета и т.д.

Компьютерная система, на базе которой функционирует банк данных, представляет собой совокупность взаимосвязанных и согласованно действующих компьютеров и других устройств, обеспечивающих автоматизацию процессов приема, обработки и выдачи информации пользователям. Используемая система должна иметь процессоры с приемлемой мощностью, достаточный объем оперативной и внешней памяти.

Обслуживающий персонал банка данных (программисты, инженеры по техническому обслуживанию компьютеров, административный аппарат) призван поддерживать технические и программные средства в работоспособном состоянии, осуществлять обеспечение совместимости и взаимодействия всех составляющих, контроль за работой банка данных, за качеством информации. [9]

Банки данных хранят сведения из самых  разных областей человеческой деятельности: это библиотечное и банковское дело, образование и медицина, управление предприятием и государством, право, экология, транспорт, туризм и многое другое. Количество информации, содержащейся в некоторых банках данных, измеряется миллиардами байт. В частности, Internet можно рассматривать как гигантский банк данных. [6]

База данных — это организованная в соответствии с определенными правилами и поддерживаемая в памяти компьютера именованная совокупность данных, которая характеризует актуальное состояние некоторой предметной области. [9]

 Предметная область – фрагмент реального мира, сведения о котором необходимо хранить и использовать в решаемой задаче, в том или ином виде деятельности человека.

Группы объектов, сведения о которых  сосредотачиваются в базах данных, принято называть сущностями. Сущности могут быть одушевленными и неодушевленными предметами реального мира, идеальными объектами, например, историческими событиями, а также любыми явлениями, например, погодными явлениями, за которыми ведут наблюдения метеостанции.

В качестве типичного примера предметной области можно указать торговлю. Сущностями этой области являются товары, поставщики, торговые организации и покупатели. База данных при этом должна хранить все сведения обо всех товарах, поставщиках, торговых организациях, покупателях: их названия, адреса, цены на товары у разных поставщиков, сроки поставок, в какие торговые организации каждый поставщик какие товары и по какой цене поставляет и т. д.

Базы данных могут хранить информацию о десятках, сотнях тысяч и миллионах различных объектов. Основное преимущество использования баз данных — это быстрота и эффективность выбора из них нужной информации, время получения которой мало зависит от общего объема хранящихся в базе сведений. Базы данных предоставляют возможность выбирать данные из их общего хранилища различным пользователям с различными запросами и критериями поиска. [8]

Для любой базы данных можно говорить о ее логической организации и  о ее физической организации.

Физическая организация - это способ представления, размещения и хранения данных на носителе (ориентирована на техническое устройство).

Логическая организация представляет собой модель структуры всей совокупности данных (ориентирована на человека). По сути, это способ объединения данных в записи, это "взгляд" на данные с точки зрения их использования в прикладных программах.

Наиболее  распространенными способами логической организации данных в БД являются табличный (реляционный), древовидный (иерархический), сетевой. Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки. Выбор способа представления данных зависит от особенностей предметной области и тех задач, которые предполагается решать с помощью этих данных. [6]

Основными операциями с базами данных являются: создание, первичное заполнение, последующее внесение всевозможных изменений в данные (например, сведений о поступлении новых товаров или об изменении цен на них и т. д.), сортировка данных, которая используется с целью ускорения поиска, и, наконец, собственно поиск нужных данных, осуществляемый в разных формах. Для выполнения всех этих операций служат инструментальные пакеты программ, которые называются системами управления базами данных (СУБД). [8]

Программные составляющие СУБД включают ядро и сервисные средства. Ядро – это набор программных модулей, необходимый и достаточный для создания и поддержки БД. Сервисные программы предоставляют пользователям ряд дополнительных возможностей по обслуживанию БД – такие, как форматирование файлов БД (подготовка внешней памяти к загрузке данных), копирование БД, ведение системного журнала и др.

Различают два основных класса СУБД: общего назначения и специализированные. Системы общего назначения не ориентированы на какую-либо конкретную предметную область и предлагаются многим потенциальным пользователям как коммерческое изделие. Вместе с тем они обладают возможностью настройки на работу с конкретной базой данных в соответствующих условиях. Использование таких СУБД для создания автоматизированных информационных систем (АИС) позволяет существенно сокращать сроки их разработки и экономить трудовые ресурсы.

