Проектирование базы данных Степановской средней школы при помощи программного приложения Microsoft Access

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Дипломная работа посвящена анализу проектирования баз данных Степановской средней школы, а также построению программы ведения электронной документации учебного заведения. В качестве инструмента построения базы данных использован Microsoft Access, оболочка программы выполнена с помощью Borland Delphi 6.

В настоящее время, несмотря на повышение компьютеризации общества, в сфере образования мало средств, позволяющих в достаточной мере автоматизировать процесс ведения документации и отчетности.

О своевременности и актуальности рассматриваемой проблемы говорит тот факт, что большую часть своего времени завучи заведений и учителя тратят на оформление различной документации и отчетов. Огромное количество учебных заведений и практически отсутствие предложений в данной сфере гарантируют высокую потребность в данном продукте. Базы данных (БД) составляют в настоящее время основу компьютерного обеспечения информационных процессов, входящих практически во все сферы человеческой деятельности. Процессы обработки информации имеют общую природу и опираются на описание фрагментов реальности, выраженное в виде совокупности взаимосвязанных данных. Базы данных являются эффективным средством представления структур данных и манипулирования ими. Концепция баз данных предполагает использование интегрированных средств хранения информации, позволяющих обеспечить централизованное управление данными и обслуживание ими многих пользователей. Разработанный в дипломной работе программный продукт предназначен для ведения электронной документации Степановской средней школы, он может быть использован как завучами школы, так и секретарем и учителями.

1. Теоретические аспекты баз данных

1.1 Определение базы данных

База данных (БД) - именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области;

Система управления базами данных (СУБД) - совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного применения БД многими пользователями;

Банк данных (БнД) - основанная на технологии БД система программных, языковых, организационных и технических средств, предназначенных для централизованного накопления и коллективного использования данных.

Информационная система (ИС) - система, реализующая автоматизированный сбор, обработку и манипулирование данными и включающая технические средства обработки данных, программное обеспечение и соответствующий персонал.

Функционально - полная СУБД должна включать в свой состав средства, обеспечивающие потребности пользователей различных категорий на всех этапах жизненного цикла систем БД: проектирования, создания, эксплуатации.

1.2 Текстовые базы данных

Объектами хранения в текстовых БД являются тексты. Под текстом понимаются неструктурированные данные, построенные из строк.

Основной целью любой текстовой БД является хранение, поиск и выдача документов, соответствующих запросу пользователя. Такие документы принято называть релевантными. Ввиду того, что автоматизированный поиск документов на естественных языках достаточно затруднен, возникает вопрос о проектировании некоторых формальных языков, предназначенных для отображения основного смыслового содержания документов и запросов в БД.

Такие языки называют информационно-поисковыми. В настоящее время разработано достаточно большое количество информационно-поисковых языков, которые отличаются не только по своим изобразительным свойствам, но и по степени семантической силы.

В основе подхода к построению классификационных языков лежит представление о том, что накопленные знания могут быть разделены на взаимоисключающие классы и подклассы. Существует система правил, которой должен подчиняться любой язык классификационного типа, в частности:

Деление отраслей знаний на классы и подклассы проводится по одному основанию;

Подклассы должны исключать друг друга;

При делении классов на подклассы должна соблюдаться непрерывность.

Информационно - поисковые языки, получившие название дескрипторных, основаны на применении принципов координатного индексирования, при котором смысловое содержание документа может быть с определенной степенью точности и полноты задано списком ключевых слов, содержащихся в тексте.

Дескрипторные языки привязаны к лексике текстов. Ключевые слова из текстов выбираются исходя из разных целей, соответственно, критерии выбора могут различаться. Для построения дескрипторного языка критерием отбора ключевых слов, как правило, служат информативность слова и частота его встречаемости в тексте.

Универсальными структурами дескрипторного языка являются лексические единицы, парадигматические и синтагматические отношения.

Лексическая единица - наименьшая смысловая единица, задаваемая при построении языка.

В большинстве автоматизированных информационных систем при индексировании документов и запросов применяется контроль с помощью тезауруса. Контроль может осуществляться в автоматизированном или ручном режиме. По сути дела тезаурус представляет собой словарь - справочник, в котором присутствуют все лексические единицы дескрипторного информационно поискового языка с введенными парадигматическими отношениями. Парадигматические отношения могут задаваться как:

Отношения вид - род (вышестоящий дескриптор);

Отношения род - вид (нижестоящие дескрипторы);

Синонимы;

Ассоциативные связи.

В тезаурусы помещаются дескрипторы и недескрипторы, хотя существуют тезаурусы только из дескрипторов.

Как дескрипторы, так и недескрипторы приводят к единой грамматической форме. Как правило, дескрипторы употребляются в форме существительных или именных словосочетаний. Тезаурус может быть построен по принципу дескрипторных статей, состоявших из заглавного дескриптора и списка дескрипторов и недескрипторов с обозначением парадигматических отношений. Тезаурус может быть двуязычным. В этом случае эквивалентный дескриптор на иностранном языке должен быть обозначен.

Парадигматические отношения представляют собой внетекстовые отношения между лексическими единицами. На их основании происходит группировка лексических единиц в парадигмы.

Синтагматические отношения представляют собой отношения лексических единиц в тексте, т.е. они выражают семантику контекста.

При переводе основного смыслового содержания документов и запросов с естественного языка на дескрипторный информационно - поисковый язык существуют определенные правила, называемые системой индексирования. Результатом перевода документа является поисковый образ документа, а запроса - поисковый образ запроса.

Из перечисленных информационно - поисковых языков именно дескрипторные языки наилучшим образом приспособлены для описания документов и запросов при автоматизированном поиске в текстовых БД. Языки эти обладают таким преимуществом, как гибкость, открытость, близость к естественному языку; это языки двухуровневые (уровень ключевых слов и уровень дескрипторов). Дескрипторные информационно - поисковые языки позволяют формулировать документы и запросы в разных терминах. К основным недостаткам языков данного класса можно отнести недостаточную полноту описания смыслового содержания документов и запросов.

