Разработка СУБД «Библиотека»

            Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

                  Елецкий государственный университет им.И.А.Бунина

Кафедра ВМиИ

Курсовая работа

«Разработка СУБД «Библиотека»»

                                    Выполнила:

                                                                            студента группы М-51 (OЗО)

                                      Горовая Н.В.

                                                         Научный руководитель:

                                                доцент каф. ВМиИ

                                           Андропова Е.В.

                                                     Елец-2010

                                    Содержание.

                                                                                                                         стр.

Введение              ..3                                                                                                                

Глава 1. Общие сведения о базах данных                                  

§1.Базы данных и информационные системы....................................................5

§2. Системы управления базами данных………………………………………7

§3. Модели и типы данных……………………………………………………..10

3.1.Иерархическая модель……………………………………………………...11

3.2. Сетевая модель              13

3.3. Реляционная модель………………………………………………………..14        

3.4. Постреляционная модель              15                                                                                                

3.5. Многомерная модель              17                                                              

3.6. Объектно-ориентированная модель              21                                                                                                           

3.7. Типы данных……………………………………………………………......23

§4. Создание баз данных. Этапы проектирования……………………………24

Глава 2. Разработка и проектирование БД в СУБД MS Access……………...27

Заключение……………………………………………………………………...29

Список литературы……………………………………………………………..30

                                          Введение. 

Современное общество живёт в период, характеризующийся небывалым ростом объёма информационных потоков. Конец 20 века ознаменовался началом третьей социо-технологической революцией. Результатом этой революции явился переход к информационному обществу, означающий, что важнейшим продуктом социальной деятельности  становится производство, эксплуатация и использование услуг и знаний, причём удельный вес знаний непрерывно возрастает.

К известным видам ресурсов – материальным, трудовым, энергетическим, финансовым прибавился новый, ранее не учитываемый информационный. 

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:

-           управление данными во внешней памяти;

-           управление буферами оперативной памяти;

-                управление транзакциями;

-           журнализация и восстановление БД после сбоев;

-                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).

СУБД крайне полезна в бизнесе для организации документооборота, т.к. позволяет исключить дублирование и ускорить обработку документов клиентов и, следовательно, увеличить оборот и доход фирмы. Улучшение вида документов при этом положительно влияет на имидж фирмы и тоже позволяет привлекать клиентов.

Целью данной курсовой работы является проверка возможности использования баз данных в библиотечном деле.

В связи с заданной целью перед нами поставлены следующие задачи:

1)     изучить методическую литературу по СУБД;

2)     усвоить основные понятия о базах данных, их моделях;

3)     познакомиться более подробно с СУБД MS Access;

4)     разработать и спроектировать базу данных «Библиотека» в СУБД MS Access.

     Глава 1. Использование баз данных в библиотечном деле.

§1. Базы данных и информационные системы.

В основе решения многих задач лежит обработка информации. Для облегчения обработки информации создаются информационные системы (ИС). Автоматизиро­ванными называют ИС, в которых применяют технические средства, в частности ЭВМ. Большинство существующих ИС являются автоматизированными, поэтому для крат­кости просто будем называть их ИС.

В широком понимании под определение ИС подпадает любая система обработки информации. По области применения ИС можно разделить на системы, используе­мые в производстве, образовании, здравоохранении, науке, военном деле, социальной сфере, торговле и других отраслях. По целевой функции ИС можно условно разделить на следующие основные категории: управляющие, информационно-справочные, поддержки принятия решений.   Заметим, что иногда используется более узкая трактовка понятия ИС как сово­купности аппаратно-программных средств, задействованных для решения некоторой прикладной задачи. В организации, например, могут существовать информационные системы, на которых соответственно возложены следующие задачи: учет кадров и материально-технических средств, расчет с поставщиками и заказчиками, бухгалтер­ский учет и т. п.

          Банк данных является разновидностью ИС, в которой реализованы функции цен­трализованного хранения и накопления обрабатываемой информации, организован­ной в одну или несколько баз данных.

          Банк данных (БнД) в общем случае состоит из следующих компонентов: базы (не­скольких баз) данных, системы управления базами данных, словаря данных, админи­стратора, вычислительной системы и обслуживающего персонала. Вкратце рассмот­рим названные компоненты и некоторые связанные с ними важные понятия.

          База данных (БД) представляет собой совокупность специальным образом орга­низованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области.

          Логическую структуру хранимых в базе данных называют моделью представле­ния данных. К основным моделям представления данных (моделям данных) отно­сятся следующие: иерархическая, сетевая, реляционная, постреляционная, многомер­ная и объектно-ориентированная (с

          Система управления базами данных (СУБД) - это комплекс языковых и про­граммных средств, предназначенный для создания, ведения и совместного использо­вания БД многими пользователями. Обычно СУБД различают по используемой мо­дели данных. Так, СУБД, основанные на использовании реляционной модели дан­ных, называют реляционными СУБД.

          Словарь данных (СД) представляет собой подсистему БнД, предназначенную для централизованного хранения информации о структурах данных, взаимосвязях фай­лов БД друг с другом, типах данных и форматах их представления, принадлежности данных пользователям, кодах защиты и разграничения доступа и т. п.