Специальные СУБД разрабатывают для конкретного  применения под определенные требования заказчика. Такая ситуация возникает, если СУБД общего назначения не позволяют добиться требуемой производительности или не удовлетворяют заданным ограничениям по объему памяти, предоставляемой для хранения БД. Решение этих проблем достигается благодаря знанию (и учету при программировании) специфических особенностей конкретной предметной области. Вместе с тем создание специализированной СУБД – дело сложное и дорогое, так что к этому средству прибегают в достаточно редких случаях. [2]

В состав любой СУБД входят языки  двух типов: язык описания, данных (с его помощью описываются типы данных, их структура и связи); язык манипулирования данными (его часто называют язык запросов к БД), предназначенный для организации работы с данными в интересах всех типов пользователей. [1]

Язык описаний данных (ЯОД) – это  язык высокого уровня, предназначенный  для создания схемы БД. С его  помощью описываются типы данных, методы их использования (подлежащих хранению в базе или выборке из базы), структуры  данных и связи между данными. Впрочем, в большинстве СУБД для ПК языки описания данных перестают существовать как явные лингвистические средства. Их функции реализуются главным образом с помощью различных интерактивных интерфейсов – утилит, меню, заполняемы пользователем экранных форм и т.п.

Язык манипулирования данными (ЯМД, язык запросов к БД) предназначен для  выражения операций доступа к  БД из прикладных программ. Он обычно представлен  системой команд манипулирования данными.

По способу реализации указанных  языков СУБД разделяют на две группы: с включающим и с базовым языком. В первом случае прикладная программа пишется на общепринятом алгоритмическом языке (Pascal, C и др.). Во втором случае используется собственный алгоритмический язык, позволяющий, кроме операций манипулирования данными, выполнять также арифметические и иные операции. Большинство СУБД, разрабатываемых для ПК, относятся ко второй группе. [2]

2. Функции СУБД

Перечислим основные функции системы  управления базами данных.

1. Определение структуры создаваемой базы данных, ее инициализация и проведение начальной загрузки.

В большинстве современных СУБД база данных представляется в виде совокупности таблиц. Рассматриваемая  функция позволяет описать и создать в памяти структуру таблицы, провести начальную загрузку данных в таблицы.

Как правило, создание структуры базы данных происходит в режиме диалога. СУБД последовательно запрашивает у пользователя необходимые данные. Надо отметить, что для клиент-серверных СУБД данный диалог представляет собой графический интерфейс пользователя для формирования и выполнения соответствующих операторов языка SQL.

2. Предоставление пользователям возможности манипулирования данными (выполнение вычислений, разработка интерфейса ввода/вывода, визуализация).

Для клиент-серверных СУБД существуют средства, позволяющие выполнять запросы и программные средства, позволяющие создавать графический интерфейс пользователя.

3. Обеспечение логической и физической независимости данных.

Важнейшим свойством СУБД является возможность поддерживать два независимых взгляда на базу данных - взгляд пользователя, воплощаемый в «логическом» представлении данных и «взгляд» системы - «физическое» представление данных в памяти ЭВМ. Обеспечение логической независимости данных предоставляет возможность изменения (в определенных пределах) «логического» представления базы данных без необходимости изменения физических структур хранения данных. Таким образом, изменение «логического» представления данных в прикладных программах не приводит к изменению структур хранения данных. Обеспечение физической независимости данных представляет возможность изменять (в определенных пределах) способы организации базы данных в памяти ЭВМ не вызывая необходимости изменения «логического» представления данных. Таким образом, изменение способов организации базы данных не приводит к изменению прикладных программ.

4.  Защита логической целостности базы данных.

Основной целью реализации этой функции является повышение достоверности  данных в базе данных. Достоверность  данных может быть нарушена при вводе в БД недостоверных данных, или при неправомерных действиях процедур обработки данных, получающих и заносящих в БД неправильные данные. Для повышения достоверности данных в системе объявляются так называемые ограничения целостности, которые в определенных случаях отлавливают неверные данные. Так, во всех современных СУБД проверяется соответствие вводимых данных их типу, описанному при создании структуры. Система не позволит ввести символ в поле числового типа, не позволит ввести недопустимую дату и т.п. В развитых системах ограничения целостности описывает программист, исходя из содержательного смысла задачи, и их проверка осуществляется при каждом обновлении данных.

5.  Защита физической целостности.

При работе ЭВМ возможны сбои в работе (например, из-за отключения электропитания), повреждение машинных носителей данных. При этом могут быть нарушены связи между данными, что приводит к невозможности дальнейшей работы. Развитые СУБД имеют средства восстановления базы данных. В таких системах в определенный момент БД копируется на резервные носители. Все обращения к БД записываются программно в журнал изменений. Если база данных разрушена, запускается процедура восстановления, в процессе которой в резервную копию из журнала изменений вносятся все произведенные изменения.

6.  Управление полномочиями пользователей на доступ к базе данных.

