Проектирование базы данных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Системы управления базами данных

1.1 Основные понятия

1.2 Реляционные базы данных

1.3 Нормализация таблиц

1.4 Основные характеристики СУБД MS Access

2. Алгоритмический анализ задачи создания базы данных учащихся школы

2.1 Этапы разработки базы данных школы

2.2 Уточнение задачи

2.3 Проектирование структуры базы данных

2.4 Создание базы данных в СУБД MS Access

2.5 Создание запросов для анализа данных

2.6 Разработка макета приложения и пользовательского интерфейса с использованием форм

3. Описание созданного приложения

Заключение

Список использованных источников



Введение

Использование баз данных и информационных систем уже давно стало неотъемлемой составляющей деловой деятельности современного человека и функционирования различных организаций. Система образования, в том числе, учреждения образования, не является исключением.

В школах с каждым годом увеличивается объем потока информации, оборота документов, все больше назревает необходимость быстрого доступа к тем или иным данным.

В связи с этим большую актуальность приобретает освоение принципов построения и эффективного применения соответствующих технологий и программных продуктов: систем управления базами данных.

От правильного выбора инструментальных средств создания информационных систем, определения подходящей модели данных, обоснования рационально схемы построения базы данных организации запросов к хранимым данным и ряда других моментов во многом зависит эффективность функционирования разрабатываемых систем. Все это требует осознанного применения теоретических положений и инструментальных средств разработки баз данных и информационных систем.

Кроме изучения теоретических положений, перед разработчиком стоит еще одна задача - взаимодействие с предполагаемым пользователем программного продукта, создание приложения, отвечающего всем требованиям заказчика.

Нами был получен запрос от руководителя государственного учреждения образования «Средняя общеобразовательная школа №55» на создание базы данных учащихся и педагогов школы. Реализуем данный запрос в рамках работы.

Цель работы:

- составление списков различных категорий учащихся и семей посредством реализации запросов;

- создать приложение, позволяющее осуществлять ввод, хранение, редактирование анкетных сведений об учащихся школы, их родителях, успеваемости по предметам;

- просмотр сведений - личной карточки учащегося.

Для достижения поставленной цели необходима реализация следующих задач:

1) изучение теоретических сведений по созданию и работе баз данных, систем управления базами данных;

2) подбор подходящих программного инструментария для реализации запроса;

3) постановка, анализ, уточнение технической задачи;

4) разработка алгоритма решения задачи, проектирование базы данных;

5) создание приложения с использованием удобного пользовательского интерфейса;

6) проверка работоспособности приложения, устранение недостатков;

7) внедрение программного продукта в практику использования его в государственном учреждении образования «Средняя общеобразовательная школа №55».

В современных технологиях создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляются централизованно с помощью специального программного обеспечения - системы управления базами данных (СУБД). СУБД - это комплекс программных и языковых средств, необходимых для разработки баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

Примеры СУБД, представленных на современном рынке программных продуктов: Lotus Approach, Data Ease, Paradox, MS Access, FoxPro, Clarion. Примеры приложений для создания приложений клиент-сервер: MS SQL Server, Sybase SQL Server, Informix, Oracle, PowerBuilder, Delphi, Visual Basic. Перечисленные СУБД характеризуются многообразием функциональных возможностей, режимов работы, технологий обработки данных и сфер использования.

По степени универсальности различают два класса СУБД:

- системы общего назначения;

- специализированные системы.

СУБД общего назначения (например, dBASE, MS Access, FoxPro, Paradox) не ориентированы на какую-либо предметную область. Каждая такая система - программный продукт, работающий на некоторой модели ЭВМ в определенной операционной системе. Специализированные СУБД создаются в редких случаях при невозможности или нецелесообразности использования СУБД общего назначения.

Для наших целей целесообразно будет использовать СУБД общего назначения MS Access. Это одна из наиболее популярных СУБД. Данная СУБД входит в широко распространенный интегрированный пакет фирмы Microsoft - MS Office Pro. MS Access применяется для разработки относительно небольших информационных систем, содержащих, как правило, не более 50000 записей и функционирующих в локальных вычислительных сетях, объединяющих 1-15 компьютеров. MS Access работает в операционной системе Windows. Имеются версии данной СУБД:

- 2.0 - для Windows 3.1;

- 7.0 (95), 97, 2000 - для Windows 95, 98, 2000 и Windows NT.

Большим преимуществом MS Access является наличие средств разработки информационных систем для пользователей различной квалификации: от начинающих до профессионалов. Таким образом, данная СУБД полностью подходит для решения поставленных нами задач.



1. Системы управления базами данных

1.1 Основные понятия

Современные информационные системы характеризуются большими объемами хранимых данных, сложной организацией, необходимостью удовлетворять разнообразные требования многочисленных пользователей. Цель любой информационной системы - обработка данных о реальных объектах, подлежащих изучению для организации и автоматизации управления, например, данных о предприятиях, вузах и т. п.

Это возможно, если выполнено структурирование данных - введение соглашений о способах представления данных. Простейший пример структурирования - преобразование данных, записанных в виде текста, в таблицу.

Таким образом, при создании хранилищ (баз) данных информация упорядочивается по различным признакам.

В целом, базу данных можно определить как поименованную совокупность структурированных данных, относящихся к некоторой практической области (предметной области).