          Функционально СД присутствует во всех БнД, но не всегда выполняющий эти функ­ции компонент имеет именно такое название. Чаще всего функции СД выполняются СУБД и вызываются из основного меню системы или реализуются с помощью ее утилит.

         Администратор базы данных (АБД) есть лицо или группа лиц, отвечающих за выработку требований к БД, ее проектирование, создание, эффективное использование и сопровождение. В процессе эксплуатации АБД обычно следит за функционировани­ем информационной системы, обеспечивает защиту от несанкционированного доступа, контролирует избыточность, непротиворечивость, сохранность и достоверность храни­мой в БД информации. Для однопользовательских информационных систем функции АБД обычно возлагаются на лиц, непосредственно работающих с приложением БД.

           В вычислительной сети АБД, как правило, взаимодействует с администратором сети. В обязанности последнего входят контроль за функционированием аппаратно-программных средств сети, реконфигурация сети, восстановление программного обес­печения после сбоев и отказов оборудования, профилактические мероприятия и обес­печение разграничения доступа.

          Вычислительная система (ВС) представляет собой совокупность взаимосвя­занных и согласованно действующих ЭВМ или процессоров и других устройств, обеспечивающих автоматизацию процессов приема, обработки и выдачи информа­ции потребителям. Поскольку основными функциями БнД являются хранение и обработка данных, то используемая ВС, наряду с приемлемой мощностью централь­ных процессоров (ЦП), должна иметь достаточный объем оперативной и внешней памяти прямого доступа.

          Обслуживающий персонал выполняет функции поддержания технических и про­граммных средств в работоспособном состоянии. Он проводит профилактические, рег­ламентные, восстановительные и другие работы по планам, а также по мере необхо­димости.

                      §2. Системы управления базами данных.

          В общем случае под СУБД можно понимать любой про­граммный продукт, поддерживающий процессы создания, ведения и использования БД. Рассмотрим какие из имеющихся на рынке программ имеют отношение к БД и в какой мере они связаны с базами данных.

           К СУБД относятся следующие основные виды программ:

           • полнофункциональные СУБД;

           • серверы БД;

           • клиенты БД;

           • средства разработки программ работы с БД.

           Полнофункциональные СУБД (ПФСУБД) представляют собой традиционные СУБД, которые сначала появились для больших машин, затем для мини-машин и для ПЭВМ. Из числа всех СУБД современные ПФСУБД являются наиболее много­численными и мощными по своим возможностям. К ПФСУБД относятся, например, такие пакеты как: Clarion Database Developer, DataEase, DataFlex, dBase IV, Microsoft Access, Microsoft FoxPro и Paradox R:BASE.

           Обычно ПФСУБД имеют развитый интерфейс, позволяющий с помощью команд меню выполнять основные действия с БД: создавать и модифицировать структуры таблиц, вводить данные, формировать запросы, разрабатывать отчеты, выводить их на печать и т. п. Для создания запросов и отчетов не обязательно программирование, а удобно пользоваться языком QBE (Query By Example). Многие ПФСУБД включают средства программирова­ния для профессиональных разработчиков.

Некоторые системы имеют в качестве вспомогательных и дополнительные средства проектирования схем БД или CASE-подсистемы. Для обеспечения доступа к другим БД или к данным SQL-серверов полнофункциональные СУБД имеют факультативные модули.

          Серверы БД предназначены для организации центров обработки данных в сетях ЭВМ. Эта группа БД в настоящее время менее многочисленна, но их количество по­степенно растет. Серверы БД реализуют функции управления базами данных, запра­шиваемые другими (клиентскими) программами обычно с помощью операторов SQL.

Примерами серверов БД являются следующие программы: NetWare SQL (Novell), MS SQL Server (Microsoft), InterBase (Borland), SQLBase Server (Gupta), Intelligent Database (Ingress).

           В роли клиентских программ для серверов БД в общем случае могут использо­ваться различные программы: ПФСУБД, электронные таблицы, текстовые процессо­ры, программы электронной почты и т. д. При этом элементы пары «клиент - сервер» могут принадлежать одному или разным производителям программного обеспечения.

           В случае, когда клиентская и серверная части выполнены одной фирмой, естествен­но ожидать, что распределение функций между ними выполнено рационально. В ос­тальных случаях обычно преследуется цель обеспечения доступа к данным «любой ценой». Примером такого соединения является случай, когда одна из полнофункциональных СУБД играет роль сервера, а вторая СУБД (другого производителя) — роль клиента. Так, для сервера БД SQL Server (Microsoft) в роли клиентских (фронталь­ных) программ могут выступать многие СУБД, такие как: dBASE IV, Blyth Software, Paradox, DataEase, Focus, 1-2-3, MDBS III, Revelation и другие.

         Средства разработки программ работы с БД могут использоваться для созда­ния разновидностей следующих программ:

          • клиентских программ;

          • серверов БД и их отдельных компонентов;

          • пользовательских приложений.   

          Программы первого и второго вида довольно малочисленны, так как предназначе­ны, главным образом, для системных программистов1. Пакетов третьего вида гораздо больше, но меньше, чем полнофункциональных СУБД.

