Проектування бази даних "Деканат"

23

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«ЄВРОПЕЙСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ» ЖИТОМИРСЬКА ФІЛІЯ

Кафедра економічної кібернетики

Курсовий проект з дисципліни

«Бази даних інформаційних систем»

Роботу виконала

студентка заочного відділення

Групи ЕО 05-07

IV курсу

Залікова книжка №276

Бачинська Н.І.

Перевірила

м. Житомир, 2008

Технічне завдання на виконання курсового проекту з теми:

«Проектування бази даних «Деканат»»

Вхідні дані: список викладачів, списки студентів по групах, список дисциплін за навчальним планом

Вихідні дані: відомість оцінок, список студентів групи, список викладачів.

Програмні засоби: Windows 98 і вище, MS Office 2000, СУБД MS Access 2000.

Апаратні засоби: персональний комп'ютер у стандартній конфігурації, принтер.

зміст

ВСТУП

1. АНАЛІЗ ПРЕДМЕТНОЇ ОБЛАСТІ ТА ВИМОГ ДО БАЗИ ДАНИХ

2. ПРОЕКТУВАННЯ БАЗИ ДАНИХ

2.1 Нормалізація бази даних

2.2 Аналіз зв'язків

2.3 Розробка датологічної моделі бази даних

3. ВИБІР СУБД

4. Визначення структури інформаційних об'єктів

4.1 Визначення структури таблиць

4.2 Розробка схеми даних

4.3 Розробка екранних форм

4.3 Розробка запитів

4.4 Розробка звітів

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ

АНОТАЦІЯ

Проектування бази даних «Деканат». Курсовий проект з дисципліни «Бази даних інформаційних систем».

Обсяг пояснювальної записки - 27 стор.

Кількість ілюстрацій - 21.

В процесі розробки було проведено аналіз відповідних інформаційних об'єктів предметної області «ДЕКАНАТ», визначено їх склад, атрибути, зв'язки і обмеження.

В результаті розробки було створено необхідні таблиці, форми, запити і звіти, які забезпечують відповідну функціональність даної інформаційної системи.

Проект має навчальний характер і може розглядатися як підсистема загальної автоматизованої інформаційної системи навчального закладу. Саме в цьому напрямку можливий подальший розвиток даного проекту.

ВСТУП

Метою курсового проекту є дослідження особливостей розробки системи управління базою даних «ДЕКАНАТ».

Основним завданням курсового проекту є визначення функціональної структури, методології та технологій розробки програмного забезпечення для автоматизації заданої предметної області.

Предметом дослідження є можливості сучасних інструментальних систем розробки програмного забезпечення щодо реалізації програмних продуктів за визначеною темою курсової роботи.

Об'єктом дослідження є методологія та засоби реалізації функцій програмного продукту.

В процесі дослідження використовуються аналітичні і графічні, а також спеціальні методи оптимізації функціонування комп'ютерної бази даних.

Застосування сучасних засобів та технологій програмування будується на основі принципів об'єктно-орієнтованого, візуального та подійного програмування. Саме ці принципи дозволяють прискорити процес та скоротити обсяги ресурсів, необхідних для забезпечення розробки.

Розробка ефективного і надійного програмного забезпечення можлива тільки при умові докладного вивчення заданої предметної області, особливостей її функціонування, складу та взаємозв'язків програмних об'єктів. Тому даному питанню присвячено велику частину даного курсового проекту.

1. АНАЛІЗ ПРЕДМЕТНОЇ ОБЛАСТІ ТА ВИМОГ ДО БАЗИ ДАНИХ

Предметна область бази даних «ДЕКАНАТ» представляє собою сукупність інформаційних об'єктів та зв'язків між ними, якими характеризується функціонування деканату вищого навчального закладу.

Основними інформаційними об'єктами цієї системи є:

- викладачі;

- студенти;

- оцінки;

- навчальні дисципліни;

- навчальні групи.

Кожен з цих об'єктів характеризується певним набором даних (полів) і знаходиться у функціональному зв'язку із іншими об'єктами.

При докладному розгляді даної предметної області можна зробити наступні висновки:

- об'єкт «викладач» характеризується прізвищем, ім'ям, по батькові, датою народження, посадою, номером контактного телефону.

- об'єкт «студент» характеризується прізвищем, ім'ям, по батькові, номером групи, ознакою отримання стипендії, посадою, номером контактного телефону.

- об'єкт «навчальна група» характеризується позначенням (номером), яка може змінюватися при переведенні студентів з одного курсу на інший.

- об'єкт «навчальна дисципліна» характеризується навою, номером групи, на якій, ця дисципліна викладається, і прізвищем викладача, який викладає дану дисципліну. Причому один і той же викладач може викладати декілька дисциплін, а одну і ту ж дисципліну на різних групах можуть викладати різні викладачі.