Системы, контролируемые тезаурусом, содержат процедуры как морфологического, так и синтаксического анализа текстов. Однако при проектировании ряда БД возникает необходимость в добавлении еще одного этапа анализа текста на естественном языке - анализа его семантической структуры. Примером таких баз могут быть БД, ориентированные на поиск по образцам. В подобных семантических системах пытаются моделировать процесс понимания законченных описаний фрагментов действительности, например патентов, рассказов, эпизодов и др., выраженных в виде текстов. Как правило, понимание текста трактуется как процесс извлечения из него существенной с точки зрения системы информации. Извлеченная информация вводится в базу знаний, представляющую собой динамическую информационную модель реального мира. Затем система способна отвечать на запросы относительно событий, фактов, явлений, изложенных в текстах.

Пакеты прикладных программ, предназначенные для ввода, обработки, поиска и обновления текстов, называют информационно-поисковой системой (ИПС).

реляционный информационный интерфейс

1.3 Сетевые базы данных

Одним из наиболее эффективных методов представления знаний являются сетевые модели.

В основе моделей лежит понятие сети, вершинами которой являются понятия, соответствующие объектам, событиям, процессам, явлениям, а дугами - отношения между этими понятиями.

Узлы и связи можно наглядно изображать в виде диаграмм.

Если вершины сети не имеют своей внутренней структуры, то сеть будет простой. Если же вершины обладают некоторой структурой в виде сети, то сеть называется иерархической. Если отношения между вершинами одинаковые, то сеть однородна, в противном случае - сеть неоднородна. Характер отношений, приписываемый дугам, может быть различен. В соответствии с этим выделяют следующие типы сетей:

Функциональные сети отражают декомпозицию определенной вычислительной или информационной процедуры, а дуги показывают функциональную связь между декомпонированными частями; этот язык недостаточно богат для представления знаний;

Сценарии, представляющие собой однородные сети с единственным отношением в виде нестрогого порядка. Семантика отношений может быть различной. Отношение может трактоваться как классифицирующее, временное и т.п. Сценарии часто используются при формировании допустимых планов по достижению цели;

Семантические сети используют отношения разных типов, а вершины в них могут иметь разную интерпретацию, По сути дела семантическая сеть является классом, в который включаются как сценарии, так и функциональные сети. Наиболее часто используются в сети связи типа «это есть». Они позволяют построить в виде сети иерархию понятий, в которых узлы низших уровней наследуют свойства узлов более высоких уровней. Именно таким механизмом переноса свойств обусловлена эффективность семантических сетей.

1.4 Реляционные базы данных

Базы данных называются реляционными, если управление ими основано на математической модели, использующей методы реляционной алгебры и реляционного исчисления. С. Дейт дает следующее неформальное определение реляционных баз данных:

Вся информация в базе данных представлена в виде таблиц.

Поддерживаются три реляционных оператора - выбора, проектирования и объединения, с помощью которых можно получить любые необходимые данные , заложенные в таблицы.

Доктор И.Ф. Кодд, автор реляционной модели, разработал целый список критериев, которым должна удовлетворять реляционная модель. Описание этого списка, часто называемого «12 правилами Кодда», требует введения сложной терминологии и выходит за рамки дипломной работы. Тем не менее можно назвать некоторые правила Кодда для реляционных систем. Чтобы считаться реляционной по Кодду, система управления базами данных должна:

Представлять всю информацию в виде таблиц;

Поддерживать логическую структуру данных, независимо от их физического представления;

Использовать язык высокого уровня для структурирования, выполнения запросов и изменения информации в базах данных;

Поддерживать основные реляционные операции (выбор, проектирование и объединение), а также теоретико-множественные операции, такие как объединение, пересечение и дополнение;

Поддерживать виртуальные таблицы, обеспечивая пользователям альтернативный способ просмотра данных в таблицах;

Различать в таблицах неизвестные значения (nulls), нулевые значения и пропуски в данных;

Обеспечивать механизмы для поддержки целостности, авторизации, транзакций и восстановления данных.

Первое правило Кодда гласит, что вся информация в реляционных базах данных представляется значениями в таблицах. В реляционных системах таблицы состоят из горизонтальных строк и вертикальных столбцов. Все данные представляются в табличном формате - другого способа просмотреть информацию в базе данных не существует. Набор связанных таблиц образует базу данных. Таблицы в реляционной базе разделены, но полностью равноправны. Между ними не существует никакой иерархии.

Каждая таблица состоит из строк и столбцов. Каждая строка описывает отдельный объект или сущность - ученика, предмет, день недели или что-нибудь другое. Каждый столбец описывает одну характеристику объекта - имя или фамилию ученика, его адрес, оценку, дату. Каждый элемент данных, или значение, определяется пересечением строки и столбца. Чтобы найти требуемый элемент данных, необходимо знать имя содержащей его таблицы, столбец и значение его первичного ключа, или уникального идентификатора.

В реляционной базе данных существует два типа таблиц - пользовательские таблицы и системные таблицы. Пользовательские таблицы содержат информацию, для поддержки которой собственно и создавались реляционные базы данных. Системные таблицы обычно поддерживаются самой СУБД, однако доступ к ним можно получить так же, как и к любым другим таблицам. Возможность получения доступа к системным таблицам, по аналогии с любыми другими таблицами, составляет основу другого правила Кодда для реляционных систем.

Реляционная модель обеспечивает независимость данных на двух уровнях - физическом и логическом. Физическая независимость данных означает с точки зрения пользователя, что представление данных абсолютно не зависит от способа их физического хранения. Как следствие этого, физическое перемещение данных никоим образом не может повлиять на логическую структуру базы данных. Другой тип независимости, обеспечиваемый реляционными системами - логическая независимость - означает, что изменение взаимосвязей между таблицами и строками не влияет на правильное функционирование программных приложений и текущих запросов.

