Технические и другие средства, используемые при проведении практики

В качестве материально-технического обеспечения второй вычислительной практики используется класс персональных компьютеров типа Pentium-IV, оснащенных прикладным программно-математическим обеспечением, позволяющим осуществлять проектирование ИС, осуществлять проектирование и разработку баз данных, а также реализовывать объектно-ориентированное ПМО.

Для проектирования ИС рекомендуется использовать платформу визуального моделирования Sparx Systems Enterprise Architect.

Для разработки баз данных рекомендуется использовать систему управления базами данных СУБД Microsoft Access (или Microsoft SQL Express).

Для разработки ПМО ИС рекомендуется использовать интегрированную среду разработки Borland Delphi 7 (или более поздней версии). (для выполнения 2-й вычислительной практики).

Для разработки математических моделей и алгоритмов функционирования отдельных элементов информационных систем рекомендуется использовать интегрированную среду разработки Turbo Pascal 7.0. (для выполнения 2-й вычислительной практики).

Методические указания по выполнения заданий

В настоящем разделе приводятся общие требования и рекомендации по выполнению заданий 1-й и 2-й вычислительной практики.

Методические указания по выполнения заданий 2-й вычислительной практики.

В процессе выполнения 2-й вычислительной практики студенты должны спроектировать и реализовать информационную систему, предназначенную для решения определенной технической задачи с использованием методов математического моделирования, обеспечивающую возможность хранения и накопления результатов исследования в реляционной базе данных.

Проектирование разрабатываемой информационной системы включает в себя 2 основные подзадачи:

- проектирование БД, предназначенной для накопления информации о результатах исследований;

- проектирование архитектуры программно-математического обеспечения (ПМО), обеспечивающего реализацию функций, необходимых для решения поставленной задачи.

На начальном этапе проектирования решение данных задач может осуществляться независимо друг от друга, однако по мере уточнения деталей реализации ИС, будет возникать необходимость в проведении совместного анализа решения каждой из подзадач.

Общие указания по проектированию баз данных

Проектирование БД можно начинать с неформального ответа на 2 вопроса:

1. Что необходимо хранить в БД;

2. Какие связи между данными следует поддерживать в БД.

Для ответа на данные вопросы необходимо выделить сущности и атрибуты, характерные для решаемой задачи. Сущность – это класс однотипных объектов, информацию о которых необходимо хранить в БД. Атрибуты – характерные свойства сущности. Также на данном этапе можно определить типы данных, соответствующие каждому из атрибутов сущностей. Одним их важных и принципиальных моментов проектирования БД является определение того, может ли поле содержать значение NULL. Определению данного обстоятельства следует уделить особое внимание, более подробно изучив особенности решения целевой задачи ИС.

При определении связей между сущностями и их атрибутами следует определить тип каждой из связей. Традиционно различают 3 типа связей: «один к одному», «один ко многим», «многие ко многим». При этом необходимо обратить внимание на связи типа «один к одному». Появление таких связей может свидетельствовать о некорректном определении сущностей и атрибутов, когда разработчик вместо одного из атрибутов выделил отдельный тип сущности. В этом случаем рекомендуется еще раз пересмотреть номенклатуру выделенных сущностей и атрибутов.

Для наглядного представления сущностей и связей рекомендуется использовать модель «сущность-связь» (ER-модель).

На следующем этапе проектирования необходимо провести нормализацию данных. При этом рекомендуется последовательно привести таблицы БД к первой, второй и третьей нормальной форме.

В таблице, приведенной к первой нормальной форме, каждое из полей должно быть неделимым и не может содержать повторяющиеся группы данных.

Также на данном этапе следует определить существующие в БД зависимости. Функциональные зависимости – это связи, которые могут возникнуть между атрибутами, хранящихся в БД сущностей. Говорят, что один атрибут (A) функционально зависит от другого (B), если каждому значению A однозначно соответствует значение B.

Частичная зависимость возникает при наличии взаимосвязи между отдельным атрибутом и группой атрибутов отношения, выполняющих роль ключа отношения. В этом случае какой-то из атрибутов отношения оказывается в зависимости не от всего ключа, а только от определенной его части.

