Лекція №4 Проектування інформаційної моделі бази даних Основні розділи лекції



Дата конвертації17.06.2016
Розмір446 b.
ТипЛекція


Лекція №4

  • Проектування інформаційної моделі бази даних


Основні розділи лекції

  • Поняття про інформаційні моделі.

  • Етапи створення бази даних.



1.Поняття про інформаційні моделі

  • Поняття про бази даних.

  • Інформаційна модель-основа БД.

  • Типи представлень ІМ

  • Структура інформаційної моделі

  • Ключові атрибути в ІМ

  • Взаємозв’язки об’єктів ІМ

  • Типи моделей даних



1.1.Поняття про бази даних

  • Під базою даних мають на увазі деяку уніфіковану сукупність даних, що спільно використовуються персоналом/населенням групи, підприємства, регіону, країни, світу.

  • Створення баз даних переслідує такі дві основні мети:

  • понизити надлишовість даних;

  • підвищити їх надійність



Поняття про бази даних

  • Для роботи з БД використовуються системи управління базами даних (СУБД).

  • Життєвий цикл довільного програмного продукту, складається в загальному із таких стадій:

  • проектування;

  • реалізація;

  • експлуатація.

  • найзначнішим фактором в життєвому циклі додатку БД є стадія проектування



1.2.Інформаційна модель-основа БД

  • Організація роботи з даними - це один з найголовніших етапів створення прикладної програми.

  • Інформаційні моделі (ІМ) - це засіб формування уявлення про дані, їх склад і використання в конкретних умовах.



1.3.Типи представлень ІМ

  • концептуальне - охоплює всю задачу з точки зору адміністратора інформаційної системи (ІС) - людини, відповідальної в цілому за роботу БД.

  • зовнішнє - уявлення про задачу з т. з. споживача, (особи, яка розвязує вузьку задачу роботи системи на конкретному робочому місці); - кожна ІС буде мати кілька зовнішніх представлень ІМ.

  • внутрішнє- представлення про інформаційну задачу розробника (програміста) з врахуванням особливостей і можливостей конкретної СУБД і ПК, на яких буде реалізовуватися задача





1.4.Структура інформаційної моделі

  • Основу довільної ІМ складають об’єкти і взаємозв’язки між ними.

  • Об’єкт - довільний предмет реального світу (людина, подія, місце, документ, поняття), про який потрібно мати дані.

  • Атрибути об’єкту - відомості про об’єкт, які мають значення для даної ІМ.

  • Значення даних - це дійсні дані, що містяться в кожному атрибуті



1.4.Структура інформаційної моделі



1.5.Ключові атрибути в ІМ

  • Запис - сукупність пов’язаних за змістом значень даних. Доступ до необхідних значень даних забезпечується за ключовим атрибутом.

  • Ключовий атрибут - це атрибут, за значеннями якого можна однозначно визначити значення інших атрибутів цього ж об’єкту.

  • Ключових атрибутів може бути кілька, залежно від конкретних умов, але значення ключового атрибуту не може дорівнювати нулю.



1.6.Взаємозв’язки об’єктів ІМ



1.6.Взаємозв’язки об’єктів ІМ



1.6.Взаємозв’язки об’єктів ІМ



1.6.Взаємозв’язки об’єктів ІМ



1.7.Типи моделей даних

  • Відмінності в способі представлення взаємозв”язків між об”єктами визначають тип моделі даних. Використовують такі моделі:

  • ієрархічна - організовує дані у вигляді деревовидної структури і є реалізацією логічних зв”язків за типом “ціле-частина” .

  • мережева - дозволяє довільному об”єкту бути пов”язаним з довільним іншим об”єктом. Має складну структуру.

  • реляційна - представляє об”єкти і взаємозв”язки між ними у вигляді таблиць. Це основна модель даних в сучасних СУБД.



2.Етапи створення бази даних

  • Вимоги до бази даних.

  • Переваги реляційної технології БД.

  • Математична модель реляційної БД.

  • Основні етапи проектування БД.

  • Роль ключових полів в РБД.

  • Принципи нормалізації.

  • Операції над таблицями.



2.1.Вимоги до бази даних

  • Задовольняє усі вимоги споживачів до вмісту БД.

