Файл: Безопасность баз данных.pdf

Основными недостатками реляционной модели являются следу­ющие: отсутствие стандартных средств идентификации отдельных за­писей и сложность описания иерархических и сетевых связей.

1.4. Реляционные базы данных

Реляционная модель данных (РМД) некоторой предметной области представляет собой набор отношений, изменяющихся во времени. При создании информационной системы совокупность отношений позво­ляет хранить данные об объектах предметной области и моделировать связи между ними.

Реляционная база данных представляет собой хранилище данных, содержащее набор двухмерных таблиц. Данные в таблицах должны удовлетворять следующим принципам.

1. Значения атрибутов должны быть атомарными (иными словами,
каждое значение, содержащееся на пересечении строки и колонки,
должно быть не расчленяемым на несколько значений).

2. Значения каждого атрибута должны принадлежать к одному и то­му же типу.

3. Каждая запись в таблице уникальна.

4. Каждое поле имеет уникальное имя.

5. Последовательность полей и записей в таблице не существенна.
Отношение является важнейшим понятием и представляет собойдвумерную таблицу, содержащую некоторые данные.

Сущность есть объект любой природы, данные о котором хранятся в базе данных. Данные о сущности хранятся в отношении.

Атрибуты представляют собой свойства, характеризующие сущ­ность. В структуре таблицы каждый атрибут именуется и ему соответ­ствует заголовок некоторого столбца таблицы.

Ключом отношения называется совокупность его атрибутов, одно­значно идентифицирующих каждый из кортежей отношения. Иными словами, множество атрибутовК, являющееся ключом отношения, обладает свойством уникальности. Следующее свойство ключа — не­избыточность. То есть никакое из собственных подмножеств множе­стваКне обладает свойством уникальности.

Каждое отношение всегда имеет комбинацию атрибутов, которая может служить ключом. Ее существование гарантируется принципом № 3 РМД. По крайней мере, вся совокупность атрибутов обладает свойством уникальности.

Возможны случаи, когда отношение имеет несколько комбинаций атрибутов, каждая из которых однозначно определяет все кортежи от­ношения. Все эти комбинации атрибутов являются возможными клю­чами отношения. Любой из возможных ключей может быть выбран как первичный.

Ключи обычно используют для достижения следующих целей:

• исключения дублирования значений в ключевых атрибутах (осталь­ные атрибуты в расчет не принимаются);
• упорядочения кортежей. Возможно упорядочение по возраста­нию или убыванию значений всех ключевых атрибутов, а также смешанное упорядочение (по одним — возрастание, а по другим — убывание);
• организации связывания таблиц.

Важным является понятие внешнего ключа. Внешний ключ можно определить как множество атрибутов одного отношения R2, значения которых должны совпадать со значениями возможного ключа другого отношения R1.

Атрибуты отношения К2, составляющие внешний ключ, не являют­ся ключевыми для данного отношения.

С помощью внешних ключей устанавливаются связи между отно­шениями.

Ограничения целостности реляционной модели можно разделить на две группы — ограничения целостности сущностей и ограничения це­лостности ссылок.

Ограничения целостности сущностей заключаются в требовании уникальности кортежей отношения (записей таблицы). Отсюда выте­кают следующие ограничения:

• отсутствие кортежей-дубликатов (данное требование предъявля­ется лишь к атрибутам первичных ключей);
• отсутствие атрибутов с множественным характером значений.

Ограничения целостности ссылок заключаются в том, что для лю­бой записи с конкретным значением внешнего ключа должна обяза­тельно существовать запись связанной таблицы-отношения с соответ­ствующим значением первичного ключа.

К отношениям можно применять систему операций, позволяющую получать одни отношения из других. Например, результатом запроса к реляционной БД может быть новое отношение, вычисленное на ос­нове имеющихся отношений. Поэтому можно разделить обрабатыва­емые данные на хранимую и вычисляемую части.

Основной единицей обработки данных в реляционных БД являет­ся отношение, а не отдельные его кортежи (записи).

Отсутствие упорядоченности записей в таблицах усложняет поиск. На практике с целью быстрого нахождения нужной записи вводят ин­дексирование полей (обычно ключевых). Создание индексных масси­вов заключается в построении дополнительной упорядоченной инфор­мационной структуры для быстрого доступа к записям.

1.5. Проектирование реляционных баз данных

Проектирование баз данных информационных систем является до­статочно трудоемкой задачей. Оно осуществляется на основе форма­лизации структуры и процессов предметной области, сведения о которой предполагается хранить в БД. Различают концептуальное и схемно-структурное проектирование.

Концептуальное проектирование БД ИС является в значительной степени эвр'истическим процессом. Адекватность построенной в его рамках инфологической модели предметной области проверяется опытным путем, в процессе функционирования ИС.