Разные  пользователи могут иметь разные полномочия по работе с данными (некоторые  данные должны быть недоступны; определенным пользователям не разрешается обновлять данные и т.п.). В СУБД предусматриваются механизмы разграничения полномочий доступа, основанные либо на принципах паролей, либо на описании полномочий.

7.  Синхронизация работы нескольких пользователей.

Достаточно  часто может иметь место ситуация, когда несколько пользователей одновременно выполняют операцию обновления одних и тех же данных. Такие коллизии могли привести к нарушению логической целостности данных, поэтому система должна предусматривать меры, не допускающие обновление данных другим пользователям, пока работающий с этими данными пользователь полностью не закончит с ними работать.

8.  Управление ресурсами среды хранения.

БД  располагается во внешней памяти ЭВМ. При работе в БД заносятся новые данные (занимается память), удаляются данные (освобождается память). СУБД выделяет ресурсы памяти для новых данных, перераспределяет освободившуюся память, организует ведение очереди запросов к внешней памяти и т.п.

9.  Поддержка деятельности системного персонала.

При эксплуатации базы данных может возникать необходимость изменения параметров СУБД, выбора новых методов доступа, изменения (в определенных пределах) структуры хранимых данных, а также выполнения ряда других общесистемных действий. СУБД предоставляет возможность выполнения этих и других действий для поддержки деятельности БД обслуживающему БД системному персоналу, называемому администратором БД. [10]

3. Модели данных, поддерживаемые СУБД

Модель данных — это некоторая абстракция, которая, будучи приложима к конкретным данным, позволяет разработчикам и пользователям трактовать их уже как информацию — сведения, содержащие не только данные, но взаимосвязь между ними. Главное назначение модели данных — систематизация разнообразной информации и отражение ее свойств по содержанию, структуре, объему, связям, динамике с учетом удовлетворения информационных потребностей всех категорий пользователей.

К классическим моделям представления  данных относят иерархическую, сетевую и реляционную. [9]

СУБД принципиально различаются  по моделям БД, с которыми они работают. Если модель БД реляционная, то нужно использовать реляционную СУБД, если сетевая — сетевую СУБД и т.д.

Иерархическая модель данных

Наиболее давно используемой (можно сказать классической) является модель данных, в основе которой лежит иерархическая структура типа дерева. Дерево — орграф, в каждую вершину которого, кроме первой (корневой), входит только одна дуга, а из любой вершины (кроме конечных) может исходить произвольное число дуг. В иерархической структуре подчиненный элемент данных всегда связан только с одним исходным. [1] В иерархической модели отношения между данными бывают типа «родитель – потомки», т.е. у каждого объекта только один родитель (у корневого объекта нет родителя), но в принципе может быть несколько потомков. [9]

На рис. 2 показан фрагмент объектной записи в иерархической модели данных. Часто используется также "упорядоченное дерево", в котором значим относительный порядок поддеревьев.

Рис. 2 Фрагмент иерархической модели данных

Достоинства такой модели несомненны: простота представления предметной области, наглядность, удобство анализа структур и простота их описания. К недостаткам следует отнести сложность добавления новых и удаления существующих типов записей, невозможность отображения отношений, отличающихся от иерархических, громоздкость описания и информационную избыточность.

Сетевая модель данных

Сетевая модель данных основана на представлении  информации в виде орграфа, в котором в каждую вершину может входить произвольное число дуг. Вершинам графа сопоставлены типы записей, дугам — связи между ними. На рис. 3 представлен пример структуры сетевой модели данных.

Рис. 3 Фрагмент сетевой модели данных

По сравнению с иерархическими сетевые модели обладают рядом существенных преимуществ: возможность отображения практически всего многообразия взаимоотношений объектов предметной области, непосредственный доступ к любой вершине сети (без указания других вершин), малая информационная избыточность. Вместе с тем в сетевой модели невозможно достичь полной независимости данных с ростом объема информации сетевая структура становится весьма сложной для описания и анализа.

Известно, что применение на практике иерархических и сетевых моделей данных в некоторых случаях требует разработки и сопровождения значительного объема кода приложения, что иногда может стать для информационной системы непосильным бременем. [1]

Реляционная модель данных

Наиболее распространенная трактовка  реляционной модели данных (РМД) принадлежит  К. Дейту. Эта модель отличается от сетевой  и иерархической следующими положениями:

1. независимостью исполнения – в реляционной модели логические и физические представления данных могут различаться, а следовательно, при ее исполнении можно и не знать физических отношений между данными;
2. терминологией (для реляционной модели была разработана собственная терминология, хотя термины имеют эквиваленты в других моделях);
3. ключевыми указателями; данная модель использует первичный ключ – атрибут, по значению которого однозначно определяются хранящиеся данные об объекте и устанавливаются связи между отношениями;
4. теорией нормализации (техника проектирования баз данных, которая позволяет обойти многие проблемы обслуживания);
5. использованием языков программирования высокого уровня, разработанных специально для доступа к данным, хранящимся в базе. [2]

В основе реляционной модели данных лежат не графические, а табличные  методы и средства представления  данных и манипулирования ими (рис. 4). В реляционной модели для отображения информации о предметной области используется таблица, называемая «отношением». Строка такой таблицы называется кортежем, столбец – атрибутом. Каждый атрибут может принимать некоторое подмножество значений из определенной области – домена.

