СРЕДНЕРУССКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(Институт управления, бизнеса и технологий)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе на тему:

«Проектирование базы данных»

КАЛУГА 2009

Содержание

Введение

1. Обследование предметной области

1.1 Общее описание предметной области

1.2 Описание информационных процессов проходящих в предметной области

1.3 Обоснование необходимости автоматизации

2. Проектирование ЭИС

2.1 Построение диаграммы потоков данных

2.2 Построение инфологической модели

2.3 Обоснование выбора СУБД и языка программирования

2.4 Построение даталогической модели

2.5 Нормализация таблиц базы данных

3. Реализация ИС

3.1 Описание функциональных точек

3.2 Структурная схема взаимодействия функциональных точек

4. Инструкция пользователю

Заключение

Приложение

Введение

Представленный курсовой проект является базой данных разработанной посредствам прикладных программ, таких как Erwin и Microsoft Office Access, объединяющих между собой реализацию схем потоков данных, их зависимость друг от друга. Проект основан на автоматизации рутинных процессов повышающих эффективность работы таких общественных заведений как библиотек, в которых отражается сущность связей, система запросов, хранение информации, составление отчетов базы данных.

Целесообразность данной работы основана во внедрении программного продукта, способного к эффективной работе с информацией, её поиска, занесения, хранения и использования.

В проекте использованы, современные методы построения функциональной и инфологической модели, с помощью которых упрощается и ускоряются этапы проектирования и реализации программного обеспечения.

1. Обследование предметной области

1.1 Общее описание предметной области

Процессы внедрения средств современной вычислительной техники и новых информационных технологий во все сферы человеческой деятельности в России интенсивно продвигаются, несмотря на остающуюся недостаточно стабильную экономику страны и другие проблемы, связанные со становлением государства. Это не удивительно: таковы общемировые тенденции. Разумеется, однако, что оперативность и результативность внедрения указанных средств в разных странах далеко не одинаковы. Особенно следует подчеркнуть тот факт, что развитие современных компьютерных технологий наиболее активно проявляется в таких сферах деятельности, как управление, банковское дело, экономика, библиотечное и информационное обслуживание.

В ходе происходящих преобразований в России библиотеки, как хранилища знаний и информации, являющаяся важнейшими факторами развития экономики, неуклонно повышают свою значимость. Сегодня библиотеки в первую очередь ориентируются на пользователя, а не только занимаются формированием своих фондов. Это весьма показательная переориентация центров тяжести во внутрибиблиотечной деятельности. Действительно, в эпоху централизованного финансирования комплектования библиотеки были преимущественно озабочены тем, чтобы получить больше средств и пополнить фонды ненужной им литературой, автоматически считая, что она нужна и читателю.

Тем самым библиотека в ходе своей деятельности выполняет множество функций, такие как регистрация, хранение, выдача книг и обратное их принятие в библиотеку.

1.2 Описание информационных процессов, проходящих в предметной области

В связи с тем, что программа рассчитана на использовании ее в библиотеки, она должна реализовывать ряд процессов для эффективной работы библиографа с карточками читателей и составления отчетов о наличии книг.

Производимые базой данных процессы основываются на данных, используемых в деятельности библиотеки таких как:

· наличие книг в библиотеки с указанием авторов и названия книг;

· информация о зарегистрированных читателях.

На основе этих данных в разработанном программном обеспечении реализуются ряд основных процессов:

1. Регистрация читателей. Этот процесс основывается на добавлении нового читателя в базу данных читателей, путем занесения фамилии, имя, адреса и телефона и создания индивидуальной карточки читателя, используемой для взятия и возвращения книг.

2. Поступление новых книг. В этом процессе библиограф регистрирует новые поступившие книги с указанием написавших их авторов, для последующего хранения в базе данных и использования другими процессами программы.

3. Выдача книг читателям. Здесь отмечается факт получения книги читателем на определенный период времени в личное пользование. Для этого процесса отмечается дата выдачи книги читателю, также название и автор выданной книги и соответственно какому читателю была выдана книга.

4. Возврат книг. Этот процесс предназначен для возвращения книги взятой читателем обратно в библиотеку. Здесь отмечается, что книга возвращена в библиотеку на хранение и готова к дальнейшему использованию. Так же в карточке читателя фиксируется, что книгу читатель вернул, и запись о ее взятии удаляется.