          К средствам разработки пользовательских приложений относятся системы про­граммирования, например Clipper, разнообразные библиотеки программ для различных языков программирования, а также пакеты автоматизации разработок (в том числе систем типа клиент-сервер). В числе наиболее распространенных можно назвать сле­дующие инструментальные системы: Delphi и Power Builder (Borland), Visual Basic (Microsoft), SILVERRUN (Computer Advisers Inc.), S-Designor (SDP и Powersoft) и ERwin (LogicWorks).

          По характеру использования СУБД делят на персональные и многопользовательские.

          Персональные СУБД обычно обеспечивают возможность создания персональных БД и недорогих приложений, работающих с ними. Персональные СУБД или разра­ботанные с их помощью приложения зачастую могут выступать в роли клиентской части многопользовательской СУБД. К персональным СУБД, например, относятся Visual FoxPro, Paradox, Clipper, dBase, Access и др.

          Многопользовательские СУБД включают в себя сервер БД и клиентскую часть и, как правило, могут работать в неоднородной вычислительной среде- (с разными типами ЭВМ и операционными системами). К многопользовательским СУБД отно­сятся, например, СУБД Oracle и Informix.

           Для работы с хранящейся в базе данных информацией СУБД предоставляет про­граммам и пользователям следующие два типа языков:

          • язык описания данных — высокоуровневый непроцедурный язык декларатив­ного типа, предназначенный для описания логической структуры данных;

         • язык манипулирования данными — совокупность конструкций, обеспечиваю­щих выполнение основных операций по работе с данными: ввод, модификацию и выборку данных по запросам.

           Названные языки в различных СУБД могут иметь отличия! Наибольшее распрост­ранение получили два стандартизованных языка: QBE (Query By Example) — язык зап­росов по образцу и SQL (Structured Query Language) - структурированный язык зап­росов. QBE в основном обладает свойствами языка манипулирования данными, SQL сочетает в себе свойства языков обоих типов — описания и манипулирования данными.

                                §3. Модели и типы данных

            Хранимые в базе данные имеют определенную логическую структуру — иными сло­вами, описываются некоторой моделью представления данных (моделью данных), под­держиваемой СУБД. К числу классических относятся следующие модели данных:

           • иерархическая,

           • сетевая,

           • реляционная.

           Кроме того, в последние годы появились и стали более активно внедряться на прак­тике следующие модели данных:

          • постреляционная,

          • многомерная,

          • объектно-ориентированная.

           Разрабатываются также всевозможные системы, основанные на других моделях данных, расширяющих известные модели. В их числе можно назвать объектно-реля­ционные, дедуктивно-объектно-ориентированные, семантические, концептуальные и ориентированные модели. Некоторые из этих моделей служат для интеграции баз данных, баз знаний и языков программирования.

           В некоторых СУБД поддерживается одновременно несколько моделей данных. На­пример, в системе ИНТЕРБАЗА для приложений применяется сетевой язык манипу­лирования данными, а в пользовательском интерфейсе реализованы языки SQL и QBE.

3.1. Иерархическая модель

          В иерархической модели связи между данными можно описать с помощью упорядоченного графа (или дерева).

           Для описания структуры (схемы) иерархической БД на некотором языке програм­мирования используется тип данных «дерево».

           Тип «дерево» схож с типами данных «структура» языков программирования ПЛ/1 и Си и «запись» языка Паскаль. В них допускается вложенность типов, каждый из которых находится на некотором уровне.

          Тип «дерево» является составным. Он включает в себя подтипы («поддеревья»), каждый из которых, в свою очередь, является типом «дерево». Каждый из типов «де­рево» состоит из одного «корневого» типа и упорядоченного набора (возможно пустого) подчиненных типов. Каждый из элементарных типов, включенных в тип «дере­во», является простым или составным типом «запись». Простая «запись» состоит из одного типа, например, числового, а составная «запись» объединяет некоторую сово­купность типов, например, целое, строку символов и указатель (ссылку).

           Корневым называется тип, который имеет подчиненные типы и сам не является подтипом. Подчиненный тип (подтип) является потомком по отношению к типу, кото­рый выступает для него в роли предка (родителя). Потомки одного и того же типа являются близнецами по отношению друг к другу.

           Иерархическая БД представляет собой упорядоченную совокупность экземпля­ров данных типа «дерево» (деревьев), содержащих экземпляры типа «запись» (запи­си). Часто отношения родства между типами переносят на отношения между самими записями. Поля записей хранят собственно числовые или символьные значения, со­ставляющие основное содержание БД. Обход всех элементов иерархической БД обыч­но производится сверху вниз и слева направо.

           К достоинствам иерархической модели данных относятся эффективное исполь­зование памяти ЭВМ и неплохие показатели времени выполнения основных опера­ций над данными. Иерархическая модель данных удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией.              

          Недостатком иерархической модели является ее громоздкость для обработки ин­формации: с достаточно сложными логическими связями, а также сложность понима­ния для обычного пользователя. На иерархической модели данных основано сравнительно ограниченное количе­ство СУБД, в числе которых можно назвать зарубежные системы IMS, PC/Focus, Team-Up и Data Edge, а также отечественные системы Ока, ИНЭС и МИРИС.

3.2. Сетевая модель

           Сетевая модель данных позволяет отображать разнообразные взаимосвязи эле­ментов данных в виде произвольного графа, обобщая тем самым иерархическую мо­дель данных. Наиболее полно концепция сетевых БД впервые была изло­жена в Предложениях группы КОДАСИЛ (KODASYL).