В определении системы управления реляционными базами данных упоминаются три операции по выборке данных - проектирование, выбор и объединение, которые позволяют строго указать системе, какие данные необходимо показать. Операция проектирования выбирает столбцы, операция выбора - строки, а операция объединения собирает вместе данные из связанных таблиц.

Виртуальные таблицы можно рассматривать как некоторую перемещаемую по таблицам рамку, через которую можно увидеть только необходимую часть информации. Виртуальные таблицы можно получить из одной или нескольких таблиц базы данных ( включая и другие виртуальные таблицы), используя любые операции выбора, проектирования и объединения. Виртуальные таблицы, в отличие от «настоящих», или базовых таблиц, физически не хранятся в базе данных. В то же время необходимо осознавать, что виртуальные таблицы это не копия некоторых данных, помещаемая в другую таблицу. Когда вы изменяете данные в виртуальной таблице, то тем самым изменяете данные в базовых таблицах. В идеальной реляционной системе с виртуальными таблицами можно оперировать как и с любыми другими таблицами. В реальном мире на виртуальные таблицы накладываются определенные ограничения, в частности на обновление. Одно из правил Кодда гласит, что в истинно реляционной системе над виртуальными таблицами можно выполнять все «теоретически» возможные операции. Большинство современных систем управления реляционными базами данных не удовлетворяют этому правилу полностью.

В реальном мире управления информацией данные часто являются неизвестными или неполными: неизвестен телефонный номер, не захотели указать возраст. Такие пропуски информации создают «дыры» в таблицах. Проблема, конечно, состоит не в простой неприглядности подобных дыр. Опасность состоит в том, что из-за них база данных может стать противоречивой. Чтобы сохранить целостность данных в реляционной модели, так же, как и в правилах Кодда, для обработки пропущенной информации используется понятие нуля.

«Нуль» не означает пустое поле или обычный математический нуль. Он отображает тот факт, что значение неизвестно, недоступно или неприменимо. Существенно, что использование нулей инициирует переход с двухзначной логики (да/нет) на трехзначную (да/нет/может быть). С точки зрения другого эксперта по реляционным системам, Дейта, нули не являются полноценным решением проблемы пропусков информации. Тем не менее они являются составной частью большинства официальных стандартов различных реляционных СУБД.

Целостность - очень сложный и серьезный вопрос при управлении реляционными базами данных. Несогласованность между данными может возникать по целому ряду причин. Несогласованность или противоречивость данных может возникать вследствие сбоя системы - проблемы с аппаратным обеспечением, ошибки в программном обеспечении или логической ошибки в приложениях. Реляционные системы управления базами данных защищают данные от такого типа несогласованности, гарантируя, что команда либо будет исполнена до конца, либо будет полностью отменена. Этот процесс обычно называют управлением транзакциями.

Другой тип целостности, называемый объектной целостностью, связан с корректным проектированием базы данных. Объектная целостность требует, чтобы ни один первичный ключ не имел нулевого значения.

Третий тип целостности, называемой ссылочной целостностью, означает непротиворечивость между частями информации, повторяющимися в разных таблицах. Например, если вы изменяете неправильно введенный номер карточки страхового полиса в одной таблице, другие таблицы, содержащие эту же информацию, продолжают ссылаться на старый номер, поэтому необходимо обновить и эти таблицы. Чрезвычайно важно, чтобы при изменении информации в одном месте, она соответственно изменялась и во всех других местах. Кроме того, по определению Кодда, ограничения на целостность должны:

Определяться на языке высокого уровня, используемом системой для всех других целей;

Храниться в словаре данных, а не в программных приложениях.

Эти возможности в том или ином виде реализованы в большинстве систем.

2. Проектирование базы данных Степановской средней школы

2.1 Этапы проектирования баз данных

Процесс, в ходе которого решается, какой вид будет у вновь создаваемой БД, называется проектированием базы данных. На этапе проектирования необходимо предусмотреть все возможные действия, которые могут возникнуть на различных этапах жизненного цикла БД (рис. 1).

Рисунок 1. Процедуры, выполняемые на этапах жизненного цикла БД

2.2 Анализ предметной области и запросов к БД

На этапе анализа предметной области необходимо проанализировать запросы пользователей, выбрать информационные объекты и их характеристики и на основе анализа структурировать предметную область (рис. 2).

Анализ предметной области целесообразно разбить на три фазы:

Анализ концептуальных требований и информационных потребностей;

Выявление информационных объектов и связей между ними;

Построение концептуальной модели предметной области и проектирование концептуальной схемы БД.

Рисунок 2. Структура предметной области

Анализ концептуальных требований.

На этапе анализа концептуальных требований и информационных потребностей необходимо решить следующие задачи:

Анализ требований пользователей к БД (концептуальных требований);

Выявление имеющихся задач по обработке информации, которая должна быть представлена в БД (анализ приложений);

Выявление перспективных задач (перспективных приложений);

Документирование результатов анализа.

Требования пользователей к разрабатываемой БД представляют собой список запросов с указанием их интенсивности и объемов данных. Эти сведения разработчики получают в диалоге с будущими пользователями БД. Здесь же выясняются требования к вводу, обновлению и корректировке информации. Требования пользователей уточняются и дополняются при анализе имеющихся и перспективных приложений.

При разработке БД Степановской средней школы необходимо получить ответы на вопросы:

Сколько учеников учится в школе?

Сколько смен и классов в школе?

Как распределены учащиеся по классам и сменам?

Сколько предметов дается по каждой параллели и в каких объемах?

Сколько имеется учебных классов?

Сколько учителей в школе их специализация и классность?

Как часто обновляется информация в БД?