- об'єкт оцінка характеризується дисципліною, по якій вона виставлена, прізвищем, ім'ям, по батькові студента, який отримав цю оцінку, прізвищем, ім'ям, по батькові викладача, який виставив оцінку.

В процесі роботи деканату доводиться створювати і обробляти наступні документи: список викладачів, список дисциплін за навчальним планом, списки студенів за навчальними групами, списки студентів на отримання стипендії, списки студентів, які мають академзаборгованість, та інщі.

За результатами іспитів та підсумків навчання за семестр, студенти отримують оцінки з навчальних дисциплін, які згодом зводяться у відомість оцінок, де вказується номер групи, назва дисципліни та список студентів із відповідними оцінками.

Дані про успішність студентів повинні зберігатися на протязі всього часу навчання студента у навчальному закладі, а роздруковані відомості, зводяться у загальну відомість успішності і зберігаються в архіві.

Відповідні документи, списки і відомості повинні не тільки зберігатися в електронній формі, а й мати можливість роздруківки.

Інформація в базі даних повинна зберігається у вигляді таблиць із визначеною структурою. Всі таблиці повинні бути зв'язані між собою і містити тільки ту інформацію, яка є важливою для функціонування даного підрозділу навчального закладу.

Оскільки із базою даних може працювати людина недостатньо ознайомлена із структурою баз даних, особливістю введення даних в комп'ютерній формі, то елементи візуального інтерфейсу повинні бути зрозумілими такому користувачу.

Для зручного введення даних створюються форми, які представляють собою спеціальні електронні бланки, що спрощують процес введення даних користувачем та дозволяють прискорити цей процес.

Потрібно проаналізувати дані, які належать до відповідних таблиць та задати для них правильні атрибути і ключові поля.

При зміні даних, які є спільними для декількох таблиць, а особливо при їх знищенні, необхідно забезпечити відповідну цілісність даних. Це можна досягнути шляхом встановлення відповідних зв'язків між таблицями та блокуванням операцій, які призводять до протиріч.

Якщо передбачено формування документів у паперовій формі та виведення їх на друк, то для цього використовують спеціальну форму відображення даних - «звіт», форма якого повинна бути максимально наближеною до відповідного паперового аналога.

Інформація в базі даних не повинна повторюватися, таким чином можна мінімізувати об'єм бази даних і відповідно прискорити їх обробку. Це досягається за рахунок нормалізації бази даних за різними критеріями.

Нормалізація - це ітераційний зворотній процес декомпозиції початкового відношення на кілька простіших відношень меншої розмірності. Отриманий в результаті нормалізації склад атрибутів бази даних повинен відповідати таким вимогам:

- між атрибутами не має бути небажаних функціональних залежностей;

- групування атрибутів має забезпечувати мінімальне дублювання даних, їх обробку й оновлення без ускладнень та аномалій;

- в результаті декомпозиції відношення не повинні втратити функціональних залежностей початкового відношення.

2. ПРОЕКТУВАННЯ БАЗИ ДАНИХ

2.1 Нормалізація бази даних

Для бази даних «Деканат» прикладом приведення до першої нормальної форми буде таблиця «Оцінки», яка у загальному випадку складається із наступних полів: «Назва дисципліни», «Прізвище, ім'я по батькові студента», «Номер групи», «Прізвище, ім'я по батькові викладача».

Дані цієї таблиці є неатомарними і можуть використовуватися у інших таблицях у сукупності із іншими даними. Наприклад, у таблиці «Студенти», теж використовується номер групи, тобто наявне дублювання даних.

Позбутися цього можна розділивши таблицю «Оцінки» на три таблиці: «Дисципліни», «Студенти» і «Викладачі».

Дані таблиці «Студенти» теж не є атомарними, тому що для декількох студентів буде відповідати одна й та ж сама навчальна група. Для того, що позбутися цього дублювання даних потрібно, привести таблицю до другої нормальної форми, виділивши із неї окрему таблицю «Групи».

Структура нормалізації даних по даним критеріям наведено на рис. 2.1.

2.2 Аналіз зв'язків

Всі інформаційні об'єкти, що входять до даної бази даних, пов'язані між собою реляційними зв'язками.

Розглянемо структуру зв'язків між окремими об'єктами.

В одній навчальній групі навчається декілька студентів, у той же час один студент може навчатися тальки в одній групі, тому між цими об'єктами існує зв'язок «один - до багатьох», який зображено на рис. 2.2.

Розглянемо зв'язок між об'єктами «Студенти» і «Дисципліни». Студент вивчає декілька дисциплін, у той же час кожна дисципліна вивчається декількома студентами. Це багатозначний зв'язок, який позначається подвійною стрілкою. Структура цього зв'язку зображено на рис. 2.3.