          Для описания схемы сетевой БД используется две группы типов: «запись» и «связь». Тип «связь» определяется для двух типов «запись»: предка и потомка. Пере­менные типа «связь» являются экземплярами связей.

          Сетевая БД состоит из набора записей и набора соответствующих связей. На форми­рование связи особых ограничений не накладывается. Если в иерархических структурах запись-потомок могла иметь только одну запись-предка, то в сетевой модели данных за­пись-потомок может иметь произвольное число записей-предков (сводных родителей).

           К числу важнейших операций манипулирования данными баз сетевого типа мож­но отнести следующие:

           • поиск записи в БД;                                 

           • переход от предка к первому потомку;

           • переход от потомка к предку;

           • создание новой записи;

           • удаление текущей записи;

           • обновление текущей записи;

           • включение записи в связь;

           • исключение записи из связи;

           • изменение связей и т. д.

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

          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 сетевой мо­дели данных ослаблен контроль целостности связей вследствие допустимости уста­новления произвольных связей между записями.

          Системы на основе сетевой модели не получили широкого распространения на практике. Наиболее известными сетевыми СУБД являются следующие: IDMS, db_VistaIII, СЕТЬ, СЕТОР и КОМПАС.

3.3. Реляционная модель

           Реляционная модель данных предложена сотрудником фирмы IBM Эдгаром Коддом и основывается на понятии отношение (relation).

           Отношение представляет собой множество элементов, называемых кортежами. Подробно теоретическая основа реляционной модели данных рассматривается в сле­дующем разделе. Наглядной формой представления отношения является привычная для человеческого восприятия двумерная таблица.

           Таблица имеет строки (записи) и столбцы (колонки). Каждая строка таблицы имеет одинаковую структуру и состоит из полей. Строкам таблицы соответствуют кортежи, а столбцам — атрибуты отношения.

           С помощью одной таблицы удобно описывать простейший вид связей между данны­ми, а именно: деление одного объекта (явления, сущности, системы и проч.), информация о котором хранится в таблице, на множество подобъектов, каждому из которых соответ­ствует строка или запись таблицы. При этом каждый из подобъектов имеет одинаковую структуру или свойства, описываемые соответствующими значениями полей записей. Например, таблица может содержать сведения о группе обучаемых, о каждом из которых известны следующие характеристики: фамилия, имя и отчество, пол, возраст и образование. Поскольку в рамках одной таблицы не удается описать более сложные логичес­кие структуры данных из предметной области, применяют связывание таблиц.

          Достоинство реляционной модели данных заключается в простоте, понятности и удобстве физической реализации на ЭВМ. Именно простота и понятность для пользо­вателя явились основной причиной их широкого использования. 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.

           Примерами зарубежных реляционных СУБД для ПЭВМ являются следующие: dBaselll Plus и dBase IY (фирма Ashton-Tate), DB2 (IBM), R:BASE (Microrim), FoxPro ранних версий и FoxBase (Fox Software), Paradox и dBASE for Windows (Borland), FoxPro более поздних версий, Visual FoxPro и Access (Microsoft), Clarion (Clarion Software), Ingres (ASK Computer Systems) и Oracle (Oracle).

           K отечественным СУБД реляционного типа относятся системы: ПАЛЬМА (ИК АН УССР), а также система HyTech (МИФИ).

           Заметим, что последние версии реляционных СУБД имеют некоторые свойства объектно-ориентированных систем. Такие СУБД часто называют объектно-реляци­онными. Примером такой системы можно считать продукты Oracle 8.x. Системы пре­дыдущих версий вплоть до Oracle 7.x считаются «чисто» реляционными.

3.4. Постреляционная модель

           Постреляционная модель данных представляет собой расширенную реляцион­ную модель, снимающую ограничение неделимости данных, хранящихся в записях таблиц. Постреляционная модель данных допускает многозначные поля — поля, зна­чения которых состоят из подзначений.             Набор значений многозначных полей счита­ется самостоятельной таблицей, встроенной в основную таблицу.

           По сравнению с реляционной моделью в постреляционной модели данные хранятся более эффективно, а при обработке не требуется выполнять операцию соединения данных из двух таблиц.

           Помимо обеспечения вложенности полей постреляционная модель поддерживает ассоциированные многозначные поля (множественные группы). Совокупность ассо­циированных полей называется ассоциацией.

На длину полей и количество полей в записях таблицы не накладывается тре­бование постоянства. Это означает, что структура данных и таблиц имеют боль­шую гибкость.

           Поскольку постреляционная модель допускает хранение в таблицах ненормали­зованных данных, возникает проблема обеспечения целостности и непротиворечиво­сти данных. Эта проблема решается включением в СУБД механизмов, подобных хра­нимым процедурам в клиент-серверных системах.

           Для описания функций контроля значений в полях имеется возможность созда­вать процедуры (коды конверсии и коды корреляции), автоматически вызываемые до или после обращения к данным. Коды корреляции выполняются сразу после чте­ния данных, перед их обработкой. Коды конверсии, наоборот, выполняются после обработки данных.

          Достоинством постреляционной модели является возможность представления со­вокупности связанных реляционных таблиц одной постреляционной таблицей. Это обеспечивает высокую наглядность представления информации и повышение эффек­тивности ее обработки.