Перечислим этапы концептуального проектирования:

• изучение предметной области для формирования общего пред­ставления о ней;
• выделение и анализ функций и задач разрабатываемой ИС;
• определение основных объектов-сущностей предметной области
  и отношений между ними;
• формализованное представление предметной области.

При проектировании схемы реляционной БД можно выделить сле­дующие процедуры:

• определение перечня таблиц и связей между ними;
• определение перечня полей, типов полей, ключевых полей каж­дой таблицы (схемы таблицы), установление связей между таб­лицами через внешние ключи;
• установление индексирования для полей в таблицах;
• разработка списков (словарей) для полей с перечислительнымиданными;
• установление ограничений целостности для таблиц и связей;
• нормализация таблиц, корректировка перечня таблиц и связей. Проектирование БД осуществляется на физическом и логическом уровнях. Проектирование на физическом уровне реализуется сред­ствами СУБД и зачастую автоматизировано.

 Логическое проектирование заключается в определении числа и структуры таблиц, разработке запросов к БД, отчетных документов, создании форм для ввода и редактирования данных в БД и т. д.

Одной из важнейших задач логического проектирования БД явля­ется структуризация данных. Выделяют следующие подходы к проек­тированию структур данных:

• объединение информации об объектах-сущностях в рамках одной таблицы (одного отношения) с последующей декомпозицией на несколько взаимосвязанных таблиц на основе процедуры норма­лизации отношений;
• формулирование знаний о системе (определение типов исходных данных и взаимосвязей) и требований к обработке данных, полу­чение с помощью СА5Е-системы готовой схемы БД или даже го­товой прикладной информационной системы;
• осуществление системного анализа и разработка структурных моделей.

2. Практическая часть

2.1 Постановка задачи

2.1.1. Цель решения задачи

Пекарня осуществляет деятельность, связанную с выпечкой и продажей различных изделий. Руководство предприятия озабочено отслеживанием за стоимостью выпеченных изделий. Чтобы компании не остаться в проигрыше необходимо контролировать стоимость выпеченных изделий. Поэтому принято решение отслеживать стоимость выпеченных изделий с помощью нескольких калькуляции стоимости, в которых должны быть пока­затели, содержащие сведения о стоимости компонентов для каждого выпеченного изделия. Задача, которая будет решаться в программной среде MS Excel ежемесячно, называется «Учет стоимости выпечки».

Цель решения данной задачи состоит в своевременности отслеживания цены на выпеченную продукцию.

2.1.2. Условие задачи

Входной оперативной информацией служит ведомость учета стоимости выпеченных изделий, содержащая следующие реквизиты (услов­ная форма): наименование изделия, количество, цена, сумма. В качестве входной информации используется документ «Ведомость учета стоимости выпеченных изделий». На его основании созда­ется следующая экранная форма:

Условно-постоянной информацией (справочной) служат следующие реквизиты: наименование и цена.

Для решения задачи используются два справочника:

• справочник прайс-листа, который служит для получения стоимости выпечки.

Структура документа стоимости компонентов

В результате следует получить ведомости со следующими рекви­зитами: наименование изделия, состав, стоимость компонента в изделии (в денежном виде), всего по первому и второму виду выпечки, итого по двум выпечкам. Информация выдается в следующих документах:

Кроме того, информацию, находящуюся в таблицах для анализа, необходимо представить в виде диаграмм.

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

2.2. Компьютерная модель решения задачи

2.2.1. Информационная модель решения задачи

Информационная модель, отражающая взаимосвязь исходных и результирующих документов, приведена на рис. 1.

Справочник прайс-листа

Ведомость продаж

Электронная версия ведомости продаж

1

2

3

4

5

Рис. 1. Информационная модель взаимосвязи исходных и результирующих данных

1 – документ (ведомость продаж), 2 – справочник прайс-листа, 3 –итоговая ведомость, 4–диаграмма.

2.2.2. Аналитическая модель решения задачи

Для получения ведомости «Ведомость продаж» необходимо рассчитать следующие показатели:

• сумму стоимости по каждому виду выпечки;

• общую сумму стоимости выпечки.

Расчеты выполняются по следующим формулам:

Ci=ΣSi

где Si – сумма стоимости i-оговиды выпечки; C – общая сумма стоимости выпечки.

Показатели, определяющие содержание результирующих докумен­тов «Ведомость продаж» анали­тического представления не требуют, так как их можно получить с помощью фильтров с указанием нужных кодов материалов.

2.2.3.Технология решения задачи

1. ЗапускаемExcel:

2. Переименовываем «Лист 1» в «Прайс-лист».

3. Переименовываем «Лист 2» в «Ведомость продаж».

5. На листе «Прайс-лист» создаем справочник прайс-лист.

Рис.2. Справочник «Прайс-лист»

На листе «Ведомость продаж» создаем «Ведомость продаж».

Рис.3. Справочник «Ведомость продаж»