Какие существуют виды отчетов, справок и диаграмм?

Необходимо решить задачи:

Ведения личных дел учащихся

Ведения классных журналов

Составление расписания занятий

Ведения табеля рабочего времени преподавателей

На основе информации хранящейся в БД необходимо выдавать следующие отчеты:

Табель успеваемости.

Ведомость успеваемости и посещаемости класса

Динамика роста успеваемости по классам и школе.

Отчет по успеваемости за год.

Таблица мониторинга учебного процесса.

Статистические данные по количеству учащихся.

Результаты тестирования.

Результаты работы учителей.

Результаты выпускных экзаменов.

Качество знаний учащихся.

Отчет по предмету.

Протокол экзамена за курс средней школы.

Сведения о травматизме за учебный год.

Сведения подаваемые классным руководителем за четверть.

Список выбывших учащихся.

Движение за год.

Список оставшихся на второй год.

График результатов успеваемости по четвертям.

График итогов успеваемости по годам.

Выявление информационных объектов и связей между ними

Вторая фаза анализа предметной области состоит в выборе информационных объектов, задании необходимых свойств для каждого объекта, выявлении связей между объектами, определении ограничений, накладываемых на информационные объекты, типы связей между ним, характеристики информационных объектов.

При выборе информационных объектов необходимо ответить на ряд вопросов:

На какие таблицы можно разбить данные, подлежащие хранению в БД?

Какое имя можно присвоить каждой таблице?

Какие наиболее интересные характеристики (с точки зрения пользователя) можно выделить?

Какие имена можно присвоить выбранным характеристикам?

Для эффективной работы приложения «БД Степановской средней школы» предполагается завести следующие таблицы: Классы, Предметы, Ученики, Учителя, Закрепление предметов, Оценки (таблица 1).

Таблица 1. Информационные объекты базы данных

Класс	Предметы	Ученики	Учителя	Закрепление предметов	Оценки
Класс	Предмет	Класс	ФИО	Класс	Класс
Классный руководитель		ФИО	Домашний адрес	Предмет	ФИО ученика
		Домашний адрес	Телефон	Учитель	Предмет
		Телефон			1 четверть
					2 четверть
					3 четверть
					4 четверть
					Годовая оценка
					ФИО учителя

Выделим связи между информационными объектами (рис. 3).



Рисунок 3. Связи между информационными объектами

В ходе этого процесса необходимо ответить на следующие вопросы:

Какие типы связей между информационными объектами?

Какое имя можно присвоить каждому типу связей?

Каковы возможные типы связей, которые могут быть использованы впоследствии?

Попытка задать ограничения на объекты, их характеристики и связи приводит к необходимости ответа на следующие вопросы:

Какова область значений для числовых характеристик?

Каковы функциональные зависимости между характеристиками одного информационного объекта?

Какой тип отображения соответствует каждому типу связей?

При проектировании БД существуют взаимосвязи между информационными объектами трех типов: «один к одному», «один ко многим», «многие ко многим» (рис. 4).



Рисунок 4. Типы связей между информационными объектами

Построение концептуальной модели.

В простых случаях для построения концептуальной схемы используют традиционные методы агрегации и обобщения. При агрегации объединяются информационные объекты (элементы данных) в один в соответствии с семантическими связями между объектами. Выбор модели диктуется прежде всего характером предметной области и требованиями к БД. Другим немаловажным обстоятельством является независимость концептуальной модели от СУБД, которая должна быть выбрана после построения концептуальной схемы.

Модели «сущность-связь», дающие возможность представлять структуру и ограничения реального мира, а затем трансформировать их в соответствии с возможностями промышленных СУБД, являются весьма распространенными.

Под сущностью понимают основное содержание того явления, процесса или объекта, о котором собирают информацию для БД. В качестве сущности могут выступать место, вещь, личность, явление и т.д. При этом различают тип сущности и экземпляр сущности. Под типом сущности обычно понимают набор однородных объектов, выступающих как целое. Понятие «экземпляр сущности» относится к конкретному предмету.

Тип сущности - ученик.

Экземпляр сущности - Иванов, Петров, Сидоров и др.

Проанализируем связи между сущностями для разрабатываемой базы данных (таблица 2).

Таблица 2. Связи между сущностями

Название связи	Между сущностями
Учится	Ученик	Класс
Изучает	Ученик	Предмет
Имеет	Школа	Класс
Преподает	Учитель	Предмет
Работает	Учитель	предмет

Теперь можно перейти к проектированию информационной (концептуальной) схемы БД (атрибуты сущностей на диаграмме не показаны) (рис. 5).

Рисунок 5. Диаграмма сущностей

2.3 Логическое проектирование

Логическое проектирование представляет собой необходимый этап при создании БД. Основной задачей логического проектирования является разработка логической схемы, ориентированной на выбранную систему управления базами данных. Процесс логического проектирования состоит из следующих этапов:

Выбор конкретной СУБД;

Отображение концептуальной схемы на логическую схему;

Выбор языка манипулирования данными.

Одним из основных критериев выбора СУБД является оценка того , насколько эффективно внутренняя модель данных, поддерживаемая системой, способна описать концептуальную схему. Системы управления базами данных, ориентированные на персональные компьютеры, как правило поддерживают реляционную или сетевую модель данных. Подавляющее большинство современных СУБД - реляционные.

Конструирование баз данных на основе реляционной модели имеет ряд важных преимуществ перед другими моделями

Независимость логической структуры от физического и пользовательского представления.

Гибкость структуры базы данных - конструктивные решения не ограничивают возможности разработчика БД выполнять в будущем самые разнообразные запросы.

Так как реляционная модель не требует описания всех возможных связей между данными, впоследствии разработчик может задавать запросы о любых логических взаимосвязях, содержащихся в базе, а не только о тех, которые планировались первоначально.