          Недостатком постреляционной модели является сложность решения проблемы обеспечения целостности и непротиворечивости хранимых данных.

Рассмотренная нами постреляционная модель данных поддерживается СУБД uniVers. К числу других СУБД, основанных на постреляционной модели данных, от­носятся также системы Bubba и Dasdb.

3.5. Многомерная модель

          Многомерный подход к представлению данных в базе появился практически од­новременно с реляционным, но реально работающих многомерных СУБД (МСУБД) до настоящего времени было очень мало. С середины 90-х годов интерес к ним стал приобретать массовый характер.

           Толчком послужила в 1993 году программная статья одного из основоположников реляционного подхода Э. Кодда. В ней сформулированы 12 основных требований к системам класса OLAP (OnLine Analytical Processing — оперативная аналитическая обработка), важнейшие из которых связаны с возможностями концептуального пред­ставления и обработки многомерных данных. Многомерные системы позволяют опе­ративно обрабатывать информацию для проведения анализа и принятия решения.

           В развитии концепций ИС можно выделить следующие два направления:

          •  системы оперативной (транзакционной) обработки;

          • системы аналитической обработки (системы поддержки принятия решений).

          Реляционные СУБД предназначались для информационных систем оперативной обработки информации и в этой области были весьма эффективны. В системах ана­литической обработки они показали себя несколько неповоротливыми и недостаточ­но гибкими. Более эффективными здесь оказываются многомерные СУБД (МСУБД).

          Многомерные СУБД являются узкоспециализированными СУБД, предназначенными для интерактивной аналитической обработки информации. Раскроем основные-понятия, используемые в этих СУБД: агрегируемость, историчность и прогнозируемость данных.

          Агрегируемость данных означает рассмотрение информации на различных уров­нях ее обобщения. В информационных системах степень детальности представления информации для пользователя зависит от его уровня: аналитик, пользователь-опера­тор, управляющий, руководитель.

          Историчность данных предполагает обеспечение высокого уровня статичности (не­изменности) собственно данных и их взаимосвязей, а также обязательность привязки данных ко времени.

           Статичность данных позволяет использовать при их обработке специализирован­ные методы загрузки, хранения, индексации и выборки.

           Временная привязка данных необходима для частого выполнения запросов, име­ющих значения времени и даты в составе выборки.     Необходимость упорядочения дан­ных по времени в процессе обработки и представления данных пользователю накла­дывает требования на механизмы хранения и доступа к информации. Так, для умень­шения времени обработки запросов желательно, чтобы данные всегда были отсорти­рованы в том порядке, в котором они наиболее часто запрашиваются.

          Прогнозируемость данных подразумевает задание функций прогнозирования и применение их к различным временным интервалам.

          Многомерность модели данных означает не многомерность визуализации цифро­вых данных, а многомерное логическое представление структуры информации при описании и в операциях манипулирования данными.

          По сравнению с реляционной моделью многомерная организация данных облада­ет более высокой наглядностью и информативностью.

          Если речь идет о многомерной модели с мерностью больше двух, то не обязатель­но визуально информация представляется в виде многомерных объектов (трех-, че­тырех- и более мерных гиперкубов). Пользователю и в этих случаях более удобно иметь дело с двухмерными таблицами или графиками. Данные при этом представля­ют собой «вырезки» (точнее, «срезы») из многомерного хранилища данных, выпол­ненные с разной степенью детализации.

          Рассмотрим основные понятия многомерных моделей данных, к числу которых относятся измерение и ячейка.

         Измерение (Dimension) — это множество однотипных данных, образующих одну из граней гиперкуба. Примерами наиболее часто используемых временных измере­ний являются Дни, Месяцы, Кварталы и Годы. В качестве географических измерений широко употребляются Города, Районы, Регионы и Страны. В многомерной модели данных измерения играют роль индексов, служащих для идентификации конкрет­ных значений в ячейках гиперкуба.

          Ячейка (Cell) или показатель — это поле, значение которого однозначно определя­ется фиксированным набором измерений. Тип поля чаще всего определен как цифро­вой. В зависимости от того, как формируются значения некоторой ячейки, обычно она может быть переменной (значения изменяются и могут быть загружены из внеш­него источника данных или сформированы программно) либо формулой (значения, подобно формульным ячейкам электронных таблиц, вычисляются по заранее задан­ным формулам).

           В существующих МСУБД используются два основных варианта (схемы) органи­зации данных: гиперкубическая и поликубическая.

           В поликубической схеме предполагается, что в БД может быть определено не­сколько гиперкубов с различной размерностью и с различными измерениями в ка­честве граней. Примером системы, поддерживающей поликубический вариант БД, является сервер Oracle Express Server.

           В случае гиперкубической схемы предполагается, что все показатели определяют­ся одним и тем же набором измерений. Это означает, что при наличии нескольких гиперкубов БД все они имеют одинаковую размерность и совпадающие измерения. Очевидно, в некоторых случаях информация в БД может быть избыточной (если тре­бовать обязательное заполнение ячеек).

В случае многомерной модели данных применяется ряд специальных операций, к которым относятся: формирование «среза», «вращение», агрегация и детализация.