5. Составление отчетов. В этом процессе формируются отчет о количестве взятых книг всех читателей и отчет выдающий информацию о книгах у конкретного читателя на руках на текущий момент времени.

Эти процессы полностью отражают деятельность библиотеки, которые и подвергается автоматизации с помощью разрабатываемого проекта.

1.3 Обоснование необходимости автоматизации

Автоматизация понимается как применение программно - технических средств, экономико-математических методов и систем управления, частично или полностью освобождающих человека от выполнения рутинных операций в процессах сбора, преобразования, передачи и использования информации.

Целью автоматизации является повышение производительности и эффективности труда, улучшение качества информационной продукции и услуг, устранение однообразных трудоемких и монотонных операций.

Как и в других сферах человеческой информационной деятельности, библиотечной практике присущи все основные преимущества автоматизации:

· устранение рутинных ручных операций, неизбежных при обработке информации;

· существенное ускорение процессов обработки и преобразование данных;

· повышение точности учетных и отчетных данных;

· расширение возможностей организации и разностороннего использования информационных ресурсов за счет, в частности, использования высокоорганизованных структур данных и систем управления ими;

· высвобождение времени работников для решения творческих задач.

Однако, в библиотечные технологии автоматизация вносит также ряд дополнительных преимуществ, хорошо известных всем работникам автоматизированных библиотек. Например, разве можно сравнить по скорости и качественным показателям результатов ручной перебор каталожных карточек в традиционном каталоге с многоаспектным поиском в электронном каталоге? Другой пример - стоит сопоставить процессы и результаты формирования заказа путем просмотра рекламных изданий, тем или иным путем попавшим на стол комплектатору, и на основе использования CD-ROM дисков крупнейших подписных агентов издательств. Таких примеров может быть много, суть одна: автоматизация нужна библиотекам, без автоматизации невозможно развитие библиотек и библиотечной деятельности в целом.

Библиотека представляет собой учреждение, содержащее интеллектуальные ценности общества и обеспечивающая использование этих ценностей для целей образования, научных исследований и культурного развития личности. Автоматизация и механизация библиотечке - библиографических процессов призваны решать такие задачи, как облегчение библиотечного труда, повышение его производительности, улучшение обслуживания читателей.

2. Проектирование ЭИС

2.1 Построение диаграммы потоков данных

Для построения функциональной модели данной предметной области была использована методология SADT, которая отражает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями. Графика блоков и дуг диаграммы отражает функцию в виде блока, а интерфейсы входа/выхода представляются дугами. Взаимодействие блоков друг с другом выражается по средствам интерфейсных дуг, описывающих, когда и над чем какая функция выполняется и как управляется.

На рисунке 1 изображен блок А0 представляющий собой всю систему в целом, именем блока служит название всей системы. Обработке по данной схеме подвергается информация о книгах и читателях базы данных, а результатом работы всей системы служит выдача отчетов о результатах ее деятельности.

Управление на систему оказывает библиотекарь, который заносит поступающею информацию в базу данных и руководит ею по средствам автоматизированной системы. Также на схеме указан механизм на котором реализована функция являющийся библиотекой.



Рис. 1.SADT диаграмма - Блок А0.

Следующим шагом построения SADT диаграммы служит более детальное рассмотрение системы путем декомпозиции всей системы на более мелкие подзадачи. На рисунке 2 схематично в качестве блоков показаны основные процессы системы:

· Блок А1 - Регистрация читателя. В этом блоке заносится информация в базу данных о новых читателях. Входящей информацией служат индивидуальные данные читателя, вносимые библиотекарем, в процессе регистрации читателю присваивается уникальный номер. Результатом работы этого процесса является добавление новой записи в таблицу зарегистрированных читателей.

· Блок А2 - Регистрация книг. Предназначен для ввода поступивших книг в библиотеку, при регистрации книг так же присваивается уникальный номер. После выполнения процесса, зарегистрированные книги готовы к выдаче читателям.

· Блок А3 - Выдача книг. При выполнении этого процесса библиотекарем заносится запись о выдачи книги читателю, в которой указывается кто и какую книгу взял, и отмечается дата занесения записи.

