Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА И ГОСУДАРСТВЕННОЙ СЛУЖБЫ

ПРИ ПРЕЗИДЕНТЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Базы данных»

Тема: «Магазин обуви»

Нижний Новгород, 2015



Введение

В информационном обществе доминирует производство информационного продукта, а материальный продукт становится более информационно емким. Изменятся весь уклад жизни, система ценностей: возрастает значимость культурного досуга, возрастает спрос на знания, от человека требуется способность к интеллектуальному труду и творчеству. В результате появились противоречия между ограниченными возможностями человека по восприятию и переработке информации и существующими массивами хранящейся и передаваемой информации.

Возникло большое число избыточной информации, в которой иногда трудно сориентироваться и выбрать нужные сведения.

Для решения подобных проблем применяются автоматизированные базы данных. Они стали неотъемлемой частью практически всех компьютерных систем - от отрасли до отдельного предприятия

На сегодняшний день базы данных применяются практически во всех областях нашей деятельности, и исключением не является деятельность компьютерного магазина. база реляционный проектирование запрос

Ежедневно в зависимости от размера магазина в него приходят сотни а то и тысячи покупателей, поставляются товары, устраиваются новые люди и т.д., поэтому очень удобно иметь базу данных в своём использовании.

Целью данной курсовой работы является систематизация, закрепление и расширение теоретических знаний и практических навыков при решении конкретных задач по разработке баз данных. Задачами данной курсовой работы является обучение методам концептуального, логического и физического проектирования реляционных баз данных, углубление знаний по использованию систем управления базами данных (СУБД) для реализации концептуальной, логической и физической моделей, применение теоретических знаний для создания запросов с помощью TSQL.



1. Теоретическая часть

1.1 Основные понятия БД

В жизни мы часто сталкиваемся с необходимостью хранить какую-либо информацию, а потому часто имеем дело и с базами данных. Например, мы используем записную книжку для хранения номеров телефонов своих друзей и планирования своего времени. Телефонная книга содержит информацию о людях, живущих в одном городе. Все это своего рода базы данных.

База данных - это совокупность связанных данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования, независимая от прикладных программ. База данных является информационной моделью предметной области.

Предметная область - это часть реального мира, подлежащая изучению с целью автоматизации и управления.

База данных является основой информационной системы.

Информационная система - это система, которая реализует автоматизированный сбор, обработку и манипулирование данными и включает технические средства обработки данных, программное обеспечение и обслуживающий персонал.

Модель данных -- это абстрактное, самодостаточное, логическое определение объектов, операторов и прочих элементов, в совокупности составляющих абстрактную машину доступа к данным, с которой взаимодействует пользователь. Эти объекты позволяют моделировать структуру данных, а операторы -- поведение данных.

Объектом называется элемент информационной системы, сведения о котором хранятся в базе данных. Объектом может быть человек, предмет, событие, место или явление (например, в банковском деле примерами объектов могут служить клиенты, банковские счета, ссуды по закладным и т.п.).

Атрибут (или элемент данных) - информационное отображение свойств объекта. Каждый объект характеризуется некоторым набором атрибутов (например, клиент банка имеет такие атрибуты как фамилия, адрес и, возможно, идентификационный номер)

Некоторые элементы данных обладают интересным свойством. Зная значение, которое принимает такой элемент данных объекта, можно идентифицировать значения, которые принимают другие элементы данных этого же объекта. (Например, зная идентификационный номер клиента, можно узнать фамилию клиента, его адрес.) Элементы данных, по которым можно определить другие элементы данных, называются ключевыми.

Совокупность значений связанных элементов данных образует запись данных.

Записи данных образуют файл данных: файл представляет собой упорядоченную совокупность записей.

Первичный ключ - это атрибут (или группа атрибутов), который уникальным образом идентифицируют каждый экземпляр объекта (запись).

