Файл: Проектирование БД для контроля успеваемости школьников.pdf

Введение

Современный бизнес становится все более динамичным, борьба за конкурентные преимущества зачастую превращается в погоню за современными управленческими и информационными технологиями. Последние годы в России наблюдается настоящий информационный бум, практически повсеместно внедряются информационные системы, и автоматизируется управление. Мотивы здесь разные: и влияние моды, и желание «не отстать от конкурента», а зачастую – это вполне понятное стремление руководства компаний внедрить эффективную и современную автоматизированную систему управления, чтобы снизить издержки, ускорить процесс обработки информации, повысить качество выполняемой работы, в результате чего компания добивается высоких результатов в своей деятельности.

Целью работы является проектирование базы данных для магазина. В рамках выполняемой работы рассмотрены следующие задачи:

• изучение теоретических основ проектирования баз данных;
• обоснование необходимости автоматизации;
• выбор технических и программных средств;
• анализ и общая характеристика предметной области и объекта автоматизации;
• проектирование структуры БД;
• проектирование интерфейса БД.

Объектом исследования является деятельность общеобразовательного учебного заведения. Предмет исследования – процесс автоматизации контроля успеваемости учащихся.

1. Теоретические аспекты проектирования баз данных

1.1. Основные понятия баз данных и СУБД

Данные организации, которая использует ИС, являются одним из ее главных активов. Они хранятся в базах данных (БД) и предоставляются пользователям, интересующимся различными вопросами [7, с.29]. Например, менеджер по продажам может поинтересоваться списком клиентов в табличной форме, производственный менеджер - заказами, находящимися на исполнении, высшее руководство может захотеть проанализировать структуру продаж в графической форме по регионам или магазинам. Все это различные примеры логического представления данных [10, с.37]. И хотя существует огромное количество разных способов просмотреть данные, все же они не хранятся в форме, сразу пригодной для каждого из таких представлений. Данные хранятся в едином физическом представлении, например, в индексно-последовательных файлах. Одной из задач системы управления базой данных (СУБД, или database management system - DBMS) является перевод логического представления каждого пользователя в физическое представление данных, чтобы они могли просмотреть то, что хотят [6, с.39].

Просроченные кредиты

-----------------------------------

ФИО Баланс Задержка

---------- ---------- ----------

Иванов 2354 23

Петров 132 32

Сидоров333465

Продажи по регионам

30%

30%

15%

25%

СУБД

Операционная система

База

данных

Логическое представление данных для двух поль­зователей:

АВ

СУБД переводит логическое представление в команды, по которым данные должны выбираться из БД

Операционная система переводит команды СУБД в команды для выбора данных с дисков.

Рис. 1. Функция СУБД

Часто физическое представление данных сильно отличается от того, как пользователи их получают. Например, баланс клиента, его имя и кредитная история могут храниться в разных файлах и даже на разных компьютерах. СУБД скрывает детали физического представления от пользователей, чтобы они могли сконцентрироваться на логических взаимоотношениях различных показателей [4, с.27].

Чтобы обеспечить предоставление нужных данных нужным пользователям и скрыть информацию от тех, кто ее не должен знать, в базах данных используется два механизма - авторизация пользователей (каждый, кто обращается к БД, должен назвать свое имя и свой пароль) и справочник данных (специальный служебный файл, который для каждого элемента данных содержит его описание, в том числе - кому разрешен его просмотр), который часто называют словарем данных [5, с.22], т.к. от его содержимого зависит, на каком языке «разговаривает» БД, как называет свои элементы.

1.2. Этапы разработки базы данных

Разработка базы данных - поэтапный процесс, в котором можно выделить 6 стадий (рис.2). Экспертам предприятия приходится участвовать в этом процессе почти на всех его стадиях [6, с.21].

Планирование

Эксплуатация

Внедрение

Определение

требований

Логическое

проектирование

Физическое

проектирование

Моделирование данных

Рис. 2. Стадии разработки базы данных

Планирование. Первая стадия - начальное планирование для определения потребностей и возможностей разработки новой системы. Цель - определить, является ли предлагаемая система технологически и экономически возможной. Если это так, то начинается новая стадия [2, с.39].

Определение требований включает определение области применения предлагаемой базы данных, основных требований к программному и аппаратному обеспечению, а также потребностей пользователей. Область применения определяется в консультациях с руководством предприятия и отражает информационные потребности организации, ее стратегические цели и задачи. После этого собирается информация о таких факторах, как число пользователей и ожидаемый объем операций, которые используются для определения основных требований к программному и аппаратному обеспечению новой системы. Данные о потребностях пользователей собираются различными методами, например, с помощью интервью или анкетирования. Эти данные используются для предварительного определения отдельных представлений пользователей (внешних подсхем), которые бы отражали как требования обработки операций, так и требования процесса принятия решений. При разработке базы данных приходится принимать во внимание несколько требований (табл. 1) [4, с.58].