          «Срез» (Slice) представляет собой подмножество гиперкуба, полученное в результате фиксации одного или нескольких измерений. Формирование «срезов» выполняется для ограничения используемых пользователем значений, так как все значения гиперкуба прак­тически никогда одновременно не используются.

           Операция «вращение» (Rotate) применяется при двухмерном представлении данных. Суть ее заключается в изменении порядка измерений при визуальном представлении данных.

           Операцию «вращение» можно обобщить и на многомерный случай, если под ней понимать процедуру изменения порядка следования измерений. В простейшем случае, например, это может быть взаимная перестановка двух произвольных измерений.

           Операции «агрегация» (Drill Up) и «детализация» (Drill Down) означают соот­ветственно переход к более общему и к более детальному представлению информа­ции пользователю из гиперкуба.

           Основным достоинством многомерной модели данных является удобство и эф­фективность аналитической обработки больших объемов данных, связанных со вре­менем. При организации обработки аналогичных данных на основе реляционной мо­дели происходит нелинейный рост трудоемкости операций в зависимости от размер­ности БД и существенное увеличение затрат оперативной памяти на индексацию.

         Недостатком многомерной модели данных является-ее громоздкость для простей­ших задач обычной оперативной обработки информации.

           Примерами систем, поддерживающими многомерные модели данных, являются Essbase (Arbor Software), Media Multi-matrix (Speedware), Oracle Express Server (Oracle) и Cache (InterSystems). Некоторые программные продукты, например Media/ MR (Speedware), позволяют одновременно работать с многомерными и с реляцион­ными БД. В СУБД Cache, в которой внутренней моделью данных является много­мерная модель, реализованы три способа доступа к данным: прямой (на уровне узлов многомерных массивов), объектный и реляционный.

3.6. Объектно-ориентированная модель

           В объектно-ориентированной модели при представлении данных имеется возмож­ность идентифицировать отдельные записи базы. Между записями базы данных и фун­кциями их обработки устанавливаются взаимосвязи с помощью механизмов, подобных соответствующим средствам в объектно-ориентированных языках программирования.

           Стандартизованная объектно-ориентированная модель описана в рекомендациях стандарта ODMG-93 (Object Database Management Group — группа управления объек­тно-ориентированными базами данных). Реализовать в полном объеме рекоменда­ции ODMG-93 пока не удается. Для иллюстрации ключевых идей рассмотрим не­сколько упрощенную модель объектно-ориентированной БД.

           Структура объектно-ориентированной БД графически представима в виде дерева, узлами которого являются объекты. Свойства объектов описываются некоторым стан­дартным типом (например, строковым — string) или типом, конструируемым пользо­вателем (определяется KaKclass).

           Значением свойства типа string является строка символов. Значение свойства типа class есть объект, являющийся экземпляром соответствующего класса. Каждый объект-экземпляр класса считается потомком объекта, в котором он определен как свойство. Объект-экземпляр класса принадлежит своему классу и имеет одного родителя. Родовые отношения в БД образуют связную иерархию объектов.

           Логическая структура объектно-ориентированной БД внешне похожа на структу­ру иерархической БД. Основное отличие между ними состоит в методах манипули­рования данными.

           Для выполнения действий над данными в рассматриваемой модели БД применя­ются логические операции, усиленные объектно-ориентированными механизмами инкапсуляции, наследования и полиморфизма. Ограниченно могут применяться опе­рации, подобные командам SQL (например, для создания БД).

          Создание и модификация БД сопровождается автоматическим формированием и последующей корректировкой индексов (индексных таблиц), содержащих информа­цию для быстрого поиска данных.

           Рассмотрим кратко понятия инкапсуляции, наследования и полиморфизма при­менительно к объектно-ориентированной модели БД.

          Инкапсуляция ограничивает область видимости имени свойства пределами того объекта, в котором оно определено.

          Наследование, наоборот, распространяет область видимости свойства на всех потомков объекта.

          Полиморфизм в объектно-ориентированных языках программирования означает способность одного и того же программного кода работать с разнотипными данными. Другими словами, он означает допустимость в объектах разных типов иметь методы (процедуры или функции) с одинаковыми именами. Во время выполнения объект­ной программы одни и те же методы оперируют с разными объектами в зависимости от типа аргумента.

           Основным достоинством объектно-ориентированной модели данных в сравнении с реляционной является возможность отображения информации о сложных взаимосвязях объектов. Объектно-ориентированная модель данных позволяет идентифици­ровать отдельную запись базы данных и определять функции их обработки.

          Недостатками объектно-ориентированной модели являются высокая понятийная сложность, неудобство обработки данных и низкая скорость выполнения запросов.

           В 90-е годы существовали экспериментальные прототипы объектно-ориентиро­ванных систем управления базами данных. В настоящее время такие системы полу­чили широкое распространение, в частности, к ним относятся следующие СУБД: РОЕТ (РОЕТ Software), Jasmine (Computer Associates), Versant (Versant Technologies), 02 (Ardent Software), ODB-Jupiter (научно-производственный центр "Интелтек Плюс"), а также Iris, Orion и Postgres.