При отображении информационной схемы, каждый прямоугольник схемы отображается в таблицу, которая является одним отношением. При этом следует учитывать ограничения на размер таблиц, которые накладывает конкретная СУБД.

Важной составной частью СУБД является язык манипулирования данными, который используется при работе различных приложений с БД. Как правило, язык манипулирования данными встраивается в язык программирования. Кроме того, при выборе СУБД, реализующей конкретную БД, необходимо оценить и техническую сторону дела, которая непосредственно связана с производительностью системы. В целом необходимо оценить семь групп параметров для выбора СУБД:

Характеристики ПК: тип, модель, фирма производитель, наличие гарантии.

Управление файлами и поиск: тип связи, модификация нескольких файлов, двунаправленное соединение таблиц, язык манипулирования данными, тип поиска.

Средства поддержки приложений: каталог данных, генератор приложений, процедурный язык, подпрограммы, макросы, отладчик, система поддержки исполнения, шифровка программ и данных, разграничения доступа, графика, текстовый редактор, статистика.

Ввод и поддержка целостности: управление с помощью команд, управление с помощью меню, проверка целостности по таблице, проверка уникальности ключа, проверка по дате, независимость данных.

Отчеты: отчеты по нескольким файлам, сохранение форматов отчетов, выдача отчета на экран, выдача отчета на магнитный носитель, вычисляемые поля, группы, переопределение формата даты, заголовки отчетов, генератор отчетов, итоговые поля, максимальная ширина отчета.

Операционная среда: тип операционной системы, объем требуемой оперативной памяти, необходимость использования постоянной памяти, объем требуемой постоянной памяти, язык подсистемы.

Дополнительные сведения: наличие сетевого варианта, стоимость, примечание, источники.

Выбор конкретной СУБД.

СУБД Access является системой управления базами данных реляционного типа. Данные хранятся в такой базе в виде таблиц, строки (записи) которых состоят из наборов полей определенных типов. С каждой таблицей могут быть связаны индексы (ключи), задающие нужные пользователю порядки на множестве строк. Таблицы могут иметь однотипные поля (столбцы), и это позволяет устанавливать между ними связи, выполнять операции реляционной алгебры. Типичными операциями над базами данных являются определение, создание и удаление таблиц, модификация определений (структур, схем) существующих таблиц, поиск данных в таблицах по определенным критериям (выполнение запросов), создание отчетов о содержимом базы данных.

Для работы с СУБД Access требуются:

IBM PC или совместимый компьютер с процессором 386 или выше.

DOS 3.3 или выше.

Microsoft Windows 3.1 или выше

Не менее 6 МВ оперативной памяти (рекомендуется 8 МВ).

20 МВ свободной памяти на жестком диске.

Мышь.

СУБД позволяет задавать типы данных и способы их хранения. Можно также задать критерии (условия), которые СУБД будет в дальнейшем использовать для обеспечения правильности ввода данных. В самом простом случае условие на значение должно гарантировать, что не будет введен случайно в числовое поле буквенный символ. Другие условия могут определять область или диапазоны допустимых значений вводимых данных.

Microsoft Access предоставляет максимальную свободу в задании типа данных (текст, числовые данные, даты, время, денежные значения, рисунки, звук, электронные таблицы). Можно задавать также форматы хранения представления этих данных при выводе на экран или печать. Для уверенности, что в базе хранятся только корректные значения, можно задать условия на значения различной степени сложности.

Так как Microsoft Access является современным приложением Windows, можно использовать в работе все возможности DDE (динамический обмен данными) и OLE (связь и внедрение объектов). DDE позволяет осуществлять обмен данными между Access и любым другим поддерживающим DDE приложением Windows. В Microsoft Access можно при помощи макросов или Access Basic осуществлять динамический обмен данными с другими приложениями.

OLE является более изощренным средством Windows, которое позволяет установить связь с объектами другого приложения или внедрить какие-либо объекты в базу данных Access. Такими объектами могут быть картинки, диаграммы, электронные таблицы или документы из других поддерживающих OLE приложений Windows.

В Microsoft Access для обработки данных базовых таблиц используется мощный язык SQL (структурированный язык запросов). Используя SQL можно выделить из одной или нескольких таблиц необходимую для решения конкретной задачи информацию. Access значительно упрощает задачу обработки данных. Совсем не обязательно знать язык SQL. При любой обработке данных из нескольких таблиц Access использует однажды заданные связи между таблицами.

В Microsoft Access имеется также простое и в то же время богатое возможностями средство графического задания запроса - так называемый «запрос по образцу» (query by example), которое используется для задания данных, необходимых для решения некоторой задачи. Используя для выделения и перемещения элементов на экране стандартные приемы работы с мышью в Windows и несколько клавиш на клавиатуре, можно буквально за секунды построить довольно сложный запрос.

Microsoft Access спроектирован таким образом, что он может быть использован как в качестве самостоятельной СУБД на отдельной рабочей станции, так и в сети - в режиме «клиент-сервер». Поскольку в Microsoft Access к данным могут иметь доступ одновременно несколько пользователей, в нем предусмотрены надежные средства защиты и обеспечения целостности данных. Можно заранее указать, какие пользователи или группы пользователей могут иметь доступ к объектам (таблицам, формам, запросам) базы данных. Microsoft Access автоматически обеспечивает защиту данных от одновременной их корректировки разными пользователями. Access также опознает и учитывает защитные средства других подсоединенных к базе данных структур (таких, как базы данных Paradox, dBASE и SQL).

Практически все существующие СУБД имеют средства разработки приложений, которые могут использованы программистами или квалифицированными пользователями при создании процедур для автоматизации управления и обработки данных.