Вторичным ключом называется атрибут (или группа атрибутов), значение которого может повторяться для нескольких записей (экземпляров объекта).

Система управления базами данных (СУБД) -- совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных. К основным функциям СУБД можно отнести:

o журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;

o разграничение доступа к данным по ролям и пользователям;

o поддержка языков БД (язык определения и манипулирования данными).

o Управление буферами оперативной памяти



1.2 Виды БД

Существует огромное количество разновидностей баз данных, отличающихся по различным критериям. К примеру, классифицировать БД можно по:

по модели данных:

Иерархические БД

Представляет БД, в виде древовидной (иерархической) структуры, состоящей из объектов (данных) различных уровней.

Иерархическая структура представляет совокупность элементов, связанных между собой по определенным правилам. Объекты, связанные иерархическими отношениями, образуют ориентированный граф (перевернутое дерево).

К основным понятиям иерархической структуры относятся: уровень, элемент (узел), связь.

Узел - это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящимся на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень дерева), не подчиненную никакой другой вершине и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне. Зависимые (подчиненные) узлы находятся на втором, третьем и т.д. уровнях. Количество деревьев в базе данных определяется числом корневых записей.

Сетевые БД

Сетевая модель данных, является расширением иерархического подхода, строгая математическая теория, описывающая структурный аспект, аспект целостности и аспект обработки данных в сетевых базах данных.

Разница между иерархической моделью данных и сетевой состоит в том, что в иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка, а в сетевой структуре данных у потомка может иметься любое число предков. Сетевые модели БД соответствуют более широкому классу объектов управления, хотя требуют для своей организации и дополнительных затрат.

Сетевая БД состоит из набора экземпляров определенного типа записи и набора экземпляров определенного типа связей между этими записями.

Тип связи определяется для двух типов записи: предка и потомка. Экземпляр типа связи состоит из одного экземпляра типа записи предка и упорядоченного набора экземпляров типа записи потомка.

Графическое изображение структуры связей сегментов такого типа моделей, представляет собой сеть. Сегменты данных в сетевых БД могут иметь множественные связи с сегментами старшего уровня. При этом направление и характер связи в сетевых БД не являются столь очевидными, как в случае иерархических БД. Поэтому имена и направление связей должны идентифицироваться при описании БД.

Таким образом, под сетевой СУБД понимается система, поддерживающая сетевую организацию: любая запись, называемая записью старшего уровня, может содержать данные, которые относятся к набору других записей, называемых записями подчиненного уровня. Возможно обращение ко всем записям в наборе, начиная с записи старшего уровня.

Реляционная БД

Реляционная модель БД представляет объекты и взаимосвязи между ними в виде таблиц, а все операции над данными сводятся к операциям над этими таблицами. На этой модели базируются практически все современные СУБД. Эта модель более понятна, "прозрачна" для конечного пользователя организации данных.

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таб лиц.

Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обла дает следующими свойствами:

o каждый элемент таблицы -- один элемент данных;

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

o каждый столбец имеет уникальное имя;

o одинаковые строки в таблице отсутствуют;

o порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Каждая таблица БД состоит из строк и столбцов и предназначена для хранения данных об однотипных объектах информационной системы. Строка таблицы называется записью (рядом), столбец таблицы -- полем (атрибутом). Каждое поле должно иметь уникальное в пределах таблицы имя. Поле содержит данные одного из допустимых типов, например, текстового, числового или даты. При вводе значения в поле таблицы БД автома тически производится проверка соответствия типа значения и типа поля.

Объектно-ориентированные БД.

В последние годы все большее признание и развитие получают объектно-ориентированные базы данных (ООБД), толчок к появлению которых дали объектно-ориентированное программирование и использование персональных компьютеров для обработки и представления практически всех форм информации, воспринимаемых человеком. В ООБД модель данных более близка сущностям реального мира. Объекты можно сохранить и использовать непосредственно, не раскладывая их по таблицам.

