Проектирование базы данных «Учащиеся»

Миниcтерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

 «Восточно-Сибирский государственная академия культуры и

искусства»

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

Проектирование базы данных «Учащиеся»

 

 

 

Выполнил: ________________

Проверил:_________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Улан-Удэ 2012 г.

СОДЕРЖАНИЕ

 

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ «УЧАЩИЕСЯ»

1. Понятие Базы данных и СУБД

1.2 Проектирование базы данных предметной области «Учащиеся»

1.2.1 Концептуальное проектирование 

1.2.2 Инфологическое проектирование

1.2.3 Реляционная модель БД

ГЛАВА 2. РЕАЛИЗАЦИЯ БАЗЫ ДАННЫХ «УЧАЩИЕСЯ»

2.1 Анализ и выбор СУБД для разработки базы данных

2.2 Состав таблиц БД

Заключение

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ «УЧАЩИЕСЯ»

1.1 Понятие  Базы данных и СУБД

 

База данных — это набор сведений, относящихся к определенной теме или задаче, такой как отслеживание заказов клиентов или хранение коллекции звукозаписей. Цель любой информационной системы — обработка данных об объектах реального мира. Если база данных хранится не на компьютере или на компьютере хранятся только ее части, приходится отслеживать сведения из целого ряда других источников, которые пользователь должен скоординировать и организовать самостоятельно.

Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро извлекать выборку с произвольным сочетанием признаков. Сделать это  возможно, только если данные структурированы.

Структурирование — это  введение соглашений о способах представления  данных.

Неструктурированными называют данные, записанные, например, в текстовом  файле.

Пользователями базы данных могут быть различные прикладные программы, программные комплексы, а также специалисты предметной области, выступающие в роли потребителей или источников данных, называемые конечными пользователями.

В современной технологии баз данных предполагается, что создание базы данных, ее поддержка и обеспечение  доступа пользователей к ней  осуществляются централизованно с  помощью специального программного инструментария — системы управления базами данных.

СУБД используют для управления, создания и использования БД. СУБД должна предоставлять доступ к данным любым пользователям, включая и тех, которые практически не имеют и (или) не хотят иметь представления о:

• физическом размещении в памяти данных и их описаний;
• механизмах поиска запрашиваемых данных;
• проблемах, возникающих при одновременном запросе одних и тех же данных многими пользователями (прикладными программами);
• способах обеспечения защиты данных от некорректных обновлений и (или) несанкционированного доступа;
• поддержании баз данных в актуальном состоянии.

В качестве СУБД для реализации базы данных была использована FIREBIRD. FIREBIRD имеет все необходимые средства для выполнения перечисленных выше функций.

(FirebirdSQL) — компактная, кроссплатформенная, свободная система управления базами данных (СУБД), работающая наGNU/Linux,Microsoft Windows и разнообразных Unix платформах.

В качестве преимуществ Firebird некоторые разработчики выделяют возможность параллельной обработки, высокую эффективность и мощную языковую поддержку для хранимых процедур и триггеров.

Среди недостатков числятся отсутствие кеша результатов запросов, индексов fulltext для полнотекстового поиска.

Firebird является сервером баз данных. Один сервер Firebird может обрабатывать несколько независимых баз данных, каждую с множеством пользовательских соединений. И, что немаловажно, он является полностью свободным от лицензионных отчислений даже для коммерческого использования.

Основные характеристики

Соответствие требованиям A.C.I.D: Firebird сделан специально, чтобы удовлетворять требованиям "атомарности, целостности, изоляции и надежности" транзакций ("Atomicity, Consistency, Isolation and Durability") .

Версионная архитектура: Основная особенность Firebird — версионная архитектура, позволяющая серверу обрабатывать различные версии одной и той же записи в любое время таким образом, что каждая транзакция видит свою версию данных, не мешая соседним ("читающие транзакции не блокируют пишущие, а пишущие не блокируют читающих").

Firebird успешно работает на почти любом аппаратном обеспечении, и на широком спектре операционных систем. Может использоваться даже не очень мощное оборудование, особенно под GNU/Linux. И как в любой СУБД, на производительность влияют: количество памяти, скорость работы дисковой подсистемы, и т. д. Рекомендации для выбора аппаратного обеспечения зависят от требования к системе, прогнозируемого размера базы данных, количества пользователей, и т. д. Вы можете начать с минимальной конфигурации и далее расширять ее по мере надобности.

Физические ограничения

Firebird поддерживает большие базы данных. Базы данных могут быть расположены в нескольких файлах, предельный размер которых зависит от операционной системы. Теоретический предел в настоящее время составляет 64TB для одного файла базы данных, таким образом, главные ограничения накладываются файловой системой и местом на жестком диске.

Лицензирование

Firebird выпускается под условиями IPL(InterBase Public License) и IDPL (Initial Developer’s Public License), которые совпадают с условиями Mozilla Public License 1.1. Firebird полностью бесплатен для использования и распространения. Раскрытие исходного кода вашего продукта не требуется, вне зависимости от используемой модели лицензирования. Однако, в случае, если вы модифицировали исходный код сервера, то необходимо сделать доступным исходный код ваших модификаций.

Средства разработки и  администрирования

Для Firebird доступно большое количество инструментальных средств, бесплатных и коммерческих. Существуют средства разработки, средства администрирования, библиотеки внешних функций(UDF), средства доступа.