· Блок А4 - Возвращение книг. В этом процессе читатель возвращает книгу обратно в библиотеку, при выполнении этого запроса удаляется запись о взятии книги у вернувшего читателя, а книга возвратимая им снова готова к выдачи следующему читателю.

Рис. 2. Схема подзадач системы.

На все блоки также как и на всю систему, управление оказывает библиотекарь, а механизмом является библиотека.

2.2 Построение инфологической модели

Цель инфологического моделирования - обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Поэтому инфологическую модель данных пытаются строить по аналогии с естественным языком. Основными конструктивными элементами инфологических моделей являются сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты).

Инфологическая модель построена в программе Erwin, схема представлена на рисунке 3.



Рис. 3. Инфологическая модель.

2.3 Обоснование выбора СУБД и языка программирования

База данных представляет собой компьютерный аналог организованной информации. Обычно элементы информации объединяет общая тема или назначение, как, например, список сотрудников, приведенный ниже:

Код	Фамилия	Имя	Должность	Дата найма
1	Дэйл	Марта	Продавец	1 мая 1992 г.
2	Фулер	Джоана	Менеджер по продажам	1 августа 1992 г.
3	Ли	Марк	Продавец	1 апреля 1992 г.
4	Пен	Дэниел	Продавец	3 мая 1993 г.

Список организован в виде столбцов и строк, называемых полями и записями. Каждому сотруднику соответствует отдельная запись, а каждое поле содержит определенную характеристику сотрудника: имя, фамилию, дату поступления на работу и тому подобное.

Внешне база данных, которая содержит только одну таблицу, похожа на обычный список, представленный на бумаге. Но поскольку информация хранится в электронном формате, ее можно сортировать и отображать различными способами, используя с максимальным эффектом.

Так, например, с помощью телефонной книги можно найти любой телефон, если известна фамилия абонента или название организации, поскольку информация в телефонной книге организована в соответствии с этими критериями. Но если вам требуется список телефонов ваших однофамильцев или вы забыли вторую цифру в номере телефона соседа, едва ли вы найдете ответ в справочнике. Для этого необходимо изменить принцип организации данных.

По сравнению с книжным изданием телефонный справочник на электронном носителе занимает гораздо меньше места, легко копируется и распространяется. Однако основное преимущество базы данных состоит не в хранении информации, а в способности быстро извлекать именно те сведения, которые требуются.

Преимущества Access по сравнению с другими программами

Простые программы, которые хранят данные только в одной таблице (такие как Database, компонент Microsoft Work), часто называют плоскими базами данных. Более сложные программы (типа Microsoft Access) хранят информацию в нескольких связанных (related) между собой таблицах и поэтому называются реляционными базами данных. При правильной организации информации все таблицы можно трактовать как единую область памяти и извлекать из них данные в соответствии с возникающими потребностями. Таблицы представляют собой один из типов объектов, входящих в базу данных Access.

Из всех типов объектов только таблицы предназначены для хранения информации. Остальные используются для просмотра, редактирования, обработки и анализа данных - иначе говоря, для обеспечения эффективного доступа к информации.

На протяжении многих лет Microsoft прилагал немало усилий, чтобы превратить Access не только в одну из самых мощных программ управления базами данных, но и в одну из самых удобных и простых. Поскольку Access входит в состав Microsoft Office, он обладает многими чертами, характерными для приложений Office, и может обмениваться с ними информацией. Например, работая в Access, можно открывать и редактировать файлы с помощью кнопок, команд и клавиш, а также использовать буфер обмена Office для копирования данных из таких программ, как Microsoft Word или Microsoft Excel.

2.4 Построение даталогической модели

В разрабатываемой базе данных используется следующая схема данных, которая показана на рисунке 4.

Рис. 4. Схема данных.

На схеме представлены 4 таблицы служащие основным источником информации базы данных, содержащие разные поля и типы данных. В таблице «Автор» (рис.5) представлены 2 поля:

· Номер автора с типом данных - счетчик, для присвоения уникального номера каждому автору.

· ФИО с типом данных - текстовый, служащий для заноса данных об авторе.