Рис. 2.1. Структура нормалізації таблиці «Оцінки»

Рис. 2.2. Зв'язок між об'єктами «Група» і «Студенти»

Рис. 2.3. Зв'язок між об'єктами «Студенти» і «Дисципліни»

Багатозначні зв'язки ускладнюють управління базою даних, тому використовувати такі зв'язки небажано. В СУБД MS Access для контролю цілісності даних з можливістю каскадного оновлення і вилучення даних необхідно створити допоміжний об'єкт, який складається із ключових реквізитів і який може бути доповнений додатковими реквізитами. У даному випадку, у якості такого об'єкту виступає об'єкт «Оцінки», реквізитами якого є код студента, код дисципліни і оцінка. В результаті отримуємо інформаційно - логічну (інфологічну) модель бази даних, наведену на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Інфологічна модель бази даних

2.3 Розробка датологічної моделі бази даних

На етапі датологічного проектування відбувається перехід від інфологічної моделі предметної області до логічної моделі, що підтримується засобами конкретної СУБД. Процес переходу від інфологічної моделі до датологічної моделі називається відображенням, тобто об'єкти спроектованої бази даних описуються мовою зрозумілою СУБД (в даному випадку MS Access). Фактично цей опис представляє собою опис структури таблиць бази даних із вказівкою атрибутів відповідних полів.

У наступних таблицях наведено структуру таблиць бази даних, які описують задану предметну область.

Таблиця 2.1 Структура таблиці «Викладачі»

Назва поля	Тип даних	Примітка
Код викладача	Числовий	Ключове поле
Прізвище	Текстовий	Поле
Ім'я	Текстовий	Поле
По батькові	Текстовий	Поле
Дата народження	Дата/час, коротка дата	Поле
Посада	Текстовий	Поле
Телефон	Текстовий	Поле

Таблиця 2.2 Структура таблиці «Групи»

Назва поля	Тип даних	Примітка
Код групи	Числовий	Ключове поле
Назва групи	Текстовий	Поле

Таблиця 2.3.Структура таблиці «Дисципліни»

Назва поля	Тип даних	Примітка
Код дисципліни	Числовий	Ключове поле
Назва дисципліни	Текстовий	Поле
Код групи	Числовий	Поле, використовується для зв'язку із іншими таблицями
Код викладача	Числовий	Поле, використовується для зв'язку із іншими таблицями

Таблиця 2.4 Структура таблиці «Студенти»

Назва поля	Тип даних	Примітка
Код студента	Числовий	Ключове поле
Прізвище	Текстовий	Поле
Ім'я	Текстовий	Поле
По батькові	Текстовий	Поле
Код групи	Числовий	Поле, використовується для зв'язку із іншими таблицями
Телефон	Текстовий	Поле
Стипендія	Логічний	Поле

Таблиця 2.5 Структура таблиці «Оцінки»

Назва поля	Тип даних	Примітка
Код студента	Числовий	Поле, використовується для зв'язку із іншими таблицями
Код дисципліни	Числовий	Поле, використовується для зв'язку із іншими таблицями
Оцінки	Числовий	Поле

Після опису всіх об'єктів бази даних можна приступати до реалізації бази даних у конкретній інструментальній СУБД.

3. ВИБІР СУБД

В даний час існує досить багато різних інструментальних засобів розробки програмного забезпечення. Але усі вони можуть бути розділені на дві групи -- універсальні і спеціалізовані.

Серед універсальних систем візуального програмування зараз найбільш поширені такі, як Borland Delphi, С++Builder, Visual Basic, Visual C++. Універсальними вони називаються тому, що вони не орієнтовані на розробку тільки систем баз даних -- з їх допомогою може бути розроблено програмне забезпечення майже будь-якого типу, у тому числі й інформаційні програми. Причому програми, розроблені за допомогою універсальних систем, можуть взаємодіяти практично з будь-якими системами керування базами даних.

Основними недоліком універсальних систем програмування - є необхідність знання на професійному рівні однієї із базових мов програмування, на якій ґрунтується логіка роботи відповідної універсальної інструментальної системи. Це ускладнює для потенційних користувачів супровід і модернізацію розробленого прикладного програмного забезпечення. Окрім цього для зв'язку із інформаційними об'єктами баз даних необхідне використання додаткових компонентів, таких як драйверів ODBC чи OLE DB, так і застосуванням спеціалізованих засобів.

Спеціалізовані засоби розробки орієнтовані тільки на створення системами управління баз даних. Причому, як правило, вони прив'язані до цілком визначених систем управління базами даних. Як приклад таких систем можна привести Power Builder фірми Sybase і Visual FoxPro фірми Microsoft.

Ці системи мають свої переваги і недоліки, але є досить складними для супроводу і модернізації користувачами, які не мають спеціальної фахової підготовки в області програмування на основі цих систем.

