Базы данных

Министерство образования  и науки российской федерации

федеральное государственное  бюджетное 
образовательное учреждение высшего 
профессионального образования 
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ 
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА 
(национальный исследовательский университет)» 
(сгау)

 

Факультет информатики

Кафедра программных систем

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине «Проектирование БД интегрированных АС» на тему «Проектирование БД работы АТС»

 

Выполнил: 

студент гр.6301В

Илларионов С.Е

Руководитель проекта:

Додонов М. В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самара 2013

 

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка содержит 31 страниц, 6 рисунков и 4 источника.

 

Ключевые слова: БАЗА ДАННЫХ, ERWIN, ЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ.

 

Курсовой проект посвящен разработке логической, физической моделей БД, а так же генерации скрипта по созданию самой БД.

В нем изложены общие понятия и описание основных инструментов программы ERwin, краткое описание разрабатываемой БД, а также понятия логической и физических моделей БД.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

Предметная область: Министерство строительства (подача заявлений о выборе земельного участка).

Основные предметно-значимые сущности:

• заявление – номер в системе, заявитель, исполнитель, статус, кадастровые номера объекта, площадь участка, тип собственности, адрес;
• заявитель – фамилия, имя, отчество, ИНН, номер документа;
• запросы в росреестр – заявление, СНИЛС;
• документ – код документа, номер и серия, дата выдачи, кем выдан;
• тип собственности – код по справочнику, наименование;
• участки – адрес, кадастровый номер;
• адрес – индекс, район, населенный пункт, улица, дом;
• район – код КЛАДР, название;
• населенный пункт – код КЛАДР, название;
• улица – код КЛАДР, название;
• справочник сотрудников – имя сотрудника

 Требования к проекту:

1. Построение:

А) Логической модели БД;

Б) Физической модели БД;

2. Скрипт-генерация схемы;

 

ВВЕДЕНИЕ

Базы данных (далее БД) — это совокупность структур, предназначенных для хранения больших объемов информации и программных модулей, осуществляющих управление данными, их выборку, сортировку и другие подобные действия. Информация базы данных хранится в одной или нескольких таблицах. Любая таблица с данными состоит из набора однотипных записей, расположенных друг за другом. Они представляют собой строки таблицы, которые можно добавлять, удалять или изменять. Каждая запись является набором именованных полей, или ячеек, которые могут хранить самую разнообразную информацию, начиная от даты рождения и заканчивая подробным описанием кулинарного рецепта. Однотипные поля разных записей образуют столбец таблицы.

Записи одной таблицы могут  содержать ссылки на данные другой таблицы, например, в таблице со списком товаров могут храниться ссылки на справочник производителей товаров с их адресами и другими реквизитами. При этом записи, касающиеся разных товаров, могут указывать на одного и того же производителя. Такое взаимодействие таблиц называется связью.

Другие модули базы данных предназначены для обработки информации, хранящейся в таблицах. С помощью запросов производится выборка данных, отвечающих определенным условиям. Формы предназначены для форматированного ввода и восприятия информации. Отчеты обеспечивают вывод (как правило, на принтер) красочно оформленного списка записей с заголовками, пунктами и подпунктами.

C целью построения модели данных и генерации кода серверной и клиентской части используется продукт CA Erwin DATA Modeler фирмы PLATINUM technology. Erwin имеет два уровня представления модели - логический и физический. На логическом уровне данные не связаны с конкретной СУБД, поэтому могут удобно отобрать структура представления данных в базе. Физический уровень фактически отображает системный каталог, который зависит от конкретной СУБД. По корректной физической модели Erwin может генерировать физическую схему (системный каталог или SQL -скрипт) для заданной СУБД. Процесс генерации физической схемы БД из логической модели данных называется прямым проектированием (Forward Engineering). При генерации физической схемы ERwin включает триггеры ссылочной целостности, хранимые процедуры, индексы, ограничения и другие возможности, доступные при определении таблиц в выбранной СУБД.

Erwin способен по содержимому системного каталога воссоздать физическую и логическую модель данных. Эту процедуру называют обратным проектированием (Reverse Engineering). На основе полученной логической модели можно сгенерировать физическую модель для другой СУБД.

Erwin интегрируется с такими средствами разработки клиентской части, как PowerBuilder, Visual Basic, Delphi, что позволяет автоматически генерировать код приложения полностью готовый к компиляции и выполнению.

 

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Логический уровень представления  модели данных – это уровень абстрактного, понятийного отображения информационных массивов, при котором подчеркивается предметная сторона рассматриваемой реальности. Данные в логической модели могут называться так, как они называются в реальном мире: «Клиент», «Студенты», «Адрес сотрудника».

Объекты модели, представляемой на логическом уровне, называются сущностями и связями. Каждая сущность имеет некоторые характеристики, называемые атрибутами. Например, сущность «Преподаватель» может иметь атрибуты: фамилия, ученая степень, ученое звание, год рождения, стаж работы, адрес и т.п. В свою очередь связи между сущностями могут иметь различные свойства, которые также должны быть определены в модели.

Различают три уровня логической модели, которые отличаются по глубине представления информации в ней.

• Диаграмма сущность-связь (Entity Relationship Diagram, ERD);
• Модель данных, основанная на ключах (Key Based model, KB);
• Полная атрибутивная модель (Fully Attributed model, FA).

Диаграмма сущность связь представляет модель данных на уровне сущностей  и взаимосвязей между ними. Такой уровень отображения модели удобен для обсуждения с экспертами предметной области. Сущность можно определить как объект, событие, концепцию, информация о которых должна сохраняться.

Модель данных, основанная на ключах, включает описание всех сущностей и первичных ключей в данной предметной области.