В современных технологиях создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляются централизованно с помощью специального программного обеспечения - системы управления базами данных (СУБД).

СУБД - это комплекс программных и языковых средств, необходимых для разработки баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

Примеры СУБД, представленных на современном рынке программных продуктов: Lotus Approach, Data Ease, Paradox, MS Access, FoxPro, Clarion. Примеры приложений для создания приложений клиент-сервер: MS SQL Server, Sybase SQL Server, Informix, Oracle, PowerBuilder, Delphi, Visual Basic.

При работе приложения клиент-сервер база данных располагается на мощном компьютере - сервере, который принимает от программ, выполняемых на других компьютерах, - клиентов - запросы на получение той или иной информации из базы данных или осуществление тех или иных манипуляций с данными, обрабатывает полученные запросы и передает клиентам результаты.

Современные СУБД характеризуются многообразием функциональных возможностей, режимов работы, технологий обработки данных и сфер использования.

По степени универсальности различают два класса СУБД:

- системы общего назначения;

- специализированные системы.

СУБД общего назначения (например, dBASE, MS Access, FoxPro, Paradox) не ориентированы на какую-либо предметную область. Каждая такая система - программный продукт, работающий на некоторой модели ЭВМ в определенной операционной системе и поставляемый многим пользователям как коммерческое изделие. Такие СУБД обладают средствами настройки на работу с конкретной базой данных, развитыми функциональными возможностями. Специализированные СУБД создаются в редких случаях при невозможности или нецелесообразности использования СУБД общего назначения.

По технологии обработки данных базы подразделяются на централизованные и распределенные. Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе данных.

Такой способ использования баз данных часто применяется в локальных сетях ПЭВМ. Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно, пересекающихся или даже дублирующих друг друга, частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети.

Централизованные базы данных и соответствующие им СУБД по способу доступа к данным делятся на базы с локальным доступом и базы с удаленным (сетевым) доступом.

Базы данных имеют следующие структурные элементы: поле, запись, файл (таблица).

Поле - это элементарная единица логической организации данных, соответствующая неделимой единице информации - реквизиту.

Для описания поля используют следующие основные характеристики:

- имя (например, Фамилия, Имя, Дата рождения);

- тип (например, символьный, числовой, календарный);

- длина (определяется максимально возможным количеством символов, например, 15 байт);

- точность для числовых данных (например, два десятичных знака для отображения дробной части числа).

Запись - это совокупность логически связанных полей. Экземпляр записи - отдельная реализация записи, содержащая конкретные значения её полей.

Файл (таблица) - это совокупность экземпляров записей одной структуры.

В структуре записи файла указываются поля, значения которых являются ключами: первичными, которые идентифицируют (однозначно определяют) экземпляр записи (первичные ключи разных экземпляров записей различны), и вторичными, которые выполняют роль поисковых или группировочных признаков (по одному значению вторичного ключа можно найти несколько записей).

1.2 Реляционные базы данных

Ядром любой базы данных является модель данных - совокупность структур данных и операций их обработки. Далее мы будем рассматривать базы данных на основе одной из наиболее распространенных моделей - реляционной модели данных. В такой модели данные организованы в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

- каждый элемент таблицы - один элемент данных;

- все столбцы в таблице однородные, т. е., все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т. д.) и длину;

- каждый столбец имеет уникальное имя;

- порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

На рисунке 1 дан пример реляционной таблицы, содержащей информацию об учениках.

Рисунок 1. - Пример реляционной таблицы:

Строки реляционной таблицы соответствуют записям, а столбцы - полям. Поле, каждое значение которого однозначно определяет соответствующую запись, называется простым ключом (ключевым полем). Если записи однозначно определяются значениями нескольких полей, то такая таблица имеет составной ключ. В таблице на рисунке 1 ключевым полем является поле «Личный номер».

Введём понятие информационного объекта - описания некоторого реального объекта, явления, процесса в виде совокупности логически связанных реквизитов (информационных элементов). Например, информационный объект Ученик имеет реквизиты: личный номере, Фамилия, Имя, Дата рождения и т. д. Информационный объект имеет множество реализаций - экземпляров, каждый из которых представлен совокупностью конкретных значений реквизитов и определяется значением ключа (простого - один реквизит или составного - несколько реквизитов). Информационный объект может иметь несколько ключей.

Все информационные объекты из некоторой области связаны между собой. Различают связи трёх типов:

- один к одному (1:1);

- один ко многим (1:?);

- многие ко многим (?:?).

Связь 1:1 предполагает, что в каждый момент времени одному экземпляру информационного объекта А соответствует не более одного экземпляра информационного объекта В и наоборот. При этом каждая запись в таблице, характеризующей объект А, соответствует только одной записи в таблице, характеризующей объект В. Пример: связь между информационными объектами Учащийся и Успеваемость, когда каждый учащийся имеет определённый набор оценок в четверти.

При связи 1:? одному экземпляру информационного объекта А соответствует 0,1 или более экземпляров объекта В, но каждый экземпляр объекта В связан не более чем с одним экземпляром объекта А. При этом каждая запись в таблице, описывающей объект А, соответствует многим записям в таблице, описывающей объект В. Примером связи 1:? служит связь между информационными объектами Класс и Учащийся, когда класс может повторяться многократно для различных учащихся.