  • Гарантує несуперечливість та цілісність даних.

  • Забезпечує природнє, легке для сприйняття структурування інформації.

  • Задовільняє вимоги споживачів до продуктивності бази даних.



2.2.Переваги реляційної технології БД

  • простота за рахунок використання двовимірних таблиць;

  • гнучкість за рахунок використання відношень, які дозволяють отримувати проекції таблиць в різних площинах;

  • чіткий взаємозв”язок атрибутів з різних відношень і файлів;

  • незалежність даних від прикладної програми;

  • проста мова маніпулювання даними, що грунтується на реляційній алгебрі



2.3.Математична модель реляційної БД



2.4.Етапи проектування БД

  • Визначити інформаційні потреби БД.

  • Проаналізувати об”єкти реального світу, які потрібно промоделювати в БД. Сформувати з них сутності і характеристики цих сутностей.

  • Поставити у відповідність сутностям та характеристикам – таблиці і поля в форматі вибраної СУБД.

  • Визначити ключові атрибути.

  • Виробити правила встановлення і підтримки цілісності даних.

  • Встановити зв”язки між об”єктами, провести нормалізацію таблиць.

  • Спланувати питання надійності даних і збереження секретності інформації



2.5.Роль ключових полів в РБД

  • Первинний ключ - атрибут (або їх набір), що може бути використаний для однозначної ідентифікації конкретного кортежу (рядка, запису).

  • Зовнішній ключ - механізм підтримки цілісності даних в СУБД - деякому атрибуту (або групі) одного відношення призначається посилання на первинний ключ іншого відношення - закріпляються зв”язки підлеглості між цими відношеннями.

  • Індексування - механізм СУБД для прискорення доступу за первинним ключем - це інвертований деревовидний список, що вказує на дійсне місцезнаходження запису для кожного первинного ключа.



2.6.Принципи нормалізації.

  • Метою нормалізації відношень БД є усування надлишковості даних.

  • Кожна таблиця в РБД повинна задовільняти умову: на перетині кожного рядка і стовпчика завжди знаходиться єдине значення, і ніколи - множина значень.

  • Процес нормалізації полягає в зведенні таблиць до нормальних форм:

  • усунення груп, що повторюються (1НФ);

  • знищення частково залежних атрбутів (2НФ);

  • знищення транзитивно залежних атрибутів (3НФ).



2.7.Операції над таблицями.

  • Вибірка - генерація запиту за алгоритмом: “Вибрати з <ім”я таблиці> ті записи, які задовольняють умову <умова>, і помістити їх в <результат>.

  • Проекція - генерація запиту за алгоритмом: “Вибрати всі значення <ім”я поля> з <ім”я таблиці> і помістити в <результат>”. Це “вертикальна” вибірка з таблиці.

  • Об”єднання - нова таблиця містить всі неповторювані записи кількох таблиць.

  • Переріз - нова таблиця містить лише спільні записи кількох таблиць.

  • Різниця - нова таблиця містить лише неповторювані записи першої таблиці.



  • Розробка РБД медико-діагностичного призначення за допомогою Microsoft Access



Основні розділи лекції

  • Коротка характеристика Access.

  • Створення нової БД.



1.Коротка характеристика Microsoft Access

  • Microsoft Access — це комбінація диспетчера настільної бази даних і завершеної СУРБД SQL.

  • У Access використовується один файл БД, що містить усі таблиці, що належать базі даних.

  • Механізм Jet 2+ забезпечує цілісність доменів на рівні полів і таблиць.

  • Діалект мови SQL: SQL Jet — це власний метод обробки даних у таблицях



2. Створення нової БД

  • Послідовність розробки БД у MS Access.

  • Навчальна задача.

  • Реалізація задачі засобами MS Access



2.1.Послідовність розробки БД у MS Access

  • Підготовчий етап - проектування РБД.

  • Створення таблиць БД.

  • Створення зв’язків між таблицями.

  • Розробка форм для вводу (виводу) даних у таблиці (з таблиць).

  • Розробка запитів для визначення заданих параметрів.

  • Розробка звітів для одержання паперових копій.