Microsoft Access предоставляет дополнительные средства разработки приложений, которые могут работать не только с собственными форматами данных, но и с форматами других наиболее распространенных СУБД. Возможно, наиболее сильной стороной Access является его способность обрабатывать данные электронных таблиц, текстовых файлов, файлов dBASE, Paradox, Btrieve, FoxPro и любой другой базы данных SQL, поддерживающей стандарт ODBE. Это означает, что можно использовать Access для создания такого приложения Windows, которое может обрабатывать данные, поступающие с сетевого сервера SQL или базы данных SQL на главной ЭВМ.

Все выше сказанное позволило остановить выбор на СУБД Access для постановки и решения задачи разработки базы данных Степановской средней школы.

Отображение концептуальной схемы на логическую схему.

В соответствии с разработанной концептуальной схемой и выбранной СУБД были созданы следующие таблицы: klass, predmet, uch, prepod, zakr, ocen.

Таблица klass содержит сведения о всех классах школы и фамилию имя отчество классных руководителей, таблица служит справочником для базы данных (рис 6).

Рисунок 6. Таблица klass

Таблица predmet служит справочником базы данных и содержит информацию о изучаемых в школе предметах (рис. 7).

Рисунок 7. Таблица predmet

Сведения об учениках содержатся в таблице uch. В таблицу заносятся данные о проживании учеников и телефоны учащихся. Таблица определяет также в каком классе учится ученик (рис. 8).

Рисунок 8. Таблица uch

Справочные данные о педагогическом коллективе школы содержатся в таблице prepod. Таблица служит справочником для базы данных.

Рисунок 9. Таблица prepod

В таблице zakr содержатся сведения о предметах закрепленных за определенным преподавателем в конкретном классе (рис. 10)

Рисунок 10. Таблица prepod

Таблица ocen является основной таблицей, в ней хранятся оценки за каждую четверть и годовые оценки учащихся по каждому предмету (рис. 11).

Рисунок 11. Таблица ocen

Все таблицы базы данных связаны между собой, что обеспечивает контроль целостности данных. Схема данных изображена на рисунке 12.

Рисунок 12. Схема данных

Выбор языка манипулирования данными.

Программный продукт разработан в среде программирования Borland Delphi 6.0. Инструментальная среда проектирования RAD - технология Delphi 6.0 использована для написания программной оболочки, в которой производится навигация по пунктам меню. Главным достоинством объектно-ориентированных языков является то, что они упрощают задачу сокрытия тех аспектов сложности программных систем, которые не нужны в данный момент.

Язык программирования Delphi 6.0 является одним из наиболее простых и удобных средств для написания программного продукта. Приложения, написанные на Delphi 6.0, с применением определенных правил получаются простыми, понятными и удобными для конечного пользователя. Приложения могут содержать один только *.exe файл и работать на клиентской машине без дополнительно подгружаемых библиотек. Delphi - это среда разработки программ, ориентированных на работу в Windows. В основе идеологии Delphi лежат технология визуального проектирования и методология объектно-ориентированного программирования. Для представления программ в Delphi используется разработанный Borland язык Object Pascal, в основе которого лежит ставший классическим Turbo Pascal. Слово «Object» особо подчёркивает, что язык поддерживает концепцию объектно-ориентированного программирования.

Delphi 6.0 является системой быстрой разработки приложений, предложенной фирмой Borland и разработанной в 2002 году. Она является продолжением популярных версий Delphi 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0 отвечающей требованиям международного стандарта ISO 8879.

Создание приложений это разработка программного продукта любой сложности. Компонентами Delphi являются как стандартные элементы Windows, так и компоненты, написанные независимыми разработчиками, компоненты ActivX. Размер и границы каждого из этих компонентов в рамках Delphi приложений задаются с разной степенью точности. Размер графики и приложений можно задать с точностью до пикселя. Размеры компонентов можно контролировать прямо во время выполнения программы и подгонять их размер относительно текущего размера формы. Они вычисляются приложением, на основе настроек сделанных программистом при написании программы.

Delphi берет на себя значительную часть работы по управлению компьютером, что делает возможным в простых случаях обходиться без особых знаний о деталях его работы. В отличие от традиционных систем программирования, Delphi даже пишет «за нас» значительную часть текста программы: описания объектов, заголовки процедур и многое другое. Программисту остается только вписать необходимые строчки, определяющие индивидуальное поведение программы, которые система «не в состоянии предугадать». Но даже здесь Delphi во многих случаях указывает место, где нужно разместить эти строки.

В фирме Borland учли недостатки редактора свойств других программ, потому что их ObjectInspector обладает множеством полезных качеств, положительно влияющих на продуктивность и удобство работы:

- редактируемое в данный момент свойство всегда четко отличается от других;

- значения свойств визуально отделены от названий цветом, что облегчает визуальный поиск нужного названия;

- «раскрывающиеся» свойства;

- улучшена содержательная часть - свойства, которые подразумевают ввод свободного текста, например, имя связанного объекта, снабжены выпадающими списками, позволяющими выбрать значение из списка доступных (такое решение уменьшает нагрузку на память пользователя).

Delphi - это не просто редактор и компилятор. Это могучая среда разработки, значительно облегчающая участь разработчика приложений.

В течение многих лет людей занимающихся разработкой приложений вполне устраивали традиционные средства программирования, включающие редактор, компилятор и отладчик. Windows-ориентированные системы разработки, такие как Action, Multimedia ToolBook добавили к этому набору визуальные методы создания интерфейса программ и автоматическую генерацию соответствующего программного кода. Delphi, вобрав в себя все эти черты, идет еще дальше. Например, интерфейс прикладного программирования (API) позволяет писать такие утилиты, которые включаются в интегрированную среду разработки Delphi.

Внешний вид среды программирования Delphi отличается от многих других из тех, что можно увидеть в Windows. К примеру, Borland Pascal for Windows 7.0, Borland C++ 4.0, Word for Windows, Program Manager - это все MDI приложения и выглядят по-другому, чем Delphi. MDI (Multiple Document Interface) - определяет особый способ управления нескольких дочерних окон внутри одного большого окна. Среда Delphi же следует другой спецификации, называемой Single Document Interface (SDI), и состоит из нескольких отдельно расположенных окон. Это было сделано из-за того, что SDI близок к той модели приложений, что используется в Windows 95.