Рис. 5. Таблица «Автор».

Следующая таблица «Книги на руках» (рис.6), служащая для отмечания взятых книг читателями содержит 4 поля:

· Книги на руках с числовым типом данных, для внесения номера взятой книги.

· Номер абонемента также с числовым типом, предназначен для ввода номера читателя взявшего книгу.

· Дата взятия книги с соответствующим типом - дата/время, в которое вносится дата взятия книги, читателем.

· Вернули книгу. В этом поле используется логический тип данных, использующий только два значения False и True, для заполнения при возврате книги читателем.

Рис. 6. Таблица «Книги на руках».

Таблица с названием «Книга» (рис.7) содержит информацию о всех книгах имеющихся в библиотеке. Содержит 3 поля:

· Номер книги с числовым типом данных для присвоения уникального номера каждой книге.

· Название с текстовым типом, в которое вносится название книги.

· Номер автора использующий числовой тип данных. В это поле отмечается номер автора написавшего книгу.

Рис. 7. Таблица «Книга».

Четвертая таблица под названием «Читатель» (рис.8) предназначена для хранения индивидуальных данных о читателях, содержит 5 полей:

· Номер абонемента, тип данных - счетчик, присваивает уникальный номер каждому читателю.

· Фамилия, тип данных - текстовый, в это поле вносится фамилия читателя.

· Имя, тип данных - текстовый, в это поле вносится имя читателя.

· Адрес, тип данных - текстовый, в это поле вносится адрес читателя.

· Телефон, тип данных - числовой, в это поле вносится контактный телефон читателя.

Рис. 8. Таблица «Читатель».

2.5 Нормализация таблиц базы данных

Теория нормализации реляционных баз данных была разработана в конце 70-х годов 20 века. Согласно ей, выделяются шесть нормальных форм, пять из которых так и называются: первая, вторая, третья, четвертая, пятая нормальная форма, а также нормальная форма Бойса-Кодда, лежащая между третьей и четвертой.

База данных считается нормализованной, если ее таблицы (по крайней мере, большинство таблиц) представлены как минимум в третьей нормальной форме. Часто многие таблицы нормализуются до четвертой нормальной формы, иногда, наоборот, производится денормализация. Использования таблиц в пятой нормальной форме (вернее сказать, сознательного приведения их к пятой нормальной форме) в реальных базах данных я лично не встречал.

Главная цель нормализации базы данных - устранение избыточности и дублирования информации. В идеале при нормализации надо добиться, чтобы любое значение хранилось в базе в одном экземпляре, причем значение это не должно быть получено расчетным путем из других данных, хранящихся в базе.

Наверно, нет смысла подробно рассматривать примеры нормализации таблиц. Такой информации и в Интернете, и в книгах более чем достаточно. Напомню только, каким основным требованиям должна удовлетворять каждая из нормальных форм.

1. Первая нормальная форма

Первая нормальная форма:

· запрещает повторяющиеся столбцы (содержащие одинаковую по смыслу информацию)

· запрещает множественные столбцы (содержащие значения типа списка и т.п.)

· требует определить первичный ключ для таблицы, то есть тот столбец или комбинацию столбцов, которые однозначно определяют каждую строку

2. Вторая нормальная форма

Вторая нормальная форма требует, чтобы не ключевые столбцы таблиц зависели от первичного ключа в целом, но не от его части. Маленькая ремарочка: если таблица находится в первой нормальной форме и первичный ключ у нее состоит из одного столбца, то она автоматически находится и во второй нормальной форме.

3. Третья нормальная форма

Чтобы таблица находилась в третьей нормальной форме, необходимо, чтобы не ключевые столбцы в ней не зависели от других не ключевых столбцов, а зависели только от первичного ключа. Самая распространенная ситуация в данном контексте - это расчетные столбцы, значения которых можно получить путем каких-либо манипуляций с другими столбцами таблицы. Для приведения таблицы в третью нормальную форму такие столбцы из таблиц надо удалить.

В основном все таблицы (Читатель, Книги на руках, Книги, Автор) используемые в базе данных подогнаны до третьей нормальной формы

Главное, чего мы добьемся, проведя нормализацию базы данных - это устранение (или, по крайней мере, серьезное сокращение) избыточности, дублирования данных. Как следствие, значительно сокращается вероятность появления противоречивых данных, облегчается администрирование базы и обновление информации в ней, сокращается объем дискового пространства.