Связь ?:? предполагает, что в каждый момент времени одному экземпляру информационного объекта А соответствует 0,1 или более экземпляров объекта B и наоборот. Пример такой связи - связь между информационными объектами Ученик и Учитель, когда один школьник обучается у многих учителей, а один учитель обучает многих школьников.

Связи между реляционными таблицами устанавливаются при помощи совпадающих значений полей. Например, можно связать таблицу Староста, содержащую поля Класс, Староста, с таблицей Учащийся, (связь по полю Класс). При этом получим связь 1:?, так как один староста относится к группе студентов, и одной записи в таблице Староста будет соответствовать много записей в таблице Учащийся.

1.3 Нормализация таблиц

Одни и те же данные могут группироваться в таблицы различными способами. Группировка полей в таблицах должна быть рациональной, что означает сведение к минимуму дублирования данных и упрощение процедуры их обработки и обновления.

Нормализация таблиц - это формальный аппарат ограничений на формирование таблиц, который позволяет устранить дублирование данных, обеспечивает непротиворечивость хранимых в базе данных, уменьшает трудозатраты на ведение базы данных (ввод и корректировку данных). При практическом проектировании баз данных обычно выделяют три нормальные формы таблиц.

Таблица называется приведенной к первой нормальной форме, если все ее поля простые (далее неделимы). Преобразование таблицы к первой нормальной форме может привести к увеличению количества полей таблицы и изменению ключа. Таблица в первой нормальной форме не должна иметь повторяющихся записей и (или) групп полей. Например, таблица Студенты1 с полями Код, Фамилия, Имя, Отчество, Дата, Группа, которую будем обозначать:

Студенты 1 = (Код * Фамилия * Имя * Отчество * Дата * Группа)

- находится в первой нормальной форме (звездочка обозначает ключевое поле).

Таблица находится во второй нормальной форме, если она находится в первой нормальной форме и каждое не ключевое (описательное) поле функционально зависит от ключа. Функциональная зависимость полей - это зависимость, при которой определенному значению ключевого поля соответствует только одно значение описательного поля. Например, указанная выше таблица Студенты 1 находится как в первой, так и во второй нормальных формах, так как ключевому полю Код соответствует только одно значение каждого из описательных полей.

Таблица находится в третьей нормальной форме, если она находится во второй нормальной форме, и каждое не ключевое поле не транзитивно зависит от первичного ключа.

Транзитивная зависимость полей имеет место в том случае, если одно из двух описательных полей зависит от ключа, а другое описательное поле зависит от первого описательного поля. Например:

Студенты 2 = (Код * Фамилия * Имя * Отчество * Дата * Группа * Староста)

- не находится в третьей нормальной форме, так как описательное поле Староста зависит от описательного поля Группа. Поэтому таблица Студенты 2 должна быть расщеплена на две связанные таблицы, каждая из которых находится в третьей нормальной форме:

Таблица 1 = (Код * Фамилия * Имя * Отчество * Дата * Группа)

Таблица 2 = (Группа * Староста)

1.4 Основные характеристики СУБД MS Access

Microsoft Access (MS Access) - одна из наиболее популярных СУБД. Данная СУБД входит в широко распространенный интегрированный пакет фирмы Microsoft - MS Office Pro. MS Access применяется для разработки относительно небольших информационных систем, содержащих, как правило, не более 50000 записей и функционирующих в локальных вычислительных сетях, объединяющих 1-15 компьютеров. MS Access работает в операционной системе Windows. Имеются версии данной СУБД:

- 2.0 - для Windows 3.1;

- 7.0 (95), 97, 2000 - для Windows 95, 98, 2000 и Windows NT.

Большим преимуществом MS Access является наличие средств разработки информационных систем для пользователей различной квалификации: от начинающих до профессионалов.

На рисунке 2 показана структура и взаимосвязи основных элементов СУБД MS Access. Кратко охарактеризуем основные структурные элементы, приведенные на схеме.

Рисунок 2. - Схема структуры и взаимосвязи основных функциональных элементов СУБД MS Access:



Таблица является основным элементом всякой реляционной базы данных, в том числе и СУБД MS Access. Эти объекты предназначены для хранения данных. Внешний вид таблицы в MS Access не отличается от общепринятого, например:

Рисунок 3. - Массив данных различного типа (таблица) СУБД MS Access:

Возможные источники данных для таблиц:

1) непосредственный ввод;

2) импорт из других баз данных (FoxPro, dBASE и др.) или электронных таблиц (Excel, Lotus).

Типы данных, используемых при заполнении таблиц СУБД MS Access, описаны в таблице 1.

