Построение ER-модели

Устойчивость  к ошибке – способность поддерживать определенный уровень качества функционирования в случаях программных ошибок или нарушения определенного интерфейса.

Восстанавливаемость – возможность восстанавливать уровень качества функционирования и восстанавливать данные, непосредственно поврежденные в случае отказа, а также к времени и усилиям, необходимым для этого.

Практичность

Понятность – простота понимания пользователями общей логической концепции и применяемости.

Обучаемость – простота обучения пользователей.

Простота в  использовании – легкость в эксплуатации и оперативном управлении.

Сопровождаемость

Изменяемость – простота в модификации, устранению отказа или для изменения условий эксплуатации.

Анализируемость – обеспечение простоты диагностики недостатков или случаев отказов или определения составных частей для модернизации.

Тестируемость – способность к проверке модифицированного программного обеспечения.

Требования  к программному обеспечению

Проектируемая автоматизированная система должна работать в операционной системе семейства Windows.

3.3. Описание логической модели информационной системы

База данных (БД) – это даталогическое представление информационной модели предметной области. Процесс разработки БД представляет собой процесс реализации отображения: предметная область – модель – физическая база данных.

Наибольшее распространение  получил трехуровневый подход к проектированию модели данных, включающий внешний, концептуальный и внутренний уровни представления данных. При таком подходе на внешнем уровне реализуются модели предметной области в виде, требуемом для отдельных пользователей. На концептуальном уровне поддерживается модель предметной области для всех приложений. Хранимые данные также представляют предметную область для всех приложений, но они выделены в отдельный – внутренний уровень.

В процессе проектирования БД разрабатываются схемы моделей  названных уровней, проверяется  возможность отображения объектов модели одного уровня объектами модели другого уровня. При такой архитектуре БД обладает высокой способностью адаптации к возможным изменениям, как в самих данных, так и в прикладных программах.

Основным уровням абстрагирования  предшествует еще один – информационный. Модель этого уровня – инфологическая модель предметной области – должна выражать информацию о предметной области в виде, независимом от используемой системы управления базами данных (СУБД) и опираться на знания всех пользователей.

Проектирование базы данных начинается с предварительной  структуризации предметной области: объекты  реального мира подвергаются классификации, фиксируется совокупность подлежащих отображению в базу данных объектов. Для каждого объекта фиксируется  совокупность свойств, посредством которых будут описываться конкретные экземпляры объекта, и отношения с другими объектами. Затем решаются вопросы о том, какая информация об объектах должна быть представлена в базе данных, и как ее представить с помощью данных.

Объектная система имеет  следующие основные составляющие: объект, свойство, связь. Объект – это то, о чем накапливается информация. Каждый объект характеризуется определенным состоянием, которое описывается  с помощью ограниченного набора свойств и связей с другими объектами.

Свойства объекта могут  не зависеть от его связей с другими  объектами, т.е. являются локальными. Если свойства объекта зависят от связей с другими объектами, то они называются реляционными. Связь между объектами в зависимости от числа входящих в нее объектов характеризуется степенью.

Концептуальная модель применяется для структурирования предметной области с учетом информационных потребностей самой предметной области и информационных интересов пользователей системы и независима от конкретной СУБД.

Для проектирования концептуальной схемы можно использовать различные модели, например, бинарные модели и модели «сущность – связь». Из моделей типа «сущность – связь» наиболее известна модель П.Чена, или ER - модель. Общим для всех моделей этого типа является использование трех основных конструкций: сущность, атрибут и связь.

Сущность – собирательное понятие, некоторая абстракция реально существующего объекта, процесса или явления, о котором необходимо хранить информацию. Тип сущности определяет множество подобных экземпляров объекта, а экземпляр сущности – конкретный экземпляр объекта. Каждый рассматриваемый в модели тип сущности должен быть поименован.

Атрибут – поименованная характеристика сущности, которая принимает значение из некоторого множества значений. В модели атрибут выступает в качестве средства, с помощью которого моделируются свойства сущностей.

Связь – средство  представления отношения между сущностями.  Могут встречаться бинарные и в общем случае n - арные связи.

Для каждой сущности необходимо указать идентификатор, служащий для однозначного распознавания экземпляров сущности. В качестве идентификатора служит один атрибут или совокупность атрибутов – составной атрибут, который называют ключом. Если совокупность атрибутов, описывающих объект, не содержит ключа, то в состав атрибутов вводится специальный атрибут, выступающий  в качестве  ключа. Во многих  случаях это некоторый последовательный номер.

Один и тот же объект может иметь несколько ключей. Один из них назначается первичным ключом, все остальные ключи объекта называются возможными ключами. Ключ должен выполнять свою главную задачу – однозначной идентификации экземпляра объекта – и включать в свой состав минимально необходимое количество атрибутов.

На языке ER - модели концептуальная схема может быть представлена ER-диаграммой, в которой множество сущностей обозначается прямоугольниками, множество связей – ромбами. На ER - диаграмме допустимо обозначать множество атрибутов овалами, соединяя их с соответствующими типами сущностей; идентифицирующие атрибуты подчеркиваются.

На рис.2.1. изображена ER-диаграмма, отображающая взаимосвязи таблиц базы данных «ювелирный магазин».

Рис. 2.1. ER-диаграмма базы данных «ювелирный магазин»

Таблица «Товары» связана  с дополнительными таблицами: «Закупка товаров», «Продажа товаров» связью один – ко – многим.

Основной задачей логического проектирования является разработка логической схемы, ориентированной на выбранную СУБД. Так как подавляющее большинство современных СУБД – реляционные, то и концептуальную модель базы данных следует отображать на реляционную модель.

В основе реляционной модели используется понятие «отношения», которое используется для представления набора экземпляров объекта (сущности), отношений (связей) между объектами. Отношение  представляется  как определенным  образом организованная таблица.

