МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ  

Государственный университет информатики и искусственного интеллекта 
 
 

Д080403.1.01.06/176.КП

Кафедра программного обеспечения

интеллектуальных  систем 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

 

по дисциплине: «Организация баз данных и знаний»

на тему «СУБД «Предприятия» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2008

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА 

Факультет: Современных компьютерных информационных технологий

Кафедра: Программного обеспечения интеллектуальных систем

Специальность: Программное обеспечение автоматизированных систем 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Организация баз данных и знаний» 

Студенту       Степанову Вадиму Станиславовичу         группы    ПО-06д   в

        (фамилия, имя, отчество)

 

Дата выдачи задания   24.09.2007   

Дата защиты работы 17.12.2007 

Руководитель    асс. Ногина Н.В.

         (подпись) (должность, Ф.И.О.) 

              асс. Илькаева Э.Н.

        (подпись) (должность, Ф.И.О.) 

Разработчик                                                           

            (подпись)

 
 

ВВЕДЕНИЕ 

      Мы  живем в самом расцвете информационной эпохи. Человек столкнулся с необходимостью хранить и обрабатывать огромное количество данных. Подобная тенденция сохраняется уже не одно десятилетие. Это касается экономики, промышленности, науки, медицины и социального обеспечения.

      Постепенный рост объема информации и накопленный опыт использования электронно-вычислительной техники в различных областях подняли вопрос об эффективном способе хранения и управления данными. Что привело к появлению и широкому применению практически во всех отраслях нашей жизни банков и баз данных.

      База  данных — совокупность специальным  образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязь. Информацию, хранящуюся в БД можно широко использовать в различных приложениях, причем способы использования данных можно легко и быстро изменять. Также обеспечивается возможность запрашивать, находить и изменять информацию в БД без трудоемкого написания программ на обычном языке программирования.

      Промышленные  предприятия каждый день оперируют  огромными объемами информации. Это  и информация о сотрудниках предприятиях, о его цехах и изделиях, которые выпускаются каждым цехом. Каждый месяц все цеха выпускают огромное количество изделий по разной цене. Поднимается вопрос об оперативном учете подобной информации для наблюдения за производительностью предприятия. Такой отчет важен, т.к. по нему можно определить рентабельность предприятий города, области и даже страны. Исходя из этих данных, проектируемая база данных актуальна и  предоставляет пользователю необходимую информацию о производительности предприятия, исходя из плана производства изделий по каждому цеху по месяцам с учетом изменения цен за единицу изделия.

      Следует также отметить, что разрабатываемый  ПП находит применение и в учебных целях. База данных содержит сведения, позволяющие тренироваться в работе с объектами базы данных (таблицами, запросами, формами, отчетами, страницами доступа к данным,), что облегчает понимание основных свойств системы управления базами данных Microsoft Access. Данный ПП помогает в освоении структуры реляционных баз данных и принципов взаимодействия их объектов, поясняя процессы ввода, хранения, распространения и печати данных, а также манипулирования ими.

 

1 ОПИСАНИЕ  ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ  ПРЕДПРИЯТИЙ 

      Для оперативного учета производственной деятельности предприятий, собирающих бытовую технику и комплектующие для ПК нам необходима информация обо всех изделиях, которые эти предприятия выпускают.

      Под оперативным учетом производительности подразумевается информация о количестве и цене выпускаемых изделиях по месяцам. Каждое предприятие имеет уникальное название и дату открытия и может находиться только в одном городе одновременно. Предприятия бывают разного типа: государственные, частные, ведомственные.

      Таким образом, информация по каждому предприятию  состоит из:

      а) названия предприятия;

      б) города;

      в) типа предприятия;

      г) даты открытия.

      Каждое  предприятие состоит из большого количества цехов. Каждый цех имеет  название (например, «Цех сборки телевизоров») и дату ввода в строй. Постепенно оборудование цехов постепенно устаревает и требует замены, либо цех начинает выпускать большее количество продукции, что требует увеличения производственной площади. Эти факторы приводят к реконструкции цеха, причем дата последней реконструкции также является уникальной для цеха. Каждый цех выпускает свою продукцию, например один цех выпускает телевизоры, другой — DVD-плееры, третий — оптические накопители и т.д. Одно и то же изделие не может собираться в нескольких цехах одновременно.

      Таким образом, каждый цех содержит следующую  информацию о себе:

      а) название цеха;

      б) дата ввода цеха в строй;

      в) дата последней реконструкции;

      г) количество рабочих.

      В цехах собираются различные изделия, причем каждое характеризуется своим  уникальным названием и типом. Пример названия: «19"TFT, SAMSUNG 940NW (LS19HANSSВ)    (TN, 4ms, 300/700:1, 160/160, D-Sub, 03)». Под типом изделия подразумевается то, к какой категории он относится. То есть изделие может относиться, например, к комплектующим (процессор, материнская плата и т. п.), мониторам, расходным материалам (картриджи, ленты, чернила, тонеры, бумага и др.) или к сетевому оборудованию (сетевые платы, модемы, факс-модемы, HUB, SWITCH, антенны, кабели, розетки).