Таблица 1. - Типы данных, используемые при заполнении таблиц СУБД MS Access:

Тип данных	Содержимое поля	Размер
1. Текстовый	Значение по умолчанию. Текст или числа, не требующие проведения расчетов, например, номера телефонов	Число символов, не превышающее 255. MS Access не сохраняет пустые символы в неиспользуемой части поля
2. Поле Мемо	Длинный текст или комбинация текста и чисел	До 65535 символов
3. Числовой	Числовые данные, используемые для проведения расчетов	1, 2, 4, 8 байт
4. Дата / время	Даты и время, относящиеся к годам с 100 по 9999, включительно	8 байт
5. Денежный	Денежные значения и числовые данные, используемые в математических расчетах, проводящихся с точностью до 15 знаков в целой и до 4 знаков в дробной части	8 байт
6. Счетчик	Уникальные последовательно возрастающие (на 1) или случайные числа, автоматически вводящиеся при добавлении каждой новой записи в таблицу. Значения полей типа Счетчик обновлять нельзя	4 байта
7. Логический	Логические значения, а также поля, которые могут содержать одно из двух возможных значений (Да / Нет, Истина / Ложь, Вкл / Выкл)	1 бит
8. Поле объекта OLE	Объект (например, электронная таблица MS Excel, документ MS Word, рисунок, звукозапись или другие данные в двоичном формате), связанный или внедренный в таблицу MS Access	До 1 Гбайт (ограничивается объемом диска)
9. Гиперссылка	Строка, состоящая из букв и цифр, и представляющая адрес гиперссылки. Адрес гиперссылки может состоять максимум из трех частей: текст - текст, выводимый в поле или в элементе управления; адрес - путь к файлу (в формате пути UNC) или странице (адрес URL); дополнительный адрес - смещение внутри файла или страницы. Для вставки адреса гиперссылки в поле или в элемент управления, нужно выбрать из меню Вставка команду Гиперссылка	Каждая из трех частей в типе Гиперссылка может содержать до 2048 символов
10. Мастер подстановок	Создает поле, в котором предлагается выбор значений из списка, или из поля со списком, содержащего набор постоянных значений или значений из другой таблицы. Выбор этого параметра в списке в ячейке запускает мастера подстановок, который определяет тип поля	Тот же размер, что и у ключевого поля, используемого в подстановке (обычно 4 байт)



Запросы служат источниками для построения других запросов, форм и отчетов. Запросы позволяют изменять и анализировать данные. Наиболее распространенный тип запроса - запрос на выборку - представляет собой набор правил, по которым отбираются данные из одной или нескольких связанных таблиц. Результаты выполнения запроса на выборку представляются в виде таблицы. Например, по условию: [Дата]<#01.03.97#, будут выведены Запись 1 и Запись 2 из таблицы на 2:

Таблица 2:

Код	Доллар США	Немецкая марка	Российский рубль	Дата
1779	43900	31500	3200	01.02.97
1780	43800	31200	3150	15.02.97

Формы - основное средство обработки, анализа и преобразования данных. Формы используются для:

- ввода данных в таблицу;

- отображения отобранных данных в заданном виде на экране и при выводе на печать;

- в качестве панели управления для открытия других форм, отчетов, таблиц, запросов;

- в качестве окна диалога.

Источниками данных для форм служат:

- таблицы;

- запросы;

- данные, заложенные в макете формы.

По внешнему виду формы делятся на табличные, ленточные, простые. В простой форме видны поля, относящиеся только к одной записи. Табличная и ленточная формы выводят сразу несколько записей. Ленточная форма обладает более разнообразными возможностями отображения данных по сравнению с табличной. Все сведения в форме или отчете содержатся в элементах управления. Элементы управления - это объекты формы или отчета, которые служат для вывода данных на экран, выполнения макрокоманд или оформления формы или отчета. Примеры основных элементов управления формы показаны на рисунке 3.

Рисунок 3. - Форма и ее основные элементы управления:

Отчеты - это средство для организации вывода данных на печать. С помощью отчета имеется возможность вывести необходимые сведения в нужном виде.

Возможен предварительный просмотр отчета перед выводом на печать. Источниками данных для отчетов служат таблицы, запросы, данные, заложенные в макет.

Основные элементы управления отчетом такие же, что и у формы.

Макросы - это набор стандартных инструкций (макрокоманд), позволяющих управлять элементами базы данных. Примеры макрокоманд:

- открыть/закрыть таблицу;

- открыть/закрыть форму;

- открыть/закрыть запрос;

- печать;

- предварительный просмотр;

- выход и т. д.

Макросы имеют имена и вызываются к выполнению при наступлении событий. Например, макрос Autoexec - это набор инструкций, обрабатываемый при открытии базы данных.

Макросы являются простым и эффективным способом автоматизации приложения.

События - любые изменения состояния объектов MS Access. События возникают при выполнении действий, например, при открытии/закрытии формы, нажатии на кнопку.

Модули - это объекты, содержащие программы, написанные на языке Visual Basic for Applications (VBA). Модули позволяют разбить некоторый процесс на несколько небольших процедур и найти ошибки, которые нельзя было бы найти при использовании макросов.

В MS Access встречаются два вида модулей:

1) независимые объекты, содержащие функции, вызываемые из любого места приложения;

2) непосредственно “привязанные” к отдельным формам или объектам для реакции на те или иные происходящие в них изменения (события).

Модули, в отличие от макросов, применяются при разработке более сложных приложений.

Меню применяются для управления объектами баз данных. Типы меню:

- строка меню;

- панель инструментов;

- контекстное меню.

Меню могут быть общими либо привязанными к форме или отчету. По внешнему виду меню представляют собой набор кнопок, расположенных в строку или на панели. MS Access позволяет создавать свои собственные и изменять стандартные меню.