2.2.Навчальна задача

  • На дільниці в сімейного лікаря нараховується 15 осіб чоловічої і 15 осіб жіночої статі. Необхідно створити базу даних, в яку увійдуть відомості про паспортні дані пацієнтів і результати їх обстежень -аналізів крові.

  • Проаналізувавши умову задачі, можна запропонувати наступний проект БД:



Навчальна задача

  • Перелік сутностей та їх взаємозв’язок:







Навчальна задача-схема БД



2.3.1.Запуск MS Access та створення нової БД

  • Запуск Microsoft Access здійснюється аналогічно як будь-яка програма з пакету Microsoft Office.

  • При запуску Access пропонує:

  • створити нову базу (файл БД);

  • запустити майстер створення БД;

  • відкрити існуючу







2.3.1.1.Робоче вікно БД Access



2.3.2.Створення таблиць БД

  • шляхом вводу даних – ввід даних напряму, як у Excel. Тип даних та розмір поля визначаються Access автоматично.

  • за допомогою майстра – вибір полів таблиці з наперед заданого переліку.

  • у режимі конструктора – дозволяє інтерактивно вказати імена полів, вибрати їх типи, встановити додаткові властивості .

  • імпорт таблиць - можна використати існуючі таблиці іншої БД, електронні таблиці (Excel) і навіть таблиці текстових файлів.

  • зв’язок з таблицями – дозволяє встановити зв'язок з таблицями іншої БД Access.





2.3.2.1.Конструктор таблиць

  • В режимі конструктора для створення таблиці слід:

  • вказати ім‘ена полів – не більше 64 символів за винятком: крапки (.), (!), лапок () прямих дужок ( ).

  • вибрати тип даних полів – встановлюється шляхом вибору з списку наявних полів.

  • задати властивості полів - розмір, формат, значення по замовчуванню, і інші властивості.

  • визначити ключові поля – згідно розробленої ІМ.

  • назвати таблицю і зберегти її - так, як документів Office –піктограмка "Сохранить" на ПІ або команда"Сохранитоь" меню "Файл”





2.3.2.2.Типи даних полів



2.3.2.3.Властивості полів

  • Властивості полів задаються наступним чином:

  • Активується поле, для якого слід встановити значення властивості.

  • Встановлюється значення відповідної властивості.

  • Для ключових полів слід задавати:



2.3.3.Зв’язування таблиць БД

  • В меню Сервис вибрати пункт Схема данных

  • У вікні Добавление таблицы Access пропонує список таблиць які можна добавити у схему даних.

  • Зв'язок створюється шляхом перетягування мишею поля однієї таблиці на поле іншої.

  • Відношення "один-до-одного" реалізується зв'язуванням таблиць по первинному ключу.

  • Відношення "один-до-багатьох" реалізується зв'язуванням первинного ключа однієї таблиці та зовнішнього ключа другої таблиці





2.3.3.1.Редагування зв’язків

  • Наявні зв'язки в вікні Схема данных відображаються лініями.

  • Команди редагування і знищення ліній зв’язку присутні в контекстному меню лінії.

  • Після внесення змін у Схема данных слід виконати операцію збереження.

  • Встановлення відмітки "Обеспечение целосности данных“ означає, що при роботі з записами таблиці будуть враховуватися зв'язки даної таблиці з іншими



2.3.3.1.Редагування зв’язків



2.3.3.1.Редагування зв’язків



2.3.4.Створення форм у БД

  • Рядовий користувач БД в першу чергу повинен буде працювати з формами. Тому створенню зручних форм слід приділити велику увагу.

  • Для створення форм слід перейти на вкладку Форми вікна БД.

  • Перелік способів створення форм можна побачити, натиснувши кнопку "Создать" - з'являється вікно "Новая форма"



2.3.4.Створення форм у БД



2.3.4.1.Типи форм

  • Прості - базуються на даних однієї таблиці чи запиту – в стовбчик, стрічкова, таблиця;

  • Складені - дають можливість вводити дані в дві і більше таблиць одночасно – головна форма завжди має тип “в стовбчик”, підлегла - будь-який тип простої або спеціальної форми;

  • Спеціальні - містять спеціальні об'єкти (діаграми, звідні таблиці, і т.п.);

  • Керуючі – мічстять лише кнопки для відкривання інших форм;





2.3.4.1.Типи форм





2.3.4.1.Типи форм



2.3.4.2.Майстер форм

  • Запускається: кнопка “Создать” відкна БД – пункт “Мастер” діалогового вікна “Новая форма”.