Зачастую, чтобы извлечь информацию из нормализованной базы данных, приходится конструировать очень сложные запросы, которые к тому же, бывает, работают довольно медленно - из-за, главным образом, большого количества соединений таблиц. Поэтому, чтобы увеличить скорость выборки данных и упростить программирование запросов, нередко приходится идти на выборочную денормализацию базы.

3. Реализация ИС

3.1 Описание функциональных точек

В самом начале работы программы пользователю открывается окно (рис. 9) содержащее 5 функциональных точек, которые позволяют пользователю взаимодействовать с базой данных.

Рис. 9. Главная кнопочная форма базы данных.

Первой функциональной точкой является кнопка «Регистрация нового читателя», при нажатии на которую открывается окно «Регистрация» (рис. 10).

Рис. 10. Окно «Регистрация».

В этом окне так же имеется ряд функциональных точек: Имя, Фамилия, Адрес, Телефон, предназначенные для ввода данных читателя и две кнопки «Отмена» для закрытия формы без ввода данных и кнопка «Сохранить и закрыть» предназначенная для сохранения введенных данных в базу данных. Если при нажатии кнопки «Сохранить и закрыть» поля для ввода данных останутся не заполненными, то пользователю будет выведено информационное сообщение (рис.11).

Рис. 11. Информационное сообщение.

Второй функциональной точкой на главной кнопочной форме является кнопка «Открыть карточку абонемента». Пользователь, нажав на эту кнопку, получает доступ к карточке читателей (рис. 12), в которой отражаются процессы взятия и возврата книг.

Рис. 12. Форма «Карточка читателя», вкладка «Выдача книги читателю».

На форме «Карточка читателя» пользователю предлагается с помощью списка «Фамилия» выбрать нужного читателя, открыть нужную вкладку для выдачи или принятия книг или с помощью кнопки «Просмотр не вернувших книг читателя» вывести отчет, показывающий какие и когда книги брал соответствующий читатель (Приложение 1). На вкладке «Выдача книги читателю» находятся три функциональные точки: два списка «Выберите автора» и «Выберите книгу» предназначены для ввода выдаваемой книги, и кнопка «Выдать книгу» при нажатии на которую пользователю открывается окно «Подтверждение выдачи книги» (рис. 13).

Рис. 13. Окно «Подтверждение выдачи книги».

В этом окне пользователю выводятся три поля для просмотра: Номер книги, Номер абонемента и Дата взятия книги. Для занесения записи служит кнопка «ОК», а для отмены кнопка «Отмена».

Так же на форме «Карточка читателя» имеется вкладка «Возврат книги» (рис.14), предназначенная для удаления записи создавшейся при выдачи соответствующей книги.



Рис. 14. Форма «Карточка читателя», вкладка «Возврат книги».

На этой вкладке пользователю представлена таблица, отображающая какие книги в текущий момент находятся у выбранного читателя. Таблица содержит поля: ФИО (автора написавшего книгу), Название и поле Вернули книгу, которое имеет логический тип данных и служит основным фиксированным значением для возврата книги.

Третьей функциональной точкой на кнопочной форме является кнопка «Добавление книги в библиотеку». Эта кнопка предназначена для открытия формы «Добавление книги» занесения новых книг в базу данных библиотеки (рис.15).

Рис. 15. Форма «Добавление книги».

На этой форме основной функциональной точкой является список «ФИО» в котором выбирается автор, книга которого будет добавлена в библиотеку. Ниже приведена таблица, которая выводит список книг у выбранного читателя. Кнопка «Добавить автора» служит для того, что бы занести нового автора, если его нет в списке. При ее нажатии открывается окно (рис. 16), содержащее поле «ФИО» в которое пользователю предлагается вписать нового автора, и две кнопки - «ОК» и «Отмена».

Рис. 16. Форма ввода нового писателя.

Четвертой функциональной точкой является кнопка «Отчет - количество взятых книг». Эта кнопка позволяет пользователю вывести количество книг взятых каждым читателем с даты их регистрации (Приложение 2).