2. Алгоритмический анализ задачи создания базы данных учащихся школы

2.1 Этапы разработки базы данных школы

Для разработки базы данных учащихся школы наметим основные этапы:

1) Уточнение задачи. В процессе работы база данных школы должна решать набор задач, выполнять заданные функции (ввод, хранение, редактирование, отображение и т. д.);

2) Анализ данных. Составление подробного перечня всех данных, необходимых для решения каждой задачи. Некоторые данные понадобятся в качестве исходных и изменяться не будут. Другие данные будут проверяться и изменяться в ходе решения задачи. Некоторые данные будут удалены или добавлены, некоторые получены в ходе вычислений;

3) Проектирование базы данных. Соотнесение данных с объектами СУБД таблицами и запросами. Определение связей между объектами СУБД;

4) Разработка макета приложения и пользовательского интерфейса. Создание необходимых форм (страниц доступа к данным) и отчетов, обеспечивающих выполнение очерченных на этапе 1 функций;

5) Автоматизация работы приложения. Создание процедур для полной автоматизации работы, например, создание связующих форм для переходов от одной задачи (и соответствующей форме) к другой, создание панелей управления, строк меню, окон диалога для ввода параметров, позволяющих пользователю отбирать необходимые данные;

6) Тестирование и усовершенствование приложения. Тестирование каждого элемента приложения с помощью встроенных средств СУБД.

Далее рассмотрим более подробно некоторые из этапов.



2.2 Уточнение задачи

Задача на создание базы данных школы поставлена исходя из запроса руководителя государственного учреждения образования «Средняя общеобразовательная школа №55». В соответствии с запросом, программа должна реализовывать:

- ввод, хранение, редактирование анкетных сведений об учащихся школы, их родителях, успеваемости по предметам;

- просмотр сведений - личной карточки учащихся;

- составление списков различных категорий учащихся и семей посредством реализации запросов;

- возможность легкого и быстрого ежегодного обновления базы: перевод учащихся в следующих класс, удаление учащихся 11 классов и т. д.

Приложение должно иметь простой и удобный пользовательский интерфейс, позволяющий легко вводить данные, четко их отображать, иметь возможность простого перехода от одного блока сведений к другому. Одним из необходимых компонентов программы является предоставление пользователю возможности просматривать данные, фильтровать и сортировать их в нужном порядке. Также важным является наличие возможности автоматизации создания отчетов по заданным критериям и быстрый вывод их на печать.

2.3 Проектирование структуры базы данных

Для реализации поставленной задачи база данных должна содержать следующие сведения:

- сведения о родителях (ФИО, телефоны, занятость);

- сведения о семье (к какой категории принадлежит семья: малообеспеченная, социально-опасная, неполная и т. д.;

- данные о других детях в семье);

- анкетные данные ребенка (ФИО, дата рождения, класс, адрес, телефон и др.);

- информацию об успеваемости ребенка по четвертям по каждому предмету;

- другие сведения о ребенке (заболевание, занятость в свободное время, последнее оздоровление, состоит ли ребенок на каком-либо учете и т. д.).

В спроектированной модели базы данных школы основным является объект AnketnyeDannye, который содержит всю информацию о детях: Фамилию, имя, отчество ребенка, адреса, телефоны, класс, сведения о родителях, категорию семьи, а также сведения об оздоровлении, особенностях ребенка, если такие имеются и прочее.

Дополним базу данных другими необходимыми объектами:

- KlRuk - таблица, содержащая информацию о классных руководителях, закрепленных за каждым классом;

- predmet - перечень обязательных предметов, преподаваемых в школе;

- uchitel - сведения об учителях-предметниках;

- chetv - таблица, содержащая перечень четвертей в заданном году;

- uspevaemost - информация об успеваемости;

- ulicy - справочник улиц, входящих в состав адреса ребенка.

Рассмотрим подробно связь между таблицами, таким образом обоснуем рациональность спроектированной нами модели.

Рассмотрим связь между объектами AnketnyeDannye и ulicy. На одной улице могут проживать много детей, однако один ребенок может проживать (быть зарегистрированным) лишь по одному адресу. Этот вид отношения отражает связь один ко многим (1:М). Аналогично устанавливается связь между другими объектами базы.

В реляционной базе данных в качестве объектов рассматриваются отношения, которые можно представить в виде таблиц. Каждому объекту ставится в соответствие реляционная таблица. Связи между объектами типа один к одному и один ко многим переходят в соответствующие связи между таблицами. Таблицы между собой связываются посредством общих полей, т. е., одинаковых по форматам и, как правило, по названию, имеющихся в обеих таблицах.

Рассмотрим, какие общие поля надо ввести в таблицы для обеспечения связности данных и опишем позиции, из которых мы исходили, создавая такую модель.

В таблицах AnketnyeDannye и ulicy таким полем будет № (порядковый номер, т. е., код улицы), в таблицах AnketnyeDannye и uspevaemost - LicnyjKod, представляющий собой идентификатор каждого ребенка, состоящий из года поступления в школу и порядкового номера по журналу, таблицы predmet и uspevaemost связаны по полю № (предмета). Аналогично связаны и другие таблицы.