Таблица 1

К сожалению, не всегда возможно добиться наилучших результатов по всем этим требованиям. Во многих случаях приходится идти на компромисс. Например, экономичность часто находится в противоречии с гибкостью и доступностью БД. Поэтому при разработке БД пытаются достичь возможного баланса между целями [4, с.66].

Логическое проектирование. На этом этапе завершается разработка внешних схем БД. Требования различных пользователей и прикладных программ переводятся на язык концептуальной схемы, используя REA модель и E-R диаграммы. Часто на этом этапе выделяются подсистемы будущей БД, отвечающие за различные информационные нужды. Например, подсистемы продаж, закупок, кадров, производства и т.д. Это делается для удобства разработки и эксплуатации БД. Кроме того, на этом этапе определяются первичные и вторичные ключи, разрабатывается справочник данных [7, с.56].

Физическое проектирование состоит в переводе концептуальной разработки в физически существующие структуры хранения данных и работающих с ними программ. Здесь концептуальная схема переводится во внутреннюю, создается справочник данных, определяются способы физического хранения и доступа к БД, в том числе принимаются решения об использовании индексов [4, с.69].

Внедрение и эксплуатация. Внедрение состоит в том, чтобы подготовить, инициировать и запустить все процессы, связанные с эксплуатацией базы данных. Это включает преобразование существующих данных в формат файлов новой базы данных, разработку новых прикладных программ и модификацию существующих, обучение пользователей, тестирование работы БД, переход на ее использование. Стадия эксплуатации включает не просто реальное использование БД, но и наблюдение за ее работой и выявлением неудовлетворенности пользователей, чтобы определить, что необходимо усовершенствовать [8, с.45].

По различным причинам базы данных “стареют” и если простой модификации становится недостаточно, то возникает потребность разработки новых принципов работы. На этом жизненный цикл БД начинается сначала.

Роль экспертов организации. Эксперты организации должны быть вовлечены во все стадии разработки БД. На стадии планирования они предоставляют информацию для оценки возможностей и участвуют в принятии решения по этому вопросу. На стадии определения требований и логического проектирования они участвуют в определении информационных потребностей пользователей, разработке схем, словаря данных, мер контроля. Во время внедрения - в тестировании БД и прикладных программ. Наконец, при эксплуатации они используют БД и помогают принимать решения по ее управлению.

2. Анализ предметной области

2.1. Характеристика объекта исследования

Государственное образовательное учреждение города Москвы Центр образования №1158 (ГОУ ЦО №1158, Центр) является государственным бюджетным общеобразовательным учреждением города Москвы.

Центр образования №1158 является некоммерческой организацией и не ставит извлечение прибыли основной целью свой деятельности.

Учредителем Центра от имени города Москвы и по поручению Правительства Москвы является Департамент образования города Москвы (ДО).

Вышестоящий орган, осуществляющий управление в сфере образования: Южное окружное управление образования Департамента образования города Москвы (ЮОУО).

Центр является юридическим лицом, имеет в оперативном управлении обособленное имущество, может от своего имени приобретать и осуществлять имущественные и личные неимущественные права, нести обязанности, быть истцом и ответчиком в суде.

Центр отвечает по своим обязательствам находящимися в его распоряжении денежными средствами. При недостаточности у Центра указанных средств ответственность по его обязательствам несет собственник имущества, закрепленного за Центром, в порядке, определяемом законом.

Основными целями деятельности Центра образования №1158 являются:

• • 1. Формирование общей культуры личности обучающихся на основе усвоения обязательного минимума содержания общеобразовательных программ, их адаптация к жизни в обществе, создание основы для осознанного выбора и последующего освоения профессиональных образовательных программ, воспитание гражданственности, трудолюбия, уважение к правам и свободам человека, любви к окружающей природе, Родине, семье, формирование здорового образа жизни.
    2. Создание максимально благоприятных условий для умственного, нравственного, физического, эстетического развития личности ребенка.
    3. Формирование у обучающихся адекватной современному уровню знаний и уровню ступени обучения целостной картины мира, адаптация личности к жизни в обществе.
    4. Развитие и совершенствование образовательного процесса, материально-технической базы, осуществление дополнительных мер социальной поддержки обучающихся и работников Центра.

Предметом деятельности Центра является:

1. Реализация основных общеобразовательных программ начального общего, основного общего, среднего (полного) общего образования (базового или профильного), с углублённым изучением предметов гуманитарного или естественнонаучного цикла.
2. Реализация основных общеобразовательных программ дошкольного образования.
3. Реализация программ дополнительного образования.
4. Оказание платных дополнительных образовательных услуг.
5. Организация работы по повышению квалификации педагогических работников Центра.
6. Разработка учебных планов, программ, учебных пособий, научной, методической, справочной литературы.
7. Организация семинаров, конференций, конкурсов, олимпиад, в том числе международных.
8. Использование и совершенствование методик образовательного процесса и образовательных технологий, в том числе дистанционных образовательных технологий.
9. Осуществление внешнеэкономической деятельности в порядке, установленном законодательством Российской Федерации;
10. Иная деятельности, не запрещенная законодательством РФ.