3.7. Типы данных

           Первоначально СУБД применялись преимущественно для решения финансово-экономических задач. При этом, независимо от модели представления, в базах дан­ных использовались следующие основные типы данных:

           • числовые. Примеры значений данных: 0.43, 328, 2Е+5;

           • символьные (алфавитно-цифровые). Примеры значений данных: "пятница", "строка", "программист";

          • даты, задаваемые с помощью специального типа "Дата" или как обычные сим­вольные данные. Примеры значений данных: 1.12.97, 23/2/1999.

           В разных СУБД эти типы могли несущественно отличаться друг от друга по на­званию, диапазону значений и виду представления. Впоследствии в новых областях применения стали появляться специализированные системы обработки данных, на­пример, геоинформационные, обработки видеоизображений и т. д. В связи с этим раз­работчики стали вводить в традиционные СУБД новые типы данных. К числу срав­нительно новых типов данных можно отнести следующие:

           •  временные и дата-временные, предназначенные для хранения информации о времени и/или дате. Примеры значений данных: 31.01.85 (дата), 9:10:03 (вре­мя), 6.03.1960 12:00 (дата и время);

          •  символьные переменной длины, предназначенные для хранения текстовой ин­формации большой длины, например, документа;

          • двоичные, предназначенные для хранения графических объектов, аудио- и ви­деоинформации, пространственной, хронологической и другой специальной информации. Например, в MS Access таким типом является тип данных "Поле объекта OLE", который позволяет хранить в БД графические данные в формате BMP (Bitmap) и автоматически их отображать при работе с БД;

           • гиперссылки (hyperlinks), предназначенные для хранения ссылок на различные ресурсы (узлы, файлы, документы и т. д.), находящиеся вне базы данных, на­пример, в сети Internet, корпоративной сети intranet или на жестком диске ком­пьютера.

           В современных СУБД с различными моделями данных могут использоваться все перечисленные типы данных.

             §4. Создание баз данных. Этапы проектирования.

Создание баз данных начинается с этапа проектирования.

Этапы проектирования БД:

      исследование предметной области;

      анализ данных (сущностей и их атрибутов);

      определение отношения между сущностями и определение первичных и вторичных (внешних) ключей.

В процессе проектирования определяется структура БД (состав таблиц, их структура и логические связи). Структура таблиц определяется составом столбцов, типом данных и размерами столбцов, ключами таблицы.            К базовым понятиям модели БД «сущность-связь» относятся: сущности, связи между ними и их атрибуты (свойства).

Сущность – любой конкретный или абстрактный объект в рассматриваемой предметной области. Сущности – базовые типы информации, которые хранятся в БД. К сущности могут относиться: студенты, клиенты, подразделения и т.д. Экземпляр сущности и тип сущности – это разные понятия. Понятие тип сущности относится и к набору однородных личностей, предметов или событий, выступающих как целое.

Экземпляр сущности относится, например, к конкретной личности в наборе. Типом сущности может быть студент, а экземпляром – Петров, Сидоров и т.д. Атрибут – это свойство сущности в предметной области. Его наименование должно быть уникальным для конкретного типа сущности. Например, для сущности студент могут быть использованы следующие атрибуты: фамилия, имя, отчество, дата и место рождения, паспортные данные и т.д.

Сущности – это данные, которые классифицируются по типу, и связи показывают, как эти типы данных соотносятся один с другим. Если описать некоторую предметную область в терминах сущность-связь, то получим модель сущность-связь для этой базы данных.

Основным компонентом проекта приложения Access является БД и мо­жет включать в свой состав таблицы, формы, запросы, отчеты, макросы и модули.

Текущая открытая БД может взаимодействовать с внешними БД, которые ис­пользуются как источник таблиц при импорте или присоединении, а также как по­лучатель при экспорте данных из текущей базы данных.

Таблица представляет собой основную единицу хранения данных в базе. Понятие таб­лицы в Access полностью соответствует аналогичному понятию реляционной модели дан­ных. В произвольной базе обычно имеется совокупность связанных между собой таблиц. Между двумя таблицами можно устанавливать связи типа 1:1 и 1:М с помощью окна описания схемы данных. Основными операциями над таблицами являются: просмотр и обновление (ввод, модификация и удаление), сортировка, фильтрация и печать.

Форма представляет собой объект базы данных Access, в котором разработчик размещает элементы управления, принимающие действия пользователей или служа­щие для ввода, отображения и изменения данных в полях.

Запрос представляет собой формализованное требование на отбор данных из таб­лиц или на выполнение определенных действий с данными. Запрос позволяет создать набор записей из данных, находящихся в разных таблицах, и использовать его как источник данных для формы или отчета.

В Access можно создавать и выполнять следующие основные типы запросов: на выборку, обновление, удаление, или добавление данных. С помощью запросов можно также создавать новые таблицы, используя данные из одной или нескольких суще­ствующих таблиц.

Макрос представляет последовательность макрокоманд встроенного языка Access, задающих автоматическое выполнение некоторых операций, например: «ОткрытьТаб-лицу» (OpenTable), «Закрыть» (Close), «НайтиЗапись» (FindRecord) и «Печать» (PrintOut). В последующих версиях системы макросы используются для обеспече­ния совместимости с предыдущими версиями и рекомендуется для процедур автома­тизации использовать программный код VBA.