Delphi - язык и среда программирования, относящаяся к классу RAD- (Rapid Application Development _ «Средство быстрой разработки приложений») средств CASE - технологии. Delphi сделала разработку мощных приложений Windows быстрым процессом, доставляющим вам удовольствие. Приложения Windows, для создания которых требовалось большое количество человеческих усилий например в С++, теперь могут быть написаны одним человеком, использующим Delphi. Delphi обладает широким набором возможностей, начиная от проектировщика форм и кончая поддержкой всех форматов популярных баз данных. Среда устраняет необходимость программировать такие компоненты Windows общего назначения, как метки, пиктограммы и даже диалоговые панели. Работая в Windows , вы неоднократно видели одинаковые «объекты» во многих разнообразных приложениях. Диалоговые панели (например Choose File и Save File) являются примерами многократно используемых компонентов, встроенных непосредственно в Delphi, который позволяет приспособить эти компоненты к имеющийся задаче, чтобы они работали именно так, как требуется создаваемому приложению. Выгоды от проектирования АРМ в среде Windows с помощью Delphi:

- Устраняется необходимость в повторном вводе данных;

- Обеспечивается согласованность проекта и его реализации;

- Увеличивается производительность разработки и переносимость программ.

Размещение объектов в Delphi связано с более тесными отношениями между объектами и реальным программным кодом. Объекты помещаются в вашу форму, при этом код, отвечающий объектам, автоматически записывается в исходный файл. Этот код компилируется, обеспечивая существенно более высокую производительность, чем визуальная среда, которая интерпретирует информацию лишь в ходе исполнения программы.

3. Описание работы базы данных Степановской средней школы

3.1 Общие сведения о программе

Данный программный продукт разработан в среде Borland Delphi с использованием СУБД MS Аccess.

Программа предназначена для автоматизации работы Степановской средней школы

3.2 Установка и запуск программы

Для корректной работы программы необходимо поместить папку School на диск D:\.

Чтобы начать работу с программой запустите файл.

После запуска программы открывается главная форма программы (рис 13).

Рисунок 13. Главное окно программы

Главное меню имеет следующую структуру

- Класс

- Учителя

- Ученики

- Предметы

- Закрепление

- Оценки

- Справка

- О программе

- Выход

3.3 Работа с программой

По нажатию на пункт меню Класс появится окно для ввода, редактирования и распечатки сведения о классах школы и классных руководителей (рис. 14).

Рисунок 14. Класс

Для ввода новой информации служит кнопка Добавить, для редактирования информации - кнопка Изменить, чтобы удалить запись из базы данных без возможности восстановления нужно щелкнуть по кнопке Удалить. По нажатию по кнопке печать появляется отчет о классном руководстве (рис 15). Для выхода из данной формы нажать кнопку Закрыть.

Рисунок 15. Отчет о классном руководстве

По нажатию на пункт меню Учителя появится окно для ввода, редактирования и распечатки сведения о педагогическом коллективе (рис. 16).



Рисунок 16. Учителя

Для ввода новой информации служит кнопка Добавить, для редактирования информации - кнопка Изменить, чтобы удалить запись из базы данных без возможности восстановления нужно щелкнуть по кнопке Удалить. По нажатию по кнопке печать появляется отчет о педагогическом коллективе (рис. 17). Для выхода из данной формы нажать кнопку Закрыть.

Рисунок 17. Отчет о педагогическом коллективе

По нажатию на пункт меню Предметы появится окно для ввода, редактирования и распечатки сведения об изучаемых предметах (рис. 18).

Рисунок 18. Предметы

Для ввода новой информации служит кнопка Добавить, для редактирования информации - кнопка Изменить, чтобы удалить запись из базы данных без возможности восстановления нужно щелкнуть по кнопке Удалить. По нажатию по кнопке печать появляется отчет об изучаемых предметах (рис 19). Для выхода из данной формы нажать кнопку Закрыть.

Рисунок 19. Список предметов

По нажатию на пункт меню Ученики появится окно для ввода, редактирования и распечатки сведения об учащихся школы (рис. 20).

Рисунок 20. Ученики

Для ввода новой информации необходимо нажать кнопку Добавить, из выпадающего списка выбрать нужный класс, заполнить ФИО ученика, домашний адрес и телефон, и нажать кнопку ОК (если информация набрана неверно нажмите Отмена), для редактирования информации необходимо щелкнуть по кнопке Изменить, исправить неправильные данные и нажать ОК(либо Отмена в случае неправильного ввода), чтобы удалить запись из базы данных без возможности восстановления нужно щелкнуть по кнопке Удалить. Для распечатки списка учащихся необходимо в поле Печать выбрать необходимый критерий(Все, либо определенный класс) и нажать ОК, после чего на экране появится отчет о учащихся школы либо класса (рис 21). Для выхода из данной формы нажать кнопку Закрыть.



Рисунок 21. Список учеников

По нажатию на пункт меню Закрепление появится окно для ввода, редактирования и распечатки сведения о закреплении за конкретным учителем предмета в определенном классе (рис. 22).



Рисунок 22. Закрепление предметов

Для ввода новой информации необходимо нажать кнопку Добавить, из выпадающего списка выбрать нужный класс, предмет и учителя, ведущего выбранный предмет в указанном классе, и нажать кнопку ОК (если информация набрана неверно нажмите Отмена), для редактирования информации необходимо щелкнуть по кнопке Изменить, исправить неправильные данные и нажать ОК(либо Отмена в случае неправильного ввода), чтобы удалить запись из базы данных без возможности восстановления нужно щелкнуть по кнопке Удалить. Для распечатки отчета о закреплении предметов необходимо нажать Распечатать, после чего на экране появится отчет (рис. 23). Для выхода из данной формы нажать кнопку Закрыть.