  • Основні кроки майстра:

  • вибір полів даних з таблиці (запиту);

  • задання типу представлення даних (лише для складених форм);

  • вибір зовнішнього вигляду форми;

  • вибір стилю форми;

  • задання імені та збереження форми.



2.3.4.3.Вибір полів таблиць



2.3.4.4.Вибір представлення даних



2.3.4.5.Конструктор форм

  • Запускається кнопкою “Конструктор” на ПІ вікна БД.

  • Дозволяє створювати форму "від нуля" або редагувати вже існуючу (створену за допомогою майстра).

  • При створенні форм на заготовці форми розміщуються окремі елементи – лінійки вводу, списки, перемикачі, підлеглі форми, кнопки, та ін., після чого кожен з них зв'язується з відповідним набором даних.

  • При редагуванні можна змінити положення, оформлення та відповідність набору даних кожного елемента кервання форми.







2.3.5.Створення звітів у БД

  • Використовуються для виводу інформації з БД на паперові носії.

  • Створюються на основі таблиць або запитів (частіше).

  • Для роботи з звітами слід перейти на сторінку "Отчеты" вікна БД.

  • Основні способи створеннямайстер, конструктор, автозвіт. Повний перелік способів створення звітів можна побачити, натиснувши кнопку "Создать" - з'являється вікно "Новый отчет"



2.3.5.Створення звітів у БД





2.3.5.1.Типи звітів

  • Стовпчиковий звіт - один запис на кожній сторінці відображується у вертикальному вигляді;

  • Стрічковий звіт - записи виводяться горизонтально. Дані з багатьох полів в такому звіті виводяться у вигляді колонок, тому він називається табличним звітом;

  • Групуючий звіт - дані згруповані за підсумками;

  • Звіт-поштові наклейки - дані згруповані і відформатовані, наприклад у вигляді поштових наклейок;

  • Звіт-діаграма - дані представлені виключно в графічному вигляді.



2.3.5.2.Методи створення звітів

  • "Автоотчёт" - найпростіший спосіб. Недоліки:

  • джерело даних – лише одна таблиця чи запит;

  • звіт має примітивне оформлення.

  • Переваги Майстра звітів:

  • максимально подібний до майстра форм;

  • можливо створювати звіти на основі двох і більше таблиць;

  • можливості групування та підсумовування даних;

  • широкі можливості щодо форматування та стильового оформлення звіту.

  • "Конструктор" – широкі можливості, однак необхідні знання мови програмування Visual Basic For Application (VBA).



2.3.5.Редагування звітів

  • Редагування звіту проводиться в режмі “Конструктор ”. Вікно має вид, аналогічний вікну конструктора форм.

  • Будь-який звіт має наступну структуру:

  • Заголовок звіту

  • Верхній колонтитул

  • Область даних

  • Нижній колонтитул

  • Примітка звіту

  • Редагування елеменів керування та відображення у звіті виконується за допомогою діалогового вікна “Свойста” (як і у формі).





  • Розробка запитів до РБД Microsoft Access медико-діагностичного призначення



Основні розділи лекції

  • Створення простих запитів.

  • Статистичні розрахунки за допомогою запитів.

  • Використання мови SQL



1.Створення простих запитів

  • Поняття запиту.

  • Методи створення запитів.

  • Конструктор запитів.

  • Порядок створення запитів

  • Запуск, збереження і копіювання запитів.

  • Встановлення умов відбору

  • Логічні вирази в запитах

  • Створення розрахункових полів.



1.1.Поняття запиту до БД

  • Запити - об’єкти БД, які зберігаються і можуть багаторазово використовуватися. Призначені для пошуку та обробки інформації в таблицях БД.

  • При створенні запиту задаються умови відбору, за допомогою яких здійснюється вибірка необхідних записів з таблиць і розміщення їх в нові динамічні набори (проекції таблиць).

  • В більшості сучасних СУРБД для написання запитів явно або неявно використовується мова SQL (Structured Query Language – мова структурованих запитів)



1.2.Створення запитів до БД

  • Конструктор – універсальний спосіб створення запитів будь-якого типу.