      Для учета производительности предприятия  необходимо вести план выпуска каждого  изделия ежемесячно. Любое предприятие может существовать более чем один год, следовательно, сведения о годе также должны быть отображены в плане. В течение одного месяца предприятие может собрать, например, 100 телевизоров по цене 1500 грн. за каждый, а в следующем — 120 по цене 1450 грн./шт. Следовательно, при составлении плана выпуска необходимо указывать информацию о количестве выпущенных изделий и цене за единицу в текущем месяце.

      Таким образом, для получения информация о плане необходима следующая  информация:

      а) цена за единицу изделия в текущем месяце;

      б) год и месяц, в котором ведется  учет;

      в) количество выпущенных изделий за месяц.

 

2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 

     2.1 Общая постановка задачи 

      Целью написания данного ПП является проектирование СУБД, которая будет содержать подробную информацию об оперативной деятельности промышленных предприятий. К такой информации относятся сведения о:

1. предприятии, его местонахождении, типе и дате открытия;
2. цехах предприятия с данными о количестве рабочих, датах открытия и последней реконструкции;
3. изделиях (название и тип);
4. количестве и цене за единицу изделия в текущем месяце.

      В целом, база данных должна:

1. содержать необходимую информацию о предприятиях и их деятельности и предоставлять ее по требованию;
2. обеспечивать возможность выполнять запрос, поиск, изменение и систематизацию данных БД;
3. иметь удобный пользовательский интерфейс для работы с ней любого пользователя;
4. иметь необходимую справочную информацию по работе с СУБД;
5. иметь необходимые запросы и формы для обработки хранимой информации;
6. контролировать избыточность (предусматривать архивацию данных), непротиворечивость, сохранность и достоверность хранимой в БД информации.

      Базу  данных предприятий можно использовать также для ознакомления с возможностями Microsoft Access. Просмотр таблиц, запросов, форм, отчетов, макросов и модулей, включенных в БД, позволяет лучше понять, как следует организовать собственные базы данных Access.

      База  данных «Производительность предприятий», как справочная система описывает  интересные возможности многих объектов базы данных и позволяет получить сведения о том, как эти объекты работают. 

      2.2 Описание входных и выходных  данных 

      Входными  данными являются данные о предприятии, его цехах и изделиях, выпускаемых  предприятием.

      Выходные  данные — результаты запросов и  отчеты, выводимые на экран либо на печатающее устройство.

 

  3 КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУБД 

      3.1 Описание схемы «объект-отношение» 

      Схема изображена на рисунке 3.1.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 3.1 — Схема «объект-отношение» 

      На  схеме (см. рисунок выше) существует 4 объекта. Рассмотрим их подробнее.

      Свойствами  объекта «Предприятие» являются: название предприятия, город, тип предприятия, дата открытия. Одно предприятие может состоять из большого количества цехов. А один цех одновременно может относиться только к одному предприятию. Следовательно, объект «Предприятие» связывается с объектом «Цех» связью 1:∞.

      Свойства  объекта «Цех»: название цеха, дата открытия, дата последней реконструкции, количество рабочих. В каждом цехе изготовляется  большое количество изделий, но изделие каждого типа может одновременно относиться только к одному цеху, таким образом, объект «Цех» связан с объектом «Изделие» связью 1:∞.

      Объект  «Изделие» содержит свойства: название изделия, тип изделия.

      Для ведения ежемесячного плана выпуска  изделий мы можем использовать информацию о многих изделиях. Каждое изделие содержит много планов (по месяцам). Связь между объектами «Изделие» и «План выпуска» будет ∞:∞. Свойствами этой связи будут: цена изделия в текущем месяце, количество выпущенных изделий.

      Объект «План выпуска» содержит свойства: месяц и год. 

      3.2 Обоснование выбора модели данных 

      3.2.1 Иерархическая модель данных 

      В иерархической модели связи между  данными описывают с помощью  упорядоченного графа (или дерева). Тип является составным. Он включает в себя подтипы («поддеревья»), каждый из которых, в свою очередь, является типом «дерево». Каждый из элементарных типов, включенных в тип «дерево», является простым или составным типом «запись».

      Таким образом, иерархическая модель данных представляет собой упорядоченную совокупность экземпляров типа «дерево» (деревьев), содержащих экземпляры типа «запись» (записи).

      В соответствии с определением типа «дерево», можно заключить, что между предками и потомками автоматически поддерживается контроль целостности связей. Основное правило контроля целостности формулируется следующим образом: потомок не может существовать без родителя, а у некоторых родителей может не быть потомков. Механизмы поддержки целостности связей между записями различных деревьев отсутствуют.