Многомерные БД.

Многомерные базы данных -- технология, которая длительное время воспринималась как новинка, -- сегодня является решением, которое предлагает не только высокую производительность и простоту использования, но и обеспечивает возможности, необходимые для разработки, расширения и быстрого развертывания бизнес-приложений при сокращении ИТ-затрат. Системы на основе многомерных баз данных идеально подходят для потребностей как для рынков среднего и малого бизнеса (SMB), так и крупных предприятий.

Многомерные базы данных отличаются от реляционных прежде всего трех-мерностью -- поддержкой неограниченного числа значений в поле, и находят свое применение там, где необходима эффективная и простая работа с большими массивами символьной информации. В многомерных СУБД данные организованы в виде упорядоченных многомерных массивов, удовлетворяющих требованиям защиты от несанкционированного доступа в организации. Они обеспечивают более быструю реакцию на запросы данных за счет того, что обращения поступают к относительно небольшим блокам данных, необходимых для конкретной группы пользователей. Для достижения сравнимой производительности реляционные системы требуют тщательной проработки схемы базы данных, определения способов индексации и специальной настройки. Ограничения SQL остаются реальностью, что не позволяет реализовать в реляционных СУБД многие встроенные функции, легко обеспечиваемые в системах, основанных на многомерном представлении данных.

Ключ-значение

Фактически, никакого официального названия не существует, поэтому можно встретить его в контексте документо-ориентированных, атрибутно-ориентированных, распределенных баз данных (хотя они также могут быть реляционными), шардированных упорядоченных массивов (sharded sorted arrays), распределенных хэш-таблиц и хранилищ типа ключ-значения. И хотя каждое из этих названий указывает на конкретные особенности системы, все они являются вариациями на тему, которая называется хранилище типа ключ-значение.

Впрочем, как бы его не называли, этот «новый» тип баз данных не такой уж новый и всегда применялся в основном для приложений, для которых использование реляционных БД было бы непригодно. Однако без потребности веба и «облака» в масштабируемости, эти системы оставались не сильно востребованными.

Основной особенностью модели данных этого типа является то, что здесь фактически отсутствует какая либо упорядоченность в хранении. Т.е., есть некий четкий идентификатор (ключ) и набор свойств (значение), причем для каждой записи он может быть своим, т.е. иметь свой тип данных и даже разное количество свойств. Преимуществом такого подхода является некая простота построения - поскольку нет никаких типов и столбцов, есть только множество пар - «ключ-значение» и даже связи могут быть явно не определены. Такой подход позволяет создавать более гибкие базы данных с легко изменяемой структурой данных, что очень является очень важным аспектом. В остальном они похожи на РБД и даже обладают SQL подобным синтаксисом. Однако организованная подобным образом база данных обладает существенным недостатком - в ней чрезвычайно трудно производить поиск и сортировку данных, а также производить операции с атрибутами записей, поскольку они представляют единое значение. Кроме этого, практически невозможно контролировать целостность данных и наличие дубликатов. Применение данной модели данных или вида базы данных, по сути, ограничено, если только вам не все равно, что хранится в поле «значение». Однако, данные типы БД активно используются в веб-платформах хранения данных и облачных технологиях, когда явно не

известно, какие данные будет хранить пользователь и какой объем ему нужен. Т.е., их можно сравнить с динамической памятью, при необходимости количество увеличивается.

по среде постоянного хранения:

Во вторичной памяти, или традиционная (англ. conventional database): средой постоянного хранения является периферийная энергонезависимая память (вторичная память) -- как правило, жёсткий диск.

В оперативную память СУБД помещает лишь кеш и данные для текущей обработки.

В оперативной памяти (англ. in-memory database, memory-resident database, main memory database): все данные на стадии исполнения находятся в оперативной памяти.

В третичной памяти (англ. tertiary database): средой постоянного хранения является отсоединяемое от сервера устройство массового хранения (третичная память), как правило, на основемагнитных лент или оптических дисков.