Рисунок 4. - Схема базы данных:

Выбор цифровых кодов вместо названий полей обусловлен, как правило, меньшим объемом информации в таких полях: например, число «2» по количеству символов значительно меньше названия улицы «Героев Подпольщиков». При связывании таблиц мы использовали «Мастер подстановок», позволяющий отображать в полях не содержащиеся в ячейках значения (данные ключевых полей), а названия, отражающие их сущность. Кроме удобного отображения, такой прием облегчает процесс ввода данных, т. к., пользователю при наборе первых букв значения предлагается выбор имеющихся вариантов.

В соответствии с этим логическая модель базы данных (схема базы данных) представлена на рисунке 4, где жирными буквами выделены ключевые поля.

2.4 Создание базы данных в СУБД MS Access

Создание базы данных в СУБД MS ACCESS определяется последовательностью следующих действий:

1. Задаем структуры таблиц.

Создаем файл новой базы данных (команда Файл, Создать).

Создаем таблицу базы данных. Для этого:

- в окне базы данных выбираем вкладку Таблица, а затем нажимаем кнопку Создать;

- в окне диалога Новая таблица выбираем режим Конструктор.

Определяем поля таблицы. Для определения первого поля выполним следующие действия:

- вводим в ячейку столбца Имя поля имя первого поля LicnyjKod;

- в ячейке столбца Тип данных из выпадающего списка выбираем тип Числовой;

- переключаемся на панель Свойства поля и на вкладке Общие зададим значение свойства Размер поля равным Длинное целое.

Определение всех остальных полей таблицы базы данных производится по описанной выше схеме: задаем имя поля, тип данных и необходимые свойства.

Сохраним таблицу, выполнив следующие действия:

- команда Файл, Сохранить;

- в окне диалога Сохранение вводим имя таблицы AnketnyeDannye;

- нажимаем кнопку Оk.

Аналогично задаем структуру других таблиц базы. В итоге получим набор таблиц базы данных со следующими характеристиками.

Таблица 3. - Структура таблицы AnketnyeDannye:

Название поля	Информация, содержащаяся в поле	Тип поля	Размер поля/формат
LichnyjKod (ключ)	Личный код учащегося, состоящий из года поступления в школу и порядкового номера	Числовой	длинное целое
Familiya	Фамилия ребенка	Текстовый	20
Imya	Имя ребенка	Текстовый	15
Otchestvo	Отчество ребенка	Текстовый	15
DatRozhdeniya	Дата рождения	Дата/время	Краткий формат даты
Pol	Пол ребенка	Текстовый	1
Klass	Номер класса	Числовой	Длинное целое
Bukva	Буква класса	Текстовый	1
Gorod	Город	Текстовый	10
Ulica	Улица	Числовой	Длинное целое
Dom	Дом	Числовой	Целое
Korpus	Корпус	Числовой	Целое
Kvartira	Квартира	Числовой	Целое
TelDom	Телефон домашний	Числовой	Длинное целое
TelMob	Телефон мобильный	Числовой	Длинное целое
OtecFam	Фамилия отца	Текстовый	20
OtecImya	Имя отца	Текстовый	15
OtecOtch	Отчество отца	Текстовый	15
OtecTelMob	Мобильный телефон отца	Числовой	Длинное целое
OtecMestoRab	Место работы отца	Текстовый	30
OtecDolzhnost	Должность отца	Текстовый	20
MatFam	Фамилия матери	Текстовый	20
MatImya	Имя матери	Текстовый	15
MatOtch	Отчество матери	Текстовый	15
MatTelMob	Мобильный телефон матери	Числовой	Длинное целое
MatMestoRab	Место работы матери	Текстовый	30
MatDolzhnost	Должность матери	Текстовый	20
DatPosledOzdor	Дата последнего оздоровления ребенка	Дата/время	Краткий формат даты
MestoPosledOzdor	Место последнего оздоровления	Текстовый	20
BralSpravku	Отметка о выдаче справки об оздоровлении	Логический	Да/нет
Nepolnaya	Неполная семья	Логический	Да/нет
PrichNep	Причина неполной семьи
SOP	Семья, в которой дети находятся в социально опасном положении	Логический	Да/нет
VShK	Ребенок состоит внутри школьном учете	Логический	Да/нет
IDN	Ребенок состоит на учете в инспекции по делам несовершеннолетних	Логический	Да/нет
DataPostIDN	Дата постановки на учет	Дата/время	Краткий формат даты
PrichinaIDN	Причина постановки	Текстовый	50
ObVospBrsm	Сведения об общественном воспитателе	Текстовый	100
OPFR	Ребенок с особенностями психофизического развития	Логический	Да/нет
Maloimush	Малоимущая семья	Логический	Да/нет
VospitOdinOtec	Семья, в которой воспитанием занимается один отец	Логический	Да/нет
Priemnaya	Приемная семья	Логический	Да/нет
Opekunskaya	Опекунская семья	Логический	Да/нет
OpekunFio	Фамилия опекуна	Текстовый	50
OpekunDatRogd	Дата рождения опекуна	Дата/время	Формат даты
OpekunRab	Место работы опекуна	Текстовый	30
DataOformlOpekunstva	Дата оформления опекунства	Дата/время	Формат даты
Mnogodetnaya	Многодетная семья	Логический	Да/нет
Invalidnost	Инвалидность	Логический	Да/нет
RoditelInvalid	Родитель-инвалид	Логический	Да/нет
Zabolevanie	Сведения о заболевании	Текстовый	50
Zanjatost	Информация о занятости в свободное время	Текстовый	100
Siblingi	Другие дети в семье	Текстовый	70
SvidetRogd	Серия и номер свидетельства о рождении	Текстовый	10
Primechaniya	Примечания	Поле МЕМО



Таблица 4. - Структура таблицы Ulicy:

Название поля	Информация, содержащаяся в поле	Тип поля	Размер поля/формат
№ (Ключ)	Код улицы	Счетчик	Длинное целое
NazvUlicy	Название улицы	Текстовый	20

Таблица 5. - Структура таблицы KlRuk:

Название поля	Информация, содержащаяся в поле	Тип поля	Размер поля/формат
№ (Ключ)	Код классного руководителя	Счетчик	Длинное целое
Fam	Фамилия классного руководителя	Текстовый	20
imya	Имя	Текстовый	15
otch	Отчество	Текстовый	15
Klass (ключ)	Номер класса	Числовой	Длинное целое
Bukva (ключ)	Буква класса	Текстовый	1

Таблица 6. - Структура таблицы predmet:

Название поля	Информация, содержащаяся в поле	Тип поля	Размер поля/формат
№ (Ключ)	Код предмета	Счетчик	Длинное целое
predmet	Название предмета	Текстовый	20

Таблица 7. - Структура таблицы uchitel:

Название поля	Информация, содержащаяся в поле	Тип поля	Размер поля/формат
№ (Ключ)	Код учителя	Счетчик	Длинное целое
Fam	Фамилия учителя	Текстовый	20
imya	Имя учителя	Текстовый	15
otch	Отчество учителя	Текстовый	15
Predmet	Название предмета	Числовой	Длинное целое
Pedstag	Педагогический стаж	Числовой	Целое
kateg	Педагогическая категория	Текстовый	3

Таблица 8. - Структура таблицы chetv:

Название поля	Информация, содержащаяся в поле	Тип поля	Размер поля/формат
№ (Ключ)	Код четверти	Счетчик	Длинное целое
god	Учебный год	Текстовый	5
chetv	Четверть	Текстовый	4

Таблица 9. - Структура таблицы uspevaemost:

Название поля	Информация, содержащаяся в поле	Тип поля	Размер поля/формат
№ (Ключ)	Номер записи	Счетчик	Длинное целое
LichnyjKod	Личный код учащегося	Числовой	Длинное целое
Predmet	Предмет	Числовой	Длинное целое
Uchitel	Учитель	Числовой	Длинное целое
Chetvert	Четверть	Числовой	Длинное целое
otmetka	Отметка	Числовой	Целое

2.5 Создание запросов для анализа данных

Для реализации требуемых по заданию функций: составление списков различных категорий учащихся и семей, просмотр сведений об учащихся, предоставление пользователю возможности просматривать данные, фильтровать и сортировать их в нужном порядке создадим запросы. В таблице 10 отражены не все запросы, так как другие запросы на выборку данных формируются аналогично.

Таблица 10. - Запросы, используемые в базе данных:

Название запроса	Описание содержания запроса	Перечень полей, содержащихся в запросе
IDN	Содержит сведения о детях, состоящих на внутри школьном контроле и учете в инспекции по делам несовершеннолетних	ФИО (Фамилия, имя, отчество ребенка. Вычисляемое поле, состоит из трех полей таблицы AnketnyeDannye), класс (поле, содержащее номер и букву класса), ВШК (условие отбора: если значение поля Vshk в таблице-источнике «истина»), ИДН (условие отбора: если значение поля IDN в таблице-источнике «истина»), дата постановки на учет, причина постановки на учет, родители, адрес, занятость, неполная семья.
Invalid	Сведения о детях-инвалидах, обучающихся в школе	ФИО, дата рождения, класс, родители, место работы родителей, адрес, Invalidnost (условие отбора - «истина», на экран не выводится)
IzmKlass	Запрос на обновление класса	Класс (обновление: AnketnyeDannye!Klass+1). При выполнении запроса позволяет автоматически повысить цифру класса на 1, т. е., перевести всех учащихся в следующий класс.
spisNEozd	Список детей, не выезжавших на оздоровление в текущем году	ФИО, класс, домашний телефон, сведения об отце, сведения о матери, вычисляемое поле «Year([DatPosledOzdor])», условие отбора которого «<Year(Date()) Or Is Null»
Udal	Запрос на удаление записи по заданной фамилии и имени ученика
Udal_11	Запрос на удаление учащихся 11 класса
Запрос	успеваемость

На рисунках 6-8 приведем структуру некоторых запросов:

Рисунок 6. - Запрос на удаление всех записей учащихся 11 классов:

Рисунок 7. - Запрос на обновление - перевод всех учащихся в следующий класс:



Рисунок 8. - Структура запроса на выборки:

2.6 Разработка макета приложения и пользовательского интерфейса с использованием форм

Среди поставленных задач был запрос на создание удобного пользовательского интерфейса. Создадим его с использованием форм.

Опишем процесс создания сложной формы на примере формы «Red», позволяющей вводить данные в таблицу AnketnyeDannye и редактировать их.

С помощью мастера создадим формы для ввода данных в таблицы:

1) команда меню Вставка/Форма;

2) в диалоговом окне Новая форма выбираем в списке элемент Автоформа: в столбец, указываем в качестве источника данных необходимую таблицу - AnketnyeDannye;

3) сохраняем полученную форму под именем Red;

4) размещаем на форме надпись «введите фамилию» и поле со списком, в которую будем вводить фамилию ученика, данные которого нужно изменить. Прописываем в свойстве поля «Источники данных»: SELECT AnketnyeDannye.Familiya FROM AnketnyeDannye;

5) создадим подчиненную форму Dob_Izm_Dannye с помощью конструктора, поместив на нее все необходимые компоненты для заполнения таблицы AnketnyeDannye;

6) Создадим сложную форму для ввода данных в таблицу, приведенную на 9 в режиме конструктора;

7) разместим на форме Red кнопку для закрытия формы.

Рисунок 9. - Структура сложной формы Red для просмотра, редактирования и удаления данных о детях:

На рисунке 10 отражены свойства подчиненной формы, необходимые для связи с главной по отношению к ней форме.

Аналогично «Red» создается сложная форма ProsmLk с запретом редактирования всех полей.

Создадим другие формы, реализующие функции приложения. Для этого можно воспользоваться имеющимися построителями (мастерами) форм MS Access или создать их в режиме конструктора.

Таким образом, приложение содержит 17 форм, включая главную форму, которая будет открываться при запуске программы.



Рисунок 10. - Свойства подчиненной формы:

Рисунок 11. - Главная форма приложения:



На главной форме (рисунок 11) расположен набор вкладок: личная карточка, списки, учителя, успеваемость. На каждой из вкладок находятся кнопки, запускающие на исполнение соответствующую названию процедуру обработки события (нажатия кнопки): открытие формы, выполнение простого запроса, запроса на изменение или удаление, просмотр отчета, печать отчета. Доступ к формам, предназначенным для редактирования данных, осуществляется после ввода пароля.

Рисунок 12. - Форма для ввода пароля:

В свойстве кнопки «ОК» «Нажатие кнопки» пропишем процедуру обработки события - открытия формы для редактирования личных данных учащегося:

Рисунок 13:



Рисунок 14. - Окно Параметры запуска:



3. Описание созданного приложения

Для проверки работоспособности приложения протестируем каждый элемент пользовательского интерфейса.

Итак, при запуске программы открывается главная форма. На ней распложен набор вкладок и три кнопки. На первой вкладке «Личная карточка» размещены две кнопки:

1) «просмотр личной карточки»;

2) «редактировать личные данные».

При нажатии на первую появляется окно «Просмотр личной карточки». В поле со списком выбираем фамилию учащегося или вводим ее с клавиатуры. После этого в ячейках появляется необходимая информация о детях. Все поля данной формы не редактируются, предназначены только для просмотра данных.

При нажатии на вторую открывается окно, в котором нужно ввести пароль. После правильного введения пароля и нажатии кнопки ОК открывается окно, похожее на описанное в п. 1, но предназначенное для ввода и редактирования данных.



Заключение

В ходе выполнения курсовой работы нами была создана база данных учащихся школы. Для разработки приложения мы реализовали все запланированные этапы работы: уточнение задачи, анализ данных, проектирование базы данных, разработка макета приложения и пользовательского интерфейса, автоматизация работы приложения, тестирование и усовершенствование приложения.

Поставленная нами цель:

- создать приложение, позволяющее осуществлять ввод, хранение, редактирование анкетных сведений об учащихся школы, их родителях, успеваемости по предметам;

- просмотр сведений - личной карточки учащегося;

- составление списков различных категорий учащихся и семей посредством реализации запросов, достигнута в полном объеме. Задачи, необходимые для ее достижения, реализованы.

Работа выполнялась с учетом запроса учреждения образования, поэтому она имеет практическую значимость. Созданное приложение будет полезно работниками учреждений образования: членам администрации, секретарям, лаборантам, учителям, специалистам социально-педагогической и психологической службы. Использование базы данных позволит быстро получать доступ к необходимой информации об учениках и учителях, экономить время при работе с документацией, вести учет успеваемости каждого учащегося. Результаты курсового проекта внедрены в практику государственного учреждения образования «Средняя общеобразовательная школа №55».



Список использованных источников

электронный интерфейс компьютерный

1. Информатика. Практикум по технологии работы на компьютере. / Под ред. Н.В. Макаровой - М.: Финансы и статистика, 2005 г.

2. Кузин, А.В. Разработка баз данных в системе Microsoft Access: Учебник / А.В. Кузин, В.М. Демин. - М.: Форум: Инфра-М, 2005.

3. Вейскас, Д. Эффективная работа с Microsoft Access 7.0 для Windows 95. - СПб.: «Питер», 1997.

4. Хомоненко, А.Д., Базы данных: Учебник для высших учебных заведений / Под ред. проф. А.Д. Хомоненко / А.Д. Хомоненко, В.М. Цыганков, М.Г. Мальцев. - М.: Бином-Пресс, СПб.: КОРОНА принт, 2006. - 736 с.

4. Дейт, К. Введение в системы баз данных. - М.: Вильямс, 2001. - 1072 с.

5. Крёнке, Д. Теория и практика построения баз данных. - СПб.: Питер, 2003. - 800 с.

6. Роб, П. Системы баз данных: Проектирование, реализация и управление / П. Роб, К. Коронел. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 1040 с.

Размещено на Allbest.ru

...