  • Простой запрос - майстер дає можливість створити запит, що базується на одній або кількох таблицях, а також підвести підсумки. .

  • Перекрестный запрос – такі запити виводять дані в формі, що подібна до електронної таблиці, і використовуються для підведення підсумків.

  • Повторяющиеся записи - запит вибирає записи, що повторюються в даній таблиці.

  • Записи без подчиненных - запит вибирає записи в головній таблиці, які не містять запписів в підлеглих таблицях .





1.3. Конструктор запитів

  • Для створення запитів слід активувати вкладку Запросы вікна БД.

  • Конструктор запросов MS Access дозволяє:

  • створювати запити в режимі розмітки QBE (Query by example – запит за зразком).

  • В режимі діалог добавляти таблиці, їх поля та вирази в бланк запиту.

  • Запускати запити на виконання і проглядати результати роботи запитів.

  • Запускати перегляд та редагування розробленого запиту в редакторі мови SQL.



1.3.1.Вікно конструктора запитів



1.4.Порядок створення запиту

  • Запустити конструктор запитів.

  • Добавити таблиці, дані з яких будуть вибиратися в запиті.

  • В рядку “Имя таблицы” з списку вибрати ім’я таблиці.

  • В рядку “Имя поля” з списку вибрати конкретне поле, вміст якого необхідно відобразити запитом.

  • Задати режим сортування в рядку “Сортировка

  • Задати умову відбору в рядку “Условие отбора”.



1.5.Запуск і збереження запиту

  • Запуск запиту можна за допомогою кнопки Запуск на ПІ.

  • Збереження запиту здійснюється командою меню Файл - Сохранить (або кнопкою на ПІ). При першому збереженні слід вказати ім’я запиту. При повторному збереженні цього не треба.

  • Для створення подібних запитів зручно застосовувати команду меню Файл - Сохранить как... При цьому створюється копія вихідного запиту під новим ім’ям.



1.5.Запуск і збереження запиту



1.5.Запуск і збереження запиту



1.6.Встановлення умов відбору

  • Для вибіпрки інформації з таблиць БД по певному критерію, слід задати умову відбору в рядку “Условие отбора”.

  • Наступний запит буде виводит дані лише для осіб жіночої статі



1.6.Встановлення умов відбору



1.7.Логічні вирази в запитах

  • В умовах відбору допускаються такі логічні оператори:

  • стандартні (= , < , <= , > , >= , <>);

  • додаткові: AND, OR, NOT.



1.8.Математичні розрахунки

  • В загальному виді, динамічні поля створюються так:

  • Ім’яСтовпчика : вираз

  • Вираз  це формула для розрахунку.

  • Аргументами виразів можуть бути:

  • константи;

  • назви полів таблиць, що містять вихідні дані для розрахунків

  • функції, в т.ч. підготовлені за допомогою “Построителя выражений



1.8.1.Приклад виразу

  • Необхідно розрахуквати кольоровий показник крові по формулі:

  • Вираз в запиті до БД матитме такий вид:

  • КП: [назва поля]*3/([назва поля]*100)

  • У квадратних дужках вказуються повні назви полів таблиць згідно конкретної бази даних!





2.Статистичні розрахунки за допомогою запитів

  • Групування даних.

  • Агрегатні функції.

  • Приклад запиту



2.1.Групування даних у запитах

  • Режим статистичного аналізу вмикається за допомогою команди Групповые операции в меню Вид (або кнопкою на ПІ). В розмітку QBE додається рядок “Групповые операции



2.1.1.Встановлення групування

  • Для проведення агрегатування даних в полі “Групповые операции“ з списка слід вибрати одну з функцій агрегатування даних.



2.2.Статистичні функції



2.3.Приклад запиту для проведення статистичних операцій

  • Необхідно розробити наступний запит: “Розрахуйте середні значення концентрації гемоглобіну, кількості еритроцитів та кольорового показника осіб жіночої статі.”