Рис. 4 Фрагмент реляционной модели данных

Таблица организации БД позволяет реализовать ее важнейшее преимущество перед другими моделями данных, а именно – возможность использования точных математических методов манипулирования данными, и прежде всего – аппарата реляционной алгебры и исчисления отношений. К другим достоинствам реляционной модели можно отнести наглядность, простоту изменения данных и организации разграничения доступа к ним.

Основным недостатком реляционной  модели данных является информационная избыточность, что ведет к перерасходу ресурсов вычислительных систем (отметим, что существует ряд приемов, позволяющих в значительной степени избавиться от этого недостатка. Однако именно реляционная модель данных находит все более широкое применение в практике автоматизации информационного обеспечения профессиональной деятельности.

Подавляющее большинство СУБД, ориентированных  на персональные ЭВМ, являются системами. Построенными на основе реляционной  модели данных – реляционными СУБД. [1]

4. Области применения баз данных в экономике

Различают следующие классы баз данных по предметным областям использования:

- документографические и документальные  БД, создаваемые в органах НТИ  и средствах массовой информации;

- БД по промышленной, строительной  и сельскохозяйственной продукции;

- БД по экономической и конъюнктурной информации (статистическая, кредитно-финансовая, внешнеторговая);

- фактографические базы социальных  данных, включающие сведения о  населении и о социальной среде;

- БД транспортных систем;

- справочные данные для населения и учреждений (энциклопедии и справочники, расписания самолетов и поездов, адреса и телефоны граждан и организаций и др.);

- ресурсные БД, включающие фактографическую  информацию о природных ресурсах (земля, вода, недра, биоресурсы, гидрометеорология,  вторичные ресурсы и отходы, экологическая обстановка);

- фактографические базы и банки  научных данных, обеспечивающие  фундаментальные научные исследования;

- фактографические БД в области  культуры и искусства;

- лингвистические БД, т.е. машинные  словари разного типа и назначения.

Система баз  данных о продукции 

Информация  о продукции является основным видом  технико-экономической информации.

Базы  данных о продукции организуются по однородным группам (видам) продукции  и другим объектам (предприятиям, регионам) и включают:

- номенклатуру, эксплуатационно-технические,  экономические, эргономические и  другие характеристики (показатели) изделий, отражающих их потребительские  свойства, область и условия применения, влияние на человека и окружающую  среду, заменяемость и взаимозаменяемость и т.п.;

- сведения о предприятиях-разработчиках  и изготовителях продукции;

- данные о ценах и условиях  поставок;

- другие данные, представляющие интерес  для участников

рынка продукции.

СБД о продукции создается в  целях демонополизации информационного  рынка и контроля за ценами на информацию о продукции с учетом условий  перехода к рыночной экономике.

Система баз данных реализуется  в виде 2 классов БД:

- государственных БД, строящихся  на основе системы государственной каталогизации продукции, создаваемых для целей планирование и налогообложения;

- коммерческих БД.

Государственная система каталогизации  включает продукцию, выпускаемую государственными организациями и ведомствами (министерство обороны, министерство энергетики, министерство транспорта и др.).

Поступление информации о продукции  в системе каталогизации может  строится как на административной, так и на экономической основе.

Коммерческие БД создаются на базе товарных бирж, предприятий оптовой торговли, центров НТИ и других негосударственных предприятий.

Экономическая информация

Создание баз и банков экономической  информации является важным фактором функционирования общества в условиях перехода к регулируемой рыночной экономике.

Развитие информационного обеспечения регулируемой рыночной экономики будет происходить с учетом 2 основных факторов:

1. Сокращение объема отчетных данных, представляемых предприятиями и организациями органам управления и государственной статистики.
2. Существенное возрастание информационных потребностей Совета федерации, предприятий, организаций, населения, органов территориального и межотраслевого управления в социально-экономической информации.

Основным направлением развития БД социально-экономической информации является создание следующих интегрированных БД:

1. Регистры и БД учетно-статистических единиц: 

- паспорта социально-экономического  развития административно-территориальных  единиц (субъектов федерации, властей       самоуправления)