Полная атрибутивная модель – это  детальное представление структуры  данных в третьей нормальной форме  и включает все сущности, ключи  и атрибуты.

1.1 Формирование сущностей

Интерфейс Erwin выполнен в стиле Windows – приложений и достаточно прост и интуитивно понятен. Отметим только те кнопки панели инструментов, которые могут вызвать затруднения. Обозначения кнопок и их описание приведено в таблице 1

Таблица 1 – Обозначение кнопок.

Кнопки	Назначение кнопок
	Изменение уровня просмотра модели: уровень сущностей, уровень атрибутов, уровень определений
	Генерация схемы БД, выравнивание схемы с моделью (Доступно при  работе с физическим уровнем модели)
	Диалог Report Browser при генерации отчетов
	Вызов дополнительной панели инструментов для работы с Model Mart
	Переключение между областями  модели

 

Для формирования ER-диаграммы используется режим работы – логический и используется инструментарий Erwin Toolbox, который вызывается из пункта меню Windows. Назначение кнопок и их обозначение приведено на рисунке 1.

 

 

Рисунок 1. – Средства формирования модели в среде ERwin

Назначение кнопок Erwin Toolbox:

1. Верхний ряд, слева направо:

• Кнопка указателя мыши позволяет устанавливать курсор на требуемый объект;
• Кнопка внесение сущности. При ее активации щелчок на рабочем пространстве позволяет создавать новую сущность. При редактировании сущности переходят в режим указателя мыши;
• Кнопка категориальных связей. Вводит специальный вид связи между сущностями. Ее вводят активизировав кнопку категорий, щелкнув левой кнопкой сначала на родительской сущности, потом по сущности –потомку;
• Кнопка текстового блока предназначена для внесения комментариев в любую часть диаграммы логической модели.

2. Слева направо, нижний ряд:

• Кнопка перенесения атрибутов внутри и между сущностями методом drag&drop;
• Кнопки создания связей идентифицирующей («один-ко-многим», «многие-ко-многим») и не идентифицирующей.

При создании реальных моделей количество сущностей и атрибутов может  измеряться сотнями. Для более удобной  работы с большими моделями Erwin предлагает работу с подмножествами модели (Subject Area), в которые включаются разработчиком тематически близкие сущности. Для этого вызывается диалог Subject Area Editor, в котором указывается имя подмножества и входящие в него сущности. Все изменения в подмножестве автоматически отражаются во всей модели.

Каждый щелчок при активированной кнопке сущности приводит к созданию новой сущности на диаграмме. Каждую сущность может быть дополнительно определена с помощью текстового описания в закладке Definition. Для этого на редактируемой сущности следует щелкнуть правой кнопкой и выбрать из всплывающего меню пункт Entity Editor. В пункте Definition создается определение созданной сущности. В пункте Note добавляют дополнительные замечания о сущности, которые не были сделаны в пункте Definition. В закладке Note2 можно отметить некоторые возможные запросы, которые предположительно будут формироваться для создаваемой сущности. В пункте USD (User Defined Properties – свойства, определяемые пользователем) разработчик вносит дополнительные комментарии и определения к сущности. Закладка Note3 позволяет меры данных для сущности. Пример использования этого меню приведен на рис. 2.

В закладке Icon сущности можно поставить в соответствие некоторый рисунок, который будет отображаться в режиме просмотра модели на уровне иконок.

Разработчик базы данных в соответствии с правилами проектирования определяет какие свойства будут приданы данной сущности и какие атрибуты будут ее наполнять. Атрибут, или группа атрибутов, которые однозначно идентифицируют сущность, называется первичным ключом. Для описания атрибутов следует, «кликнув» правой кнопкой по сущности, выбрать в появившемся меню пункт Attribute Editor. Диалог пользователя с этим пунктом приведен на рис.3.

Рисунок 2 - Диалог Entity Editor

Рисунок 3 - Диалог формирования атрибутов сущности

 

Кнопка New позволят вводить новые атрибуты. Свойства этих атрибутов задаются в правой части раскрывшегося окна. В этом окне следует не только присвоить вводимым атрибутам имена, но и определить домены, на которых они строятся. Размерность (количество знаков) домена можно будет определить при работе с физическим уровнем программы Erwin.

Атрибут, являющийся первичным ключом должен быть указан в закладке General.

Каждый экземпляр сущности должен быть уникален и отличаться о других экземпляров. Для выделения экземпляров, поиска их в базе данных, связи с  другими таблицами в практике организации информационных процессов используются атрибуты, однозначно определяющие тот или иной объект. Такие атрибуты называют ключами. Различают первичные ключи и внешние.

Первичный ключ (primary key) – это атрибут или группа атрибутов, однозначно идентифицирующая экземпляр сущности. Атрибуты первичного ключа на ER-диаграмме находятся в списке выше горизонтальной линии (см. ER-диаграмму в приложении). Для определения атрибута в качестве первичного ключа необходимо установить флажок primary key в нижней части закладки General. Неключевой атрибут можно внести в состав ключевого и наоборот, используя режим переноса атрибутов (кнопка в панели инструментов).

Выбор первичного ключа в ряде случаев  может оказаться непростой задачей. На его роль могут претендовать несколько атрибутов. Такие претенденты называются потенциальными ключами (candidate key).

Ключи могут быть сложными, то есть представлять собой конкатенацию нескольких атрибутов. Для того чтобы атрибут  мог стать первичным ключом он должен удовлетворять следующим требованиям:

• Уникальность. Два экземпляра сущности не должны иметь одинаковых значений возможного ключа.
• Компактность. Сложный первичный ключ не должен атрибутов, удаление которых не приводило бы к потере уникальности.