Для отображения информационной структуры предметной области на логическую схему реляционной БД следует получить ответы на вопросы: сколько таблиц и какие должна включать БД; каковы степень (число столбцов) и состав каждой таблицы; какие атрибуты (поля) используются в качестве ключей; как устанавливаются связи между разными таблицами: использование в разных таблицах одного и того же ключа, помещение ключа одной таблицы в качестве атрибута (поля) в записи другой таблицы, создание специальных связующих таблиц; как обеспечить  полноту,  непротиворечивость  и согласованность информации, хранящейся в БД.

Для уменьшения избыточности информации и исключения аномалий выполняется нормализация исходных схем отношений проекта БД.

База данных информационной системы «Ювелирный магазин» представлена реляционной моделью. Она состоит из следующих таблиц:

• Товары (данные о товарах);
• Закупка товаров (данных о закупках товаров);
• Продажа товаров (данные о продажах товаров);

Структура реляционной  базы данных является адекватным отображением логической модели, не требующим преобразований. Для каждой реляционной  таблицы  БД  приводится ее структура: состав полей, их имена, тип данных и размер каждого поля, ключи таблицы и другие свойства полей. Каждое поле в таблице должно иметь уникальное имя, удовлетворяющее соглашениям об именах объектов в выбранной СУБД. Тип данных определяется значениями, которые предполагается вводить в поле, и операциями, которые будут выполняться с этими значениями. Размер поля задает максимальный размер данных, сохраняемых в поле. Для числовых данных задается также число десятичных знаков после запятой. Имена ключевых полей выделяются.

В таблице № 2.1. представлено описание основных таблиц базы данных «Ювелирный магазин».

Таблица № 2.1.

Наименование  поля	Имя поля	Тип данных	Длина
Товары
Код товара	Kod_tovar	Alpha	7	Ключевое поле
Наименование товара	Name_tovar	Alpha	20
Единица измерения	Ed_izmer	Alpha	5
Закупка товаров
Код сделки покупки	Kod_pokup	Number		Ключевое поле
Код товара	Kod_tovar	Alpha	7
Наименование поставщика	Postav	Alpha	15
Дата оформления договора	Data_postav	Date
Сертификат качества	Sertifikat_kachestva	Logical
Цена при покупке	Cena	$(Money)
Кол-во ед. товара	Number_ed	Number
ФИО сотрудника	Sotrudnik	Alpha	15
Продажа товаров
Код сделки продажи	Kod_prodag	Number		Ключевое поле
Код товара	Kod_tovar	Alpha	7
Наименование заказчика	Name_zakaz	Alpha	15
Дата оформления договора	Data_zakaz	Date
Цена продажи	Cena_prod	$(Money)
Кол-во проданного товара	Prodano	Number
ФИО сотрудника	Sotrudnik	Alpha	15

 

4. Разработка программного обеспечения

4.1. Описание  программных средств

Поскольку использование  баз данных является одним из краеугольных камней, на которых построено существование различных организаций, пристальное внимание разработчиков приложений баз данных вызывают инструменты, при помощи которых такие приложения можно было бы создавать. Выдвигаемые к ним требования в общем виде можно сформулировать как: «быстрота, простота, эффективность, надежность».

Среди большого разнообразия продуктов для разработки приложений Delphi занимает одно из ведущих мест. Delphi отдают предпочтение разработчики с разным стажем, привычками, профессиональными интересами. С помощью Delphi написано колоссальное количество приложений, десятки фирм и тысячи программистов-одиночек разрабатывают для Delphi дополнительные компоненты.

В основе такой общепризнанной популярности лежит тот факт, что Delphi, как никакая другая система программирования, удовлетворяет изложенным выше требованиям. Действительно, приложения с помощью Delphi разрабатываются быстро, причем взаимодействие разработчика с интерактивной средой Delphi не вызывает внутреннего отторжения, а наоборот, оставляет ощущение комфорта. Delphi-приложения эффективны, если разработчик соблюдает определенные правила. Эти приложения надежны и при эксплуатации обладают предсказуемым поведением.

Основу Delphi составляет не только сам язык, но и RAD (Rapid Application Development) – среда быстрой разработки программ. Благодаря визуальному программированию, а также достаточно большой библиотеке визуальных компонентов, Delphi позволяет создавать программы наиболее быстро и эффективно, принимая на себя основную работу, и оставляя программисту творческий процесс. Разумеется, возможность быстрого создания профессиональных приложений для Windows делает Delphi – программистов востребованными во всех отраслях человеческой деятельности.

Пакет Delphi - продолжение  линии компиляторов языка Pascal корпорации Borland. Pascal как язык очень прост, а строгий контроль типов данных способствует раннему обнаружению ошибок и позволяет быстро создавать надежные и эффективные программы. Корпорация Borland постоянно обогащала язык. Когда-то в версию 4.0 были включены средства раздельной трансляции, позже, начиная с версии 5.5, появились объекты, а в состав шестой версии пакета вошла полноценная библиотека классов Turbo Vision, реализующая оконную систему в текстовом режиме работы видеоадаптера. Это был один из первых продуктов, содержавших интегрированную среду разработки программ.

Когда в начале 70-х  годов Н. Вирт опубликовал сообщение  о Pascal, это был компактный, с небольшим  количеством основных понятий и  зарезервированных слов язык программирования, нацеленный на обучение студентов. Язык, на котором предстоит работать пользователю Delphi, отличается от исходного не только наличием множества новых понятий и конструкций, но и идейно: в нем вместо минимизации числа понятий и использования самых простых конструкций (что, безусловно, хорошо для обучения, но не всегда оправдано в практической работе), предпочтение отдается удобству работы профессионального пользователя.