Для полной зависимости существует взаимно однозначное соответствие между двумя атрибутами отношения, то есть значение A однозначно определяет значение B, и обратно, значение B однозначно определяет значение A.

Транзитивная зависимость возникает между атрибутами, когда они связаны друг с другом через посредника. Например, если атрибут В зависит от A, а атрибут C зависит от B, то между атрибутами A и C существует транзитивная зависимость. При этом предполагается, что обратная зависимость отсутствует

После приведения к первой нормальной форме следует определить первичные ключи таблиц. В качестве первичных ключей рекомендуется использовать автоинкрементные поля, хотя такой подход не является единственно возможным.

Приведение ко второй нормальной форме осуществляется на основе анализа функциональных зависимостей. Таблица соответствует второй нормальной форме, если она приведена к 1NF ив ней отсутствуют частичные зависимости. По сути, приведение к 2NF осуществляется путем добавления к таблице простого первичного ключа. Однако, это решение также не является единственным. Например для приведения к 2NF можно разделить таблицу таким образом, чтобы атрибуты с частичной зависимостью и элементы составного ключа разошлись по отношениям. Тем не менее, первый способ является более предпочтительным.

Следующим этапом нормализации является приведение к третьей нормальной форме 3NF. В таблицах, приведенных к 3NF должны отсутствовать неключевые поля, связанные с неключевыми полями других таблиц. По сути это правило означает, что в таких таблицах не должно быть транзитивных зависимостей. Транзитивную зависимость A-B-C устраняют за счет выделения атрибутов B-C, или A-B в отдельную таблицу. Связи между таки таблицами строятся по ключевым полям; первичный ключ главной таблицы соединяется с внешним ключом подчиненной таблицы.

Работа с базами данных с использованием утилиты Microsoft SQL Server Management Studio

Утилита Microsoft SQL Server Management Studio поставляется совместно с СУБД Microsoft SQL Server и предлагает широкий набор функций по администрированию БД.

Создание базы данных

На рис 4.2.1 представлен вид основного окна Management Studio. Для создания новой БД необходимо выбрать команду New Database из контекстного меню раздела Databases в проводнике объектов, доступном в левой части окна.

В появившемся окне мастера создания БД (рис. 4.2.2) необходимо ввести имя создаваемой БД в поле Database Name. Остальные параметры можно оставить по умолчанию, после чего нажать кнопку Add.

 

 

 

Рис. 4.2.1. Создание базы данных

 

 

Рис. 4.2.2. Окно мастера создания БД

После этого созданная БД должна отобразиться в Проводнике в разделе Databeses (Рис. 4.2.3)

 

 

Рис. 4.2.3 Внешний вид проводника после создания БД

Создание таблицы в БД

Для создания таблицы необходимо выбрать в проводнике БД, для которой необходимо создать таблицу, после чего щелчком провой кнопкой мыши вызвать контекстное меню и выбрать пункт New Table (рис 4.2.4).

После выбора пункта New Table отобразиться окно мастера создания таблицы, в котором необходимо ввести наименование самой таблицы, наименования полей таблицы, тип данных, хранящихся в данном поле и в случае необходимости выставить флаги, отвечающие за то, что данное поле может не содержать значений (рис. 4.2.5.).

 

Рис. 4.2.4. Создание таблицы БД

 

 

 

Рис. 4.2.5. Создание полей таблицы БД

После описания параметров каждой из создаваемых таблиц, необходимо сохранить ее выбрав пункт контекстного меню Save <Имя таблицы> (рис. 4.2.6).

Создаваемые таблицы будут отображаться в разделе Tables выбранной в проводнике БД.

Рис. 4.2.6. Сохранение созданной таблицы

Создание первичного ключа

Для создания первичного ключа в существующей таблице необходимо выбрать поле, которое необходимо сделать первичным ключом, правой кнопкой мыши вызвать контекстное меню и выбрать пункт Set Primary Key. (рис. 4.2.7).

Для того, чтобы сделать поле первичного ключа автоинкрементным необходимо установить следующие значения для свойств данного поля:

Is Identity = Yes

Identity Increment = 1 (или другое значение инкремента) (рис. 4.2.8).

Рис. 4.2.7. Создание первичного ключа таблицы

 

Рис. 4.2.8. Настройка свойств первичного ключа