Модель решения задачи

Узел - информационная модель элемента, находящегося на данном уровне иерархии.

Свойства иерархической  модели базы данных:

• объекты распределены по уровням;
• несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня;
• иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень), не подчиненный никакой другой вершине;
• каждый узел имеет свое имя (идентификатор);
• существует только один путь от корневой записи к более частной записи данных.

Рассмотрим иерархическую  модель на примере базы данных «Студенты», построенной нами ранее. С точки  зрения иерархической модели, она  должна принять следующий вид: в  состав входят группы; у каждой группы свой куратор, в состав каждой группы входят конкретные ученики. Модель может быть представлена в виде схемы (рисунок 1.5).

Рис. 1.5 – Иерархическая структура базы данных «Студенты»

Важно отметить, что в дереве, между  верхними и нижними объектами, задано отношение «один ко многим» (т.е. одному факультету соответствует много групп, группе – много студентов). Недостатком деревьев, в отличие от других структур данных, является усложненная организация поиска. Для того чтобы найти нужные данные, необходимо перемещаться с ветки на ветку до тех пор, пока не будет найден нужный листок.

Каждый узел в иерархической  схеме удобно описывать в виде таблиц, т. е. применять реляционную модель. Таким образом, базы данных можно описывать совокупностью нескольких моделей. 

Иерархической базой данных является  Каталог папок Windows, с которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол. На втором уровне находятся папки Мой компьютер, Мои документы, Сетевое окружение и Корзина, которые являются потомками папки Рабочий стол, а между собой является близнецами. В свою очередь, папка Мой компьютерявляется предком по отношению к папкам третьего уровня -папкам дисков (Диск 3,5(А:), (С:), (D:), (Е:), (F:)) и системным папкам.

Классическим примером иерархической базы данных является база данных  Доменная система имен  подключенных к Интернету компьютеров. На верхнем уровне находится табличная база данных, содержащая перечень доменов верхнего уровня (всего 264 домена). Наиболее крупным доменом является домен net (около 48 миллионов серверов). На втором уровне находятся табличные базы данных, содержащие перечень доменов второго уровня для каждого домена первого уровня. На третьем уровне могут находиться табличные базы данных, содержащие перечень доменов третьего уровня для каждого домена второго уровня, и таблицы, содержащие IP-адреса компьютеров, находящихся в домене второго уровня 

База данных  Доменная система имен должна содержать записи обо всех компьютерах, подключенных к Интернету, то есть более 150 миллионов записей. Размещение такой огромной базы данных на одном компьютере сделало бы поиск информации очень медленным и неэффективным. Решение этой проблемы было найдено путем размещения отдельных составных частей базы данных на различных DNS-серверах. Таким образом, иерархическая база данных  Доменная система имен  является распределенной базой данных.

Известные иерархические СУБД:  Information Management System (IMS) фирмы IBM; Time-Shared Date Management System (TDMS) компании Development Corporation; реестр Windows.

1.6 Сетевая модель

Сетевой подход к организации  данных является расширением иерархического подхода. В иерархических структурах запись-потомок должна иметь в  точности одного предка; в сетевой  структуре данных у потомка может  иметься любое число предков. Сетевая модель представляет собой произвольный граф: каждый объект может быть связан с любым другим объектом. В сетевой модели принята свободная связь между элементами разных уровней.

Основные элементы сетевой  модели:

• элемент данных – минимальная информационная единица доступная пользователю;
• агрегат данных – именованная совокупность элементов данных внутри записи или другого агрегата, которую можно рассматривать как единое целое; агрегат данных может быть простым, если состоит только из элементов данных, и составным, если включает в свой состав другие агрегаты;
• запись – совокупность агрегатов или элементов данных, отражающих некоторую сущность предметной области;
• тип записей – это совокупность подобных записей; представляет некоторый класс реального мира;
• набор – именованная двухуровневая иерархическая структура, которая содержит запись владельца и запись (или записи) членов; наборы отражают связи «один ко многим» и «один к одному» между двумя типами записей.

Особенности построения сетевой  модели данных:

• база данных может состоять из произвольного количества записей и наборов различных типов;
• связь между двумя записями может выражаться произвольным количеством наборов;
• в любом наборе может быть только один владелец;
• тип записи может быть владельцем в одних типах наборов и членом в других типах наборов;
• тип записи может не входить ни в какой тип наборов;
• допускается добавление новой записи в качестве экземпляра владельца, если экземпляр-член отсутствует;
• при удалении записи-владельца удаляются соответствующие указатели на экземпляры-члены, но сами записи-члены не уничтожаются (сингулярный набор).

Сетевой базой данных фактически является Всемирная паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую базу данных.

Типичным представителем систем, основанных на сетевой модели данных, является СУБД IDMS (Integrated Database Management System), разработанная компанией Cullinet Software, Inc. и изначально ориентированная  на использования на мейнфреймах  компании IBM. Архитектура системы  основана на предложениях Data Base Task Group (DBTG) организации CODASYL (COnference on DAta SYstems Languages), которая отвечала за определение  языка программирования COBOL. Отчет DBTG был опубликован в 1971 г., и вскоре после этого появилось несколько  систем, поддерживающих архитектуру CODASYL, среди которых присутствовала и  СУБД IDMS. В настоящее время IDMS принадлежит  компании Computer Associates.

 

2 Практическая часть

2.1 Постановка задачи

2.1.1 Цель решения задачи

Издательство ООО «ЮНИТИ-ДАНА»  реализует учебную экономическую  литературу в высшие учебные заведения  в соответствии с заключенными договорами на год. При закупке больших объемов литературы издательство делает соответствующую скидку.

В вузах на экономических  специальностях ежегодно обучается  различное количество студентов, но плановый новый набор и количество уже обучающихся студентов обычно известно заранее.  При недостаточном  количестве учебной литературы ожидается  снижается успеваемости. Поэтому  вузам необходимо ежегодно закупать новую литературу. Финансирование осуществляется в соответствии с количеством студентов и средней стоимостью учебной литературы.

Целью курсового проектирования является расчет планируемых затрат на приобретение литературы для студентов, обучающихся по экономическим специальностям, и сравнительный анализ затрат по вузам.

2.1.2 Условие задачи

Входной оперативной информацией для задачи служат данные о численности студентов экономических специальностей вузов. На основании сведений, поданных вузами, создается экранная форма, представленная на рисунке 2.1.

Численность студентов экономических  специальностей

№ п/п	наименование организации	количество студентов, чел.

Рис. 2.1 – Данные о численности студентов экономических специальностей по каждому вузу

Для решения задачи используются нормативно-справочные документы: справочник стоимостей литературы, содержащий следующие реквизиты: наименование вуза и средние стоимости по видам учебной литературы (рисунок 2.2), и справочник торговых скидок, содержащий процент торговой скидки по вузам (рисунок 2.3).

Средняя стоимость литературы на одного студента, руб

Наименование вуза		Учебники	Учебные пособия	Практикумы
ВЗФЭИ	469		156		117
МЭСИ	387		111		94
МГУ	354		125		103
МГТУ	212		165		118
РЭА	398		178		128
МИМО	335		134		106

 

Рис. 2.2 – Структура документа «Справочник стоимостей литературы»

Процент торговой скидки по вузам

Наименование вуза	Скидка, %
ВЗФЭИ	11,0
МЭСИ	9,5
МГУ	9,4
МГТУ	8,4
РЭА	9,1
МИМО	8,6

 

Рис. 2.3 – Структура документа «Справочник торговых скидок»

В результате следует рассчитать общую среднюю стоимость учебной литературы по каждому вузу на одного студента и стоимости приобретаемой учебной литературы с учетом количества студентов, обучающихся по экономическим специальностям, и издательской скидки по каждому вузу и по всем вузам в целом. Информация выдается в документах, представленных на рисунках 2.4 – 2.5.

Средняя стоимость литературы на одного студента, руб.

Наименование вуза		Учебники	Учебные пособия	Практикумы		Общая средняя стоимость литературы
ВЗФЭИ	469		156		117
МЭСИ	387		111		94
МГУ	354		125		103
МГТУ	212		165		118
РЭА	398		178		128
МИМО	335		134		106

 

Рис. 2.4 – Расчет стоимости литературы на одного студента

Стоимость приобретаемой  экономической учебной литературы вузами

№ п/п	наименование  организации	количество студентов, чел.	стоимость литературы на 1 чел., руб.	стоимость литературы на всех учащихся, руб	стоимость литературы с учетом скидки, руб.
1	ВЗФЭИ	1956	742,00	1451352	1611000,72
2	МЭСИ	1298	592,00	768416	841415,52
3	МГУ	989	582,00	575598	629704,21
4	МГТУ	556	495,00	275220	298338,48
5	РЭА	789	704,00	555456	606002,50
6	МИМО	826	575,00	474950	515795,70
	ИТОГО			4100992	4502257,13

 

Рис. 2.5 – Расчет стоимости приобретаемой литературы

Кроме того информацию, необходимую  для анализа, представить в виде диаграмм.

В технологии необходимо использовать для организации ввода и контроля исходных данных межтабличные связи, а также для организации расчетов функции ВПР или ПРОСМОТР.

2.2 Компьютерная модель  решения задачи

2.2.1 Информационная модель  решения задачи

Информационная модель, отражающая взаимосвязь исходных и результирующих документов задачи, приведена на рисунке 2.6.

Рис. 2.6 – Информационная модель взаимосвязи результирующих и исходных данных

2.2.2 Аналитическая модель  решения задачи

Для получения документа  «Средняя стоимость литературы на одного студента» необходимо рассчитать показатель «общая стоимость литературы». Расчеты выполняются по формуле:

, где С_i – средняя стоимость i-ого вида учебной литературы на одного студента (учебники, учебные пособия, практикумы); S_j – общая средняя стоимость учебной литературы по  
j-ому вузу.