Пятой - последней функциональной точкой на главной кнопочной форме является кнопка закрытия формы, позволяющая пользователю прекратить работу с программой.

3.2 Структурная схема взаимодействия функциональных точек

Этот раздел посвящен к графическому отображению всех функциональных точек проекта на рисунке 17.

Рис. 17. Структурная схема взаимодействия функциональных точек.

4. Инструкция пользователю

Перед начало работы с программой необходимо, что бы в составе программного обеспечения присутствовал пакет прикладных программ Microsoft Office, необходимый для запуска программы. Потом с установочного диска скопировать программные файлы в директорию диска С. Запустить файл biblioteka.dbl, после чего запустится главное окно с названием библиотеки.

С помощью этого окна пользователь управляет системой под средством кнопочных форм. Для добавления нового читателя в базу данных необходимо нажать на кнопку «Регистрация нового читателя», после чего открывается окно «Регистрация». В этом окне необходимо заполнить соответствующие поля о данных читателя: Фамилия, Имя, Адрес, Телефон. После заполнения необходимо нажать на кнопку «Сохранить и закрыть», если при нажатии на кнопку на экране появится сообщение об ошибке, то проверьте правильно и все ли поля были заполнены.

Для того что бы занести новую книгу в библиотеку нужно нажать на кнопку «Добавление книги в библиотеку», тогда откроется окно «Добавление новой книги». Здесь в списке ФИО пользователю предлагается выбрать автора из имеющихся книг в библиотеке, если нужного автора не оказалось, то необходимо нажать на кнопку «Добавление автора». В открывшемся окне ввести фамилию добавляемого автора и нажать на кнопку «ОК». Теперь в списке ФИО появится фамилия нового автора. После выбора нужного читателя в подтаблице «Имеющиеся книги» появятся все книги этого читателя в библиотеке, и в последнею строку ввести название новой книги.

Далее для выполнения функций библиотеки, таких как выдача книг, читателю пользователю необходимо нажать на кнопку «Открыть карточку абонемента», после чего открывается окно «Карточка читателя» в котором нужно в списке Фамилия выбрать фамилию зарегистрированного читателя, которому нужно выдать книгу. Для выдачи книги необходимо ниже под списком выбрать соответствующую закладку «Выдача книги читателю» на ней находятся два списка, в которых необходимо выбрать автора и названия нужной книги, и нажать на кнопку «Выдать книгу». Появится новое окно, которое проинформирует пользователя о выдачи книги читателя и пользователю для продолжения нужно подтвердить или отменить выдачу книги. При подтверждении выдачи запись о выданной книге появится в карточке абонемента на закладке «Возврат книги». Через эту закладку пользователь базы данных видит, какие книги на руках у выбранного читателя. Что бы принять книгу обратно от читателя в библиотеку пользователь отмечает в поле «Вернул книгу» напротив возвращенной книги, тем самым удаляя запись о взятии книги. Так же на карточке читателя имеется кнопка просмотра отчета о взятых книгах выбранного читателя, при нажатии на которую пользователю показывается отчет о взятых книгах, предоставляемый для печати. Программа также предоставляет отчет о количестве книг взятых каждым читателем с момента регистрации в библиотеке.

Заключение

Развитие компьютерных технологий позволило на совершенно ином уровне решать информационные проблемы. Библиотеки играют ведущую роль в обеспечении информацией. Использование традиционных форм распространения информации сегодня не может обеспечить необходимого уровня библиотек. Большинство из них активно изучает и внедряет новые технологии, которые позволяют значительно повысить информационный статус библиотеки.

Наибольшая роль в настоящее время отводится развитию новых информационных технологий, основанных на использовании возможностей вычислительной техники и компьютерных сетей. В современных условиях основой такой системы являются новейшие компьютерные информационные технологии, которые широко внедряются в традиционные библиотечные процессы.

Подводя итог к курсовой работе хочется сказать, что программа на использовании современных программных средств, методов проектирования и дружественного клиентского интерфейса, оказалась легкой в понимании и эффективной работе с ней.

Приложение 1

Отчет на имеющиеся книги у читателя.

Приложение 2

Отчет по всем книгам, которые брали читатели.