2.3.Приклад запиту для проведення статистичних операцій



2.3.1.Зауваження

  • Запит для проведення статистичних розрахунків не повинен містити полів з унікальними ідентифікаторами даних (наприклад, поле первинного ключа, поля “Прізвище”, “Ім’я”)



3.Використання мови SQL

  • Основні поняття SQL

  • Запит до однієї таблиці на SQL

  • Запити з використанням декількох таблиць



3.1.Основні поняття SQL

  • Structured Query Language (SQL) – мова структурованих запитів - мова програмування, орієнтована спеціально на реляційні бази даних.

  • Розроблена дана мова в кінці 70-рр. ХХст. фірмою IBM для роботи з СУРБД DB2.

  • З 1987р. – міжнародний стандарт роботи з даними. Робота з мовою SQL підтримується всіма сучаснними СУРБД.

  • Структура базового діалекту мови регламентується ANSI (Американський Національний Інститут Стандартів).



3.1.1.Види операторів SQL

  • визначення даних (БД, визначення і знищення таблиць і індексів) ;

  • запиту на вибір даних (SELECT);

  • модифікації даних (додавання, видалення і обновлення);

  • арифметичних обчисленнь, обробки текстів і логічних значень;

  • створення представлень (віртуальних таблиць);

  • упорядкування рядків та стовбців таблиці;

  • агрегатування даних: групування даних і застосування до цих груп деяких статистичних функцій.



3.1.2.Особливості таблиць SQL

  • SQL використовує і створює ряд віртуальних таблиць: представлень, курсорів, неіменованих робочих таблиць, у яких формуються результати запитів на одержання даних з базових таблиць.



3.1.3.Типи даних у SQL



3.1.4.Стуктура запиту на SQL

  • SELECT перелік полів даних, формул для обчислення значнь нових полів, агрегатних функцій.

  • Імена полів записуються в [], розділювач – кома.

  • FROM перелік таблиць, з яких вибираються значення полів;

  • WHERE перелік умов для відбору даних (набір логічних функцій);

  • GROUP BY перелік полів для групування даних

  • Застосовується при використанні агрегатних функцій в операторі SELECT;

  • HAVING перелік умов відбору груп заданих у попередньому операторі;



3.2.Простий запит на мові SQL

  • Для редагування запиту на SQL слід:

  • Відкрити запит в режимі конструктора;

  • Або запустити конструктор для створення нового запиту. При цьому добавляти таблиці в бланк QBE не треба;

  • В меню «Вид» вибрати «Режим SQL»;

  • В вікні редактора ввести текст запиту.

  • Примітка:

  • Оператори мови SQL можна писати в один рядок, додаткове вирівнювання і форматування тексту непотрібне. Завершується запит символом «;».





3.3.Запит до кількох таблиць

  • Реалізація запиту до кількох таблиць на SQL виконується аналогічно до простого запиту, окрім:

  • В секції WHERE слід вказати умову для з’єднання таблиць, наприклад:

  • pasport.[СodePerson]=result.[CodePerson]

  • Приклад запиту:



Висновки

  • У даній лекції висвітлено такі питання:

  • Поняття про інформаційні моделі.

  • Етапи створення бази даних.

  • Коротка характеристика Aceess.

  • Створення нової БД.

  • Створення простих запитів.

  • Статистичні розрахунки за допомогою запитів.

  • Використання мови SQL для створення запитів



Джерела додаткової інформації

  • Електронний посібник на локальній веб-сторінці кафедри:

  • http://miserver/

  • http://10.21.0.49/

  • Марценюк В.П. Медична інформатик. Проектування та розробка баз даних. – Тернопіль,: Укрмедкнига 2000р.

  • Посібник з медичної інформатики для студентів 2-го курсу медичного факультету.



Каталог: data -> kafedra -> internal -> informatika -> presentations
presentations -> лат. «informatio» відомості, повідомлення) сукупність даних про обєкти,процеси, явища, що їх можна одержувати, передавати, переробляти, зберігати, використовувати. «Інформація»
presentations -> Основні розділи Загальна характеристика пакету Microsoft Office
presentations -> Визначеність
presentations -> Інформаційні системи. Інформаційні системи
presentations -> лат. «informatio» відомості, повідомлення) сукупність даних про обєкти,процеси, явища, що їх можна одержувати, передавати, переробляти, зберігати, використовувати. «Інформація»