Во вторичной памяти сервера хранится лишь каталог данных третичной памяти, файловый кеш и данные для текущей обработки; загрузка же самих данных требует специальной процедуры.

по степени распределённости:

Централизованная, или сосредоточенная (англ. centralized database): БД, полностью поддерживаемая на одном компьютере.

Распределённая (англ. distributed database): БД, составные части которой размещаются в различных узлах компьютерной сети в соответствии с каким-либо критерием:

Неоднородная (англ. heterogeneous distributed database): фрагменты распределённой БД в разных узлах сети поддерживаются средствами более одной СУБД

Однородная (англ. homogeneous distributed database): фрагменты распределённой БД в разных узлах сети поддерживаются средствами одной и той же СУБД.

Фрагментированная, или секционированная (англ. partitioned database): методом распределения данных является фрагментирование (партиционирование, секционирование), вертикальное или горизонтальное.

Тиражированная (англ. replicated database): методом распределения данных является тиражирование (репликация).



1.3 Область применения БД

Если постараться классифицировать существующие области применения баз данных, а так же оценить перспективы их развития в настоящее время, то можно получить примерный список наиболее распространенных классов, получивших распространение и применение во всех областях применения баз данных. Этот список будет выглядеть следующим образом:

o документографические и документальные применяются во всех базах органов власти и управления

o базы данных по экономической и конъюнктурной информации (статистическая, кредитно-финансовая, внешнеторговая)

o фактографические базы социальных данных, включающие сведения о населении и о социальной среде

o базы данных транспортных систем

o справочные данные для населения и учреждений (энциклопедии и справочники, расписания самолетов и поездов, адреса и телефоны граждан и организаций)

o ресурсные базы данных, включающие фактографическую информацию о природных ресурсах (земля, вода, недра, биоресурсы, гидрометеорология, вторичные ресурсы и отходы, экологическая обстановка)

o фактографические базы и банки научных данных, обеспечивающие фундаментальные научные исследования

o фактографические базы данных в области культуры и искусства

o лингвистические базы данных, то есть машинные словари разного типа и назначения.

Экономические задачи, для решения которых необходимо применять программное обеспечение СУБД, весьма обширны и разнообразны. На его основе строятся информационные системы предприятий различных уровней (от малых до крупных). Области применения баз данных традиционно занимает те области деятельности человека, где ему приходится сталкиваться с большим объемом разнообразной информации. Первые базы данных в основном применялись в таких фундаментальных науках как, ядерная физика, химия, космонавтика, и других науках требующих систематического подхода к работе с данными. Дальнейшее развитие компьютерных технологий и компьютеризация общества привела к тому что, базы данных стали разрабатываться практически во всех сферах деятельности человека, и применятся в разных предприятиях от сельского хозяйства до финансово-экономических систем. Последними инновациями применения баз данных стала всемирная паутина Internet, которая по своей сути является огромной базой данных.



2. Практическая часть

2.1 Постановка задачи

В рамках практической части данной курсовой работы необходимо разработать, спроектировать, и реализовать базу данных для предметной области «Компьютерный магазин».

Для этого необходимо исследовать предметную область, произвести ее описание на трех уровнях проектирования: концептуальном, логическом, физическом.

Так же, в ходе выполнения работы необходимо создать запросы и хранимую процедуру, демонстрирующие основные возможности (основы синтаксиса) языка TSQL.

Данная база должна быть создана на СУБД MS SQL Server. При описании предметной области необходимо использовать ER-модели, построенные в ERWin.