Рисунок 23. Отчет о закреплении предметов

По нажатию на пункт меню Оценки появится окно для ввода, редактирования и распечатки Оценок учащихся (рис. 24).



Рисунок 24. Оценки

Для ввода новой информации необходимо нажать кнопку Добавить, из выпадающего списка выбрать нужный класс, Ф.И,О. ученика, предмет и учителя, ведущего выбранный предмет в указанном классе, заполнить поля I четверть, II четверть, III четверть, IV четверть, Годовая и нажать кнопку ОК (если информация набрана неверно нажмите Отмена), для редактирования информации необходимо щелкнуть по кнопке Изменить, исправить неправильные данные и нажать ОК (либо Отмена в случае неправильного ввода), чтобы удалить запись из базы данных без возможности восстановления нужно щелкнуть по кнопке Удалить. Для выхода из данной формы нажать кнопку Закрыть. По нажатию на кнопке Просмотр и печать появится одноименное окно. Данное окно служит для просмотра и распечатки оценок по определенным критериям, таким как Класс, Предмет, Учащийся, Учитель, Все. При нажатии на переключатель полей для выбора критерия появляется выпадающий список, в котором необходимо указать нужное значение, после чего нажать кнопку ОК, в таблице расположенной в нижней части окна отобразятся данные, удовлетворяющие запросу пользователя (рис 26). Для распечатки результатов необходимо нажать кнопку Печать, примерный вид отчета изображен на рисунке 27.



Рисунок 25. Просмотр и печать

Рисунок 26. Выбор критерия



Рисунок 27. Отчет по оценкам учащихся

По нажатия на пункт меню Справка на экране отображается справка по пользованию программой. Чтобы просмотреть данные о версии продукта и его разработчике необходимо выбрать пункт меню О программе (рис 28). Для выхода из приложения достаточно выбрать пункт меню Выход



Рисунок 28. О программе

4. Мероприятия по технике безопасности и окружающей среды

4.1 Охрана труда

Охрана труда - это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических, и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

В практической деятельности принято рассматривать законодательные акты и социально-экономические мероприятия в понятиях трудовое законодательство и управление охраной труда; технические мероприятия и средства - техника безопасности и система противопожарной защиты; гигиенические и лечебно-профилактические мероприятия и средства - гигиена труда и производственная санитария: организационные мероприятия - в понятиях как техники безопасности и производственной санитарии, так и управления охраной труда.

Все многообразие законодательных актов, мероприятий и средств, включенных в понятие охраны труда, направлено на создание таких условий труда, при которых исключено воздействие на работающих опасных и вредных производственных факторов.

Трудовое законодательство - это совокупность действующих законов и нормативных актов, регулирующих общественно-трудовые отношения рабочих и служащих. Законодательство о труде регулирует трудовые отношения всех рабочих и служащих, содействуя росту производительности труда, повышению эффективности производства и подъему на этой основе материального и культурного уровня жизни трудящихся, укреплению трудовой дисциплины. Оно устанавливает временную охрану права на труд рабочих и служащих и неотъемлемое право на создание им высокого уровня безопасности и здоровых условий труда.

Право граждан на труд реализуется путем заключения рабочими и служащими трудового договора о роботе на соответствующем предприятии, в учреждении и организации. Трудовой вой договор есть соглашение между трудящимися и предприятием, по которому рабочий или служащий обязуется выполнять работу по определенной специальности, квалификации или должности с подчинением внутреннему распорядку.

Предприятие по этому соглашению обязуется выплачивать трудящемуся заработную плату и обеспечивать условия, предусмотренные законодательством о труде коллективным договором и соглашением сторон.

В соответствии с трудовым законодательством на всех предприятиях, в учреждениях и организациях должны быть созданы здоровые и безопасные условия труда. Обеспечение таких условий возлагается на администрацию, которая обязана внедрять современные средства техники безопасности, предупреждающие травматизм и создавать санитарно - гигиенические условия, предотвращающие возникновение профессиональных заболеваний.

Важнейшим условием обеспечения безопасности труда является обучение, инструктаж и проверка знаний по охране труда. Лица, принимаемые на работу или переводимые на другую, проходят следующие виды, инструктажа: вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый и текущий. Должностные лица, виновные в нарушении трудового законодательства, правил по технике безопасности и производственной санитарии, в невыполнении обязанностей по коллективным договорам и соглашениям по охране труда или в воспрепятствии деятельности профсоюзов, несут за это ответственность. В зависимости от степени вины они могут быть привлечены к дисциплинарной, административной, материальной и уголовной ответственности.

Требования к рабочему месту программиста.

Столы при этом должны быть достаточно больше - от 1200х800 мм до 1600х800 мм. На таком столе вы сможете разместить всю свою технику. Именно на столе, а не под столом как мы обычно это делаем, потому что под столом должно быть достаточно просторно ногам да и лазать под стол , чтобы вставить в дисковод дискету, тоже весьма утомительно. Сейчас модно иметь под столом подставку с наклоном от 5 до 15 градусов для ног, которая обеспечивает комфорт и покой ногам во время длительного сидения за компьютером. Стул при этом необходимо иметь на колёсиках, высота сидения от пола 42-53 см, высота стола - 72см. Усаживаться за компьютер нужно так, чтобы угол между туловищем и бёдрами, туловищем и предплечьем равнялся 90 градусов. Монитор должен стоять от глаз на расстоянии не менее 45см, притом желательно наклонить его так, чтобы вы глядели с монитором не «глаза в глаза», а взирали на него несколько сверху под углом от 5 до 35 градусов к поверхности экрана. Угол наклона клавиатуры к столу рекомендуется устанавливать в пределах 5-10 градусов.

...