Модуль представляет совокупность описаний, инструкций и процедур на языке VBA, сохраненную под общим именем. В Access используются модули трех типов: формы, отчета и стандартный. Модули форм и отчетов содержат программы, явля­ющиеся локальными для этих объектов. Процедуры из стандартного модуля, если они не описаны явно как локальные для содержащего их модуля, распознаются и могут вызываться процедурами из других модулей в той же базе данных или из ад­ресуемых баз данных.

Глава 2. Разработка и конструирование БД в СУБД MS Access.

В ходе выполнения данной курсовой работы нами была разработана и спроектирована база данных «Библиотека» в СУБД MS Access.

Данная база данных состоит из трёх таблиц, в каждой из которых по несколько полей: «Книги» (шифр книги, автор, название, год издания, количество экземпляров); «Читатели» (читательский билет, фамилия и инициалы, адрес); «Выдача» (шифр книги, читательский билет, количество, дата выдачи, дата возвращения, дата фактического возвращения).

Между данными таблицами была установлена связь один ко многим. После установления связей таблицы были заполнены на 10 строк.

Было сделано несколько запросов: год выпуска книг после 1990года (было выведено 7 книг), запрос по названиям книг и их количеству, запрос на заказ книг, больше одной.

Также были сделаны запросы на адреса читателей и на читателей, возвративших книги до 30 апреля. Стоит отметить и о двух перекрёстных запросах.

После нами были созданы 3 формы: книги, читатели и выдача.

Также необходимо было сделать несколько отчётов и кнопочных форм. Среди отчётов можно выделить следующие: год выпуска книг после 1990 года, читатели, возвратившие книги раньше 30 апреля, адреса читателей.

Завершающий этап состоял в создании кнопочных форм. В результате чего были сделаны следующие кнопочные формы:

1)     открыть форму для добавления;

2)     выход;

3)     изменить;

4)     переход к новой форме;

5)     книги до 30 апреля;

6)     открыть форму для изменений;

7)     книги после 1990 года.

При нажатии на кнопку открыть форму для добавления перед нами открывается форма «Выдача», в которой можно добавить данные. При нажатии на выход закрывается приложение MS Access.

Кнопки книги до 30 апреля и книги после 1990 года возвращают нас к ранее сделанным отчётам.

Изменить и переход к новой форме позволяют изменить уже имевшуюся кнопочную форму или создать новую.

                             Заключение. 

При написании данной курсовой работы были изучены и рассмотрены наиболее известные и  популярные учебники и учебно-методические пособия по СУБД MS Access. Было рассмотрено множество разнообразных моделей СУБД: иерархическая, сетевая, реляционная, постреляционная, многомерная, объектно-ориентированная. Про каждую из этих моделей было подробно рассказано в первой главе и приведены примеры этих моделей, их достоинства и недостатки.

Также было сказано и о типах данных, используемых в различных СУБД.

Более подробно мы остановились в данной курсовой работе на реляционной СУБД MS Access. Были изучены возможности этой СУБД. В данный момент именно эта модель является наиболее распространённой, а  СУБД MS Access является наиболее оптимальной для изучения  в учебных заведениях.

В ходе курсовой работы была разработана и спроектирована база данных «Библиотека».

Данная курсовая показала широкие возможности баз данных. На примере СУБД  MS Access была показана возможность использования баз данных в различных сферах человеческой жизни, в том числе и в библиотечном деле.

Преимущества использования компьютерного ресурса очевидны: быстрый поиск всех данных, что позволяет значительно сокращать время, и не заставлять читателей долго ждать.

Цель данной курсовой была успешно достигнута. Поставленные перед нами  задачи успешно решены.

Рисунок 1 - Наименование таблиц базы данных "Библиотека"

Рисунок 2 - Структура таблицы "Абонент"

Рисунок 3 - Структура таблицы "Книги"

Рисунок 4 - Структура таблицы "Темы"

Рисунок 5 - Структура таблицы "Абонентская книжка"

Рисунок 6 - Построенное выражение

Рисунок 7 - Общая панель конструктора

Рисунок 8 - Использование вкладки подстановка

Рисунок 9 - Таблица "Абонентская книжка"

Рисунок 10 - Результат работы фильтра по выделенному

Рисунок 11 - Результат работы простого фильтра

Рисунок 12 - Формирование запроса

Рисунок 13 - Выполнение запроса

Список литературы:

1.                  Базы данных: теория и практика: Учеб. для вузов/Б.Я.Советов,        В.В. Цехановский, В.Д.Чертовской-2-е изд., стер. - М.: Высшая школа,2007.-467с.:ил.

2.                  Базы данных: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений/А.В.Кузин,С.В.Левонисова.-2-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия»,2008.-320с.

3.                  С. Бобровский С.- П. 2001г. «DELPHI 5».

4.                  А.Д. Хоменко «Основы современных компьютерных технологий». М. 2000г.

5.                  А.Я.Архангальский «Программирование в Delphi 5» М. 2000г.

6.                  Ю. Бекаревич, Н.Пушкина «MS ACCESS 2000 ЗА 30 занятий».

7.                  С.Н.Кандзюба, В.Н.Громова «DELPHI 5».

8.                  Марко Кэнту «DELPHI 5».

9.                  В.Гофман, А.Хаменко «Работа с БД в DELPHI».

10.             СУБД Microsoft Access 2.0 “Шаг за шагом» М. 1995г.              

35