2.2 Описание предметной области

2.2.1 Концептуальный уровень проектирования

Концептуальное проектирование - сбор, анализ и редактирование требований к данным. Для этого осуществляются следующие мероприятия:

o обследование предметной области, изучение ее информационной структуры

o выявление всех фрагментов, каждый из которых характеризуется пользовательским представлением, информационными объектами и связями между ними, процессами над информационными объектами

o моделирование и интеграция всех представлений

Предметная область данного курсового проекта, это «Компьютерный магазин». При ее исследовании были выявлены основные требования к разрабатываемой базе данных. База данных должна быть простой в обращение и хранить сведения:

o о сотруднике (код сотрудника, фамилия, имя, отчество, дата рождения, контактная информация, адрес проживания);

o о должностях (код должности, наименование должности, оклад сотрудника);

o о клиенте (код клиента, фамилия, имя, отчество, контактный телефон);

o о товаре (код товара, наименование товара, стоимость, количество);

o о производителях товара (код производителя, название производителя);

o о поставщиках товара (код поставщика, название поставщика, контактные данные);

o об описании заказов и партий товара.

2.2.2 Логический и физический уровни проектирования

В базе данных отражается информация об определенной предметной области. Предметной областью называется часть реального мира, представляющая интерес для данного исследования, в нашем случае это компьютерный магазин. Для реализации предметной области в виде схемы данных создаем ER-модель, построенную в ERWin.

ERwin имеет два уровня представления модели -- логиче ский (Приложение 1) и физический (Приложение 2 ).

Логический уровень - это абстрактный взгляд на данные, на нем данные представляются так, как выглядят в реальном мире, и могут называться так, как они называются в реальном мире. Логическая модель данных является универсальной и никак не связана с конкретной реализацией СУБД.

Физическая модель данных, напротив, зависит от конкретной СУБД, фактически являясь отображением системного каталога. В физической модели содержится информация обо всех объектах БД.

Физическая модель данных - способ хранения данных в конкретной СУБД. Она строится на основе логической модели данных. Отношения, разработанные на стадии логического моделирования, преобразуются в таблицы, атрибуты - в столбцы, домены - в типы данных, принятых в выбранной конкретной СУБД. Физическая модель содержит всю информацию, необходимую для реализации конкретной БД. Физический уровень представления модели зависит от выбранного сервера. Erwin поддерживает практически все распространенные СУБД, всего более 20 реляционных и нереляционных баз данных, при этом он позволяет учесть особенности реализации конкретной СУБД. Основными объектами физической модели являются таблицы и колонки. Erwin автоматически создает имена таблиц и колонок на основе имен соответствующих объектов и атрибутов, учитывая максимальную длину имени и другие синтаксические ограничения, накладываемые СУБД. Результатом физического моделирования является генерация программного кода базы данных на соответствующем выбранной СУБД диалекте структурированного языка запросов SQL.

Если в логической модели не имеет значения, какой конкретно тип данных имеет атрибут, то в физической модели важно описать всю информацию о конкретных физических объектах - таблицах, колонках, индексах.

Модель базы данных проектируемой базы данных «Компьютерный магазин» содержит 10 таблиц. В данном курсовом проекте в соответствии с описанной предметной областью были выявлены следующие объекты, необходимые для решения поставленных задач: sotrudnik, klient, dolzhnost', opisanie prodazhi, proizvoditel', tovar, postavshik, bonus.

Ниже я коротко охарактеризую таблицы и распишу их характеристики.

Таблица «sotrudnik» используется мною для хранения информации о сотрудниках, поля id_sotrudnika, id_dolzhnost' , familiya_sotrudnika, imya_sotrudnika, otchestvo_sotrudnika, data_rozhdeniya обязательны для заполнения. Данная таблица имеет связь с таблицей «dolzhnost'» по полю «id_dolzhnost'». Таблица «klient» содержит в себе информацию о клиенте, все поля обязательны для заполнения. Данная таблица связана с таблицей «opisanie_prodazhi» по полю «id_klienta».

Таблица «dolzhnost'» содержит в себе все должности, по которым осуществляется набор магазин. Данная таблица связана с таблицей «Сотрудник» полем «id_dolzhnost'».

Таблица «proizvoditel'» содержит в себе о производителях товаров. Данная таблица связана с таблицей «Товар» по полю «id_proizvoditel'»

Таблица «tovar» содержит в себе наименование всех товаров, которыми торгует магазин. Данная таблица связанна с таблицей «proizvoditel'» по полю «id_proizvoditelya», с таблицей «postavshik» по полю «id_postavshik» , с таблицей «opisanie_prodazhi» по полю «kolichestvo»

В таблице «postavshik» содержится перечень поставщиков. Данная таблица связана с таблицей «tovar» по полю «id_postavshik»

Таблица «opisanie_prodazhi» выполняет функцию создания связи «многие ко многим». В таблице «bonus» отображаются бонусы сотрудникам по итогам отчетного периода. Данная таблица связанна с таблицей «sotrudnik» по полю «id_sotrudnika».

2.3 Запросы и хранимые процедуры

2.3.1 Запрос 1

Формулировка: Необходимо создать и вывести таблицу, в которой будут храниться следующие данные: id сотрудника, ФИО сотрудника, дата рождения сотрудника, его возраст в годах.

Выполнение: Данные необходимые для выполнения поставленной задачи хранятся в таблице «sotrudnik». Для подсчета возраста сотрудника необходимо из текущей даты, вычесть дату рождения.

Код запроса:

SELECT id_sotrudnika AS 'id_sotrudnika', familiya_sotrudnika AS familiya, imya_sotrudnika AS imya, otchestvo_sotrudnika AS otchestvo, data_rozhdeniya AS 'lfnf_rozhdeniya',

DATEDIFF(year, sotrudnik.data_rozhdeniya, Getdate()) AS vozrast

FROM sotrudnik order by DATEDIFF(year,sotrudnik.data_rozhdeniya, Getdate())

2.3.2 Запрос 2

Формулировка: Необходимо вывести информацию о сотрудниках, у которого оклад минимальный.

Выполнение: Данные необходимые для выполнения поставленной задачи содержаться в таблицах «sotrudnik» и «dolzhnost'»

Код запроса:

SELECT sotrudnik.id_sotrudnika AS 'id sotrudnika', dolzhnost.name AS dolzhnost, dolzhnost.oklad AS oklad, sotrudnik.familiya_sotrudnika AS familiya_sotrudnika

FROM dolzhnost INNER JOIN

sotrudnik ON dolzhnost.id_dolzhnost = sotrudnik .id_dolzhnost

WHERE (dolzhnost.oklad = (SELECT MIN(oklad) FROM dolzhnost))



Заключение

В современном обществе трудно представить какую либо организацию, предприятие, которое бы у себя не использовало базы данных. Результатом проделанной мною работы стало достижение поставленных целей, а именно:

o Были закреплены и расширены теоретические знания в сфере проектирования баз данных.

o Произведено исследование предметной области «Компьютерный магазин».

o Освоен и закреплен синтаксис написания запросов и хранимых процедур в TSQL.



Список литературы

1. Матвеев А.Е. «Курс молодого бойца по теории и практике проектирования БД»- РАНХИГС, 2013 г

2. SQL Server 2008 для начинающих разработчиков: Робин Дьюсон -- Санкт-Петербург, БХВ-Петербург, 2009 г.- 704 с.

3. Маклаков С.В. «BPwin и ERwin: CASE-средства для разработки информационных систем» - МИФИ Диалог, 2005 г

4. Агальцов П.В. Базы данных.- М.:Мир,2002. - 376с.

5. Корнеев В.В. Базы данных. Интеллектуальная обработка информации / В.В. Корнеев, А.Ф. Гареев, С.В. Васютин, В.В. Райх. - М.: Издатель Молгачева С.В., Издательство Нолидж, 2001, - 496 с.: ил. ISBN 5-89251-100-6.

Размещено на Allbest.ru

...