Для того, щоб максимально наблизити процес розробки баз даних та управління ними до потенційних користувачів, корпорація Microsoft включила до пакету офісних програм MS Office, СУБД MS Access, яка дозволяє розробляти реляційні бази даних та їх основні компоненти не використовуючи засобів мов програмування (хоча така можливість не виключається). Ще однією перевагою даної СУБД є можливість обміну даними з іншими програмами MS Office.

Тому, враховуючи наведені переваги, і у відповідності до завдання на курсове проектування, у якості інструментальної системи його реалізації обрано СУБД MS Access.

4. Визначення структури інформаційних об'єктів

4.1 Визначення структури таблиць

У відповідності до аналізу бази даних вона повинна включати у себе наступні таблиці: «Викладачі», «Групи», «Дисципліни», «Студенти», «Оцінки». На наступних рисунках відображено склад і структуру вказаних таблиць на етапі конструювання.

Після створення відповідних таблиць можна побудувати схему даних.

4.2 Розробка схеми даних

На основі аналізу зв'язків між об'єктами, що входять до складу СУБД та таблиць, структура яких описана у попередньому розділі можна побудувати схему даних, яка забезпечує їх нормалізацію і цілісність.

Інформаційно - логічна схема даних наведена на рис. 4.1.

Рис. 4.1 Інформаційно-логічна схема даних

4.3 Розробка екранних форм

Після створення необхідних таблиць та встановлення зв'язків між ними потрібно розробити екранні форми для спрощення введення даних в таблиці. Основною вимогою до екранних форм є забезпечення їх зрозумілості для користувача. На наступних малюнках наведено зовнішній вигляд розроблених екранних форм.

Рис. 4.8 Форма для введення даних про викладачів

Рис. 4.9 Форма для введення даних про навчальні групи

Рис. 4.10 Форма для введення даних про навчальні дисципліни

Рис. 4.11 Форма для введення даних про студентів

Рис. 4.12 Форма для введення оцінок

Зміст таблиць даних, заповнених із використанням наведених форм наведено у додатках.

4.3 Розробка запитів

У загальному випадку база даних створюється для оперативного доступу до даних і пошуку необхідної інформації. Ці операції забезпечуються за допомогою запитів. Для даної бази даних створюються запити на формування списків студентів заданої групи, відмінників, студентів - боржників, що мають академзаборгованість. На основі запиту також визначається який викладач викладає задану дисципліну на певній групі, а також формується список оцінок для заданих дисципліни і групи.

Структура запитів вказаних запитів на етапі конструювання наведена на наступних рисунках.

Рис. 4.13 Структура запиту на визначення викладача, що викладає задану дисципліну на вказаній групі

Рис. 4.14 Структура запиту на вибірку відмінників

Рис. 4.15 Структура запиту на вибірку студентів, що мають академзаборгованість



Рис. 4.16 Структура запиту на студентів, що отримують стипендію

Рис. 4.17 Структура запиту на формування списку оцінок для студентів заданої групи із заданої дисципліни

Рис. 4.18 Структура запиту на формування списку студентів заданої групи

Результати виконання окремих запитів наведені у додатках.

4.4 Розробка звітів

Для зручного сприйняття даних та можливості їх наступної роздруківки створюються звіти. Для заданої бази даних створюються наступні звіти: відомість оцінок, список студентів заданої групи, список викладачів. Структура перерахованих звітів у режимі конструктора наведена на наступних рисунках.

Рис. 4.19 Структура звіту «Відомість оцінок»

Рис. 4.20 Структура звіту «Список студентів групи»

Рис. 4.21 Структура звіту «Список викладачів»

Роздруківки результатів формування перерахованих звітів наведено у додатках.

ВИСНОВКИ

У відповідності до завдання курсового проекту було розроблено систему для автоматизації обробки бази даних у заданій предметній області «ДЕКАНАТ».

В процесі розробки було проведено аналіз відповідних інформаційних об'єктів, визначено їх склад, атрибути, зв'язки і обмеження.

В результаті розробки було створено необхідні таблиці, форми, запити і звіти, які забезпечують відповідну функціональність даної інформаційної системи.

Оскільки проект має навчальний характер і досить обмежений термін розробки, то він не охоплює всього спектру задач, характерних для даної предметної області, і може розглядатися як підсистема загальної автоматизованої системи навчального закладу. Саме в цьому напрямку можливий подальший розвиток даного проекту.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Пасько В. Microsoft Office 2000. -К.: BHV, 2000 - 784 с.

2. Комп'ютерна техніка і комп'ютерні технології. За ред. О.І. Пушкаря. -К.: АКАДЕМІЯ, 2001 - 696 с.

3. Ботт, Эдд. Использование Microsoft Offise 97.: Пер. с англ. - К.:, Диалектика, 1997. - 416 с.