      Пример  реализации иерархической модели данных для разрабатываемой БД представлен  на рисунке 3.2. 

            

            1)  

        

        

 
 
 
 

      

      

               
 
 
 
 

Рисунок 3.2 – Пример иерархической модели данных

      Корневым  является тип «Предприятие», который в свою очередь подтип: «Цех». «Цех» имеет подтип «Изделие», который в свою очередь имеет подтип «План выпуска».

      К достоинствам иерархической модели данных относят эффективное использование памяти ЭВМ и высокое быстродействие основных операций над данными. Данная модель данных удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией.

      Недостатком этой модели является высокая избыточность и сложные логические связи. Одна запись БД – это совокупность деревьев. Через эту структуру нельзя построить отношение N:N (многие ко многим). Очевидна громоздкость обрабатываемой информации, сложность в понимании для конечного пользователя. Иерархическая модель не имеет механизма поддержки целостности данных. Также любые изменения в структуре модели требуют изменение программы. 

      3.2.2 Сетевая модель данных 

      Сетевая модель позволяет отображать разнообразные  взаимосвязи элементов данных в виде произвольного графа, обобщая тем самым иерархическую модель данных.

      Данная  модель данных состоит из набора записей  и набора соответствующих связей. В отличие от иерархической модели в сетевой запись-потомок может иметь произвольное число записей-предков (сводных родителей).

      Схема сетевой модели данных для данной БД показана на рисунке 3.3. Типы связей здесь обозначены надписями на соединяющих типы записей линиях.

      

      

        
 

      

      

      

        

Рисунок 3.3 — Пример сетевой модели данных 

      Анализируя  схему, видим, что все элементы связаны  друг с другом. Любой элемент может быть выражен через другие элементы. Минус подобной связи: на формирование типов связи не накладываются особые ограничения, что приводит при выполнении основных операций над данными к негативным для проектируемой БД ситуациям. Например, в дополнительной таблице появятся записи, которые не имеют родительских записей в основной таблице.

      Недостатком сетевой модели данных является высокая  сложность и жесткость схемы БД, построенной на ее основе, а также сложность для понимания и выполнения обработки информации в БД обычным пользователем. Кроме того, в данной модели данных ослаблен контроль целостности связей вследствие допустимости установления произвольных связей между записями. Таким образом, для нашей БД данную модель данных применять нежелательно.

      Достоинством  сетевой модели данных является возможность  эффективной реализации по показателям затрат памяти и оперативности. В сравнении с иерархической, сетевая модель предоставляет большие возможности в вопросе допустимости образования произвольных связей. 

      3.2.3 Реляционная модель данных 

      Реляционная модель данных некоторой предметной области представляет собой набор отношений (двумерных таблиц), изменяющихся во времени.

      В общем случае можно считать, что  реляционная БД включает одну или  несколько таблиц, объединенных смысловым  содержанием, а также процедурами контроля целостности и обработки информации в интересах решения некоторой прикладной задачи. Например, при использовании СУБД Microsoft Access в файле БД наряду с таблицами хранятся и другие объекты базы: запросы, отчеты, формы, макросы и модули.

      Достоинство реляционной модели данных заключается в простоте, понятности и удобстве физической реализации на ЭВМ. С помощью одной таблицы удобно описывать простейший вид связей между данными, а именно деление одного объекта, информация о котором храниться в таблице, на множество подобъектов, каждому из которых соответствует строка или запись таблицы. Физическое размещение данных в реляционных базах на внешних носителях легко осуществляется с помощью обычных файлов. Проблемы же эффективности обработки данных этого типа оказались технически вполне разрешимыми.

      Основными недостатками реляционной модели являются следующие: отсутствие стандартных средств идентификации отдельных записей и сложность описания иерархических и сетевых связей.

      Для проектируемой БД реляционная модель представлена на рисунке 3.4.

      Состоит модель из девяти объектов: «Предприятие», «Тип», «Город», «Цех», «Тип изделия», «Изделие». Связи между объектами устанавливаются с помощью ключей:

      — «Код типа» связывает объекты  «Тип» (первичный ключ) и «Предприятие» (внешний ключ);

      — «Код города» связывает объекты «Город» (первичный) и «Предприятие» (внешний);

      — «Код предприятия» связывает объекты  «Предприятие» (первичный) и «Цех» (внешний);

      — «Код цеха» связывает объекты  «Цех» (первичный) и «Изделие» (внешний);

      — «Код типа изделия» связывает объекты «Тип изделия» (первичный) и

      «Изделие» (внешний);

      — «Код изделия» связывает объекты  «Изделие» (первичный) и «План выпуска» (внешний);

      — «Код месяца» связывает объекты  «Месяц» (первичный) и «План на месяц» (внешний);

      — «Код плана на месяц» связывает объекты «План на месяц» (первичный) и «План выпуска» (внешний).