Поддержка

Компания IBPhoenix(В России, например компания iBase) предлагают профессиональную поддержку, выполняемую людьми с  многолетним опытом. На сайтах IBPhoenix и iBase.ru находится большое количество технической информации, инструкций и документации.

 

1.2 Проектирование базы данных предметной области «Учащиеся»

1.2.1 Концептуальное проектирование 

 

Каждая информационная система  в зависимости от ее назначения имеет  дело с частью реального мира, которую  принято называть предметной областью (ПО) системы. ПО может относится  к любому типу организации: банк, университет, завод, магазин и т. д.

Предметная область информационной системы – это совокупность реальных объектов (сущностей), которые представляют интерес для пользователей.

Объект (сущность) – предмет, процесс или явление, о котором  собирается информация, необходимая  для решения задачи. Объектом может  быть человек, предмет, событие.

Каждый объект характеризуется  рядом основных свойств – атрибутов. Атрибутом называется поименованная  характеристика объекта. Атрибут показывает, какая информация должна быть собрана  об объекте. Например, объект – клиент банка; Атрибуты – номер счета, адрес, сумма вклада.

Технология анализа предметной области.

Первым этапом проектирования базы данных любого типа является анализ предметной области, который заканчивается  построением информационной структуры (концептуальной схемы). На данном этапе  анализируются вопросы пользователей, выбираются информационные объекты и их характеристики, которые предопределяют содержание проектируемой базы данных. На основе проведенного анализа структурируется предметная область. Анализ предметной области не зависит от программной и технической сред, в которых будет реализовываться база данных.

Анализ предметной области  целесообразно разбить на три  фазы:

1. анализ концептуальных требований и информационных потребностей;
2. выявление информационных объектов и связей между ними;
3. построение концептуальной модели предметной области и проектирование концептуальной схемы базы данных.

 

1. Анализ концептуальных требований и информационных потребностей.

 

Требования пользователей  к разрабатываемой базе данных представляют собой список запросов с указанием  их интенсивности и объемом данных. Эти сведения разработчики базы данных получают в диалоге с ее будущими пользователями. Здесь же выясняются требования к вводу, обновлению и  корректировке информации. Требования пользователей уточняются и дополняются  при анализе имеющихся и перспективных  задач:

Анализ предметной области  БД для учета учащихся школы: 

1. Сколько учащихся учится в школе?
2. Сколько классов в школе?
3. Какие распределены учащиеся по тем или иным направлениям в классах?
4. Какие профилирующие дисциплины используются в том или ином классе?
5. Сколько в школе медалистов и какие?
6. Сколько победителей олимпиад и по каким предметам?
7. Участники тех или иных школьных, городских, областных, региональных или российских конкурсов? Победители, призеры?
8. Количество учащихся, поступивших в ВУЗ и в какие?
9. Как часто обновляется информация в БД?
10. Сколько кабинетов в школе? Компьютерных классов?
11. Сколько преподавателей в школе?
12. Как информация, представленная в п. п. 1-11, используется в настоящее время (расписание уроков, факультативов и т. д.) и как собираются ее использовать?
13. Сколько раз в день, сколько человек и кто используются БД?

 

2. Выявление информационных объектов и связей между ними.

 

Вторая фаза анализа предметной области состоит в выборе информационных объектов, задании необходимых свойств  для каждого объекта, выявление  связей между объектами, определении  ограничений, накладываемых на информационные объекты, типы связей между ними, характеристики информационных объектов.

Проанализируем предметную область на примере БД учета учащихся в школе. При выборе информационных объектов постараемся ответить на ряд  вопросов:

• На какие классы можно разбить данные, подлежащие хранению в БД?
• Какое имя можно присвоить каждому классу данных?
• Какие наиболее интересные характеристики (с точки зрения пользователя) каждого класса данных можно выделить?
• Какие имена можно присвоить выбранным наборам характеристик?

Для БД «Учащиеся» можно  описать следующие объекты:

Объект: УЧЕНИК

Атрибуты: ид_ученика, фамилия, имя, отчество, возраст, класс, фамилия, имя, отчество родителей, Серия и номер паспорта (свидетельства о рождении), какой язык изучает, участие в олимпиадах, различных конкурсах, призовые места.

Объект: УЧИТЕЛЯ:

Атрибуты: ид_учителя, ид_школы, фамилия, имя, отчество педагога, дата рождения, какой предмет преподает (ид_предмета), с какого года работает в школе, какое учебное заведение закончил, в каком году, категория, разряд, научное звание, год прохождения последней аттестации, год прохождения последних курсов повышения квалификации.

Объект: КЛАССНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ

Атрибуты: ид_учителя, номер и параллель класса.

Объект: УСПЕВАЕМОСТЬ

Атрибуты: ид_успеваемость, ид_предмета, 1 четверть, 2 четверть, 1 полугодие, 3 четверть, 4 четверть, 2 полугодие, годовая, ид_ученика.

Объект: ПРЕДМЕТ

Атрибуты: ид_предмета, название предмета.

Объект: ШКОЛА

Атрибуты: ид_школы, название школы, директор, завуч, телефон.

 

Далее выясним связи между  информационными объектами. В ходе этого процесса постараемся ответить на следующие вопросы:

• Какие типы связей между информационными объектами?
• Какое имя можно присвоить каждому типу связей?
• Каковы возможные типы связей, которые могут быть использованы в последствии?
• Имеют ли смысл какие-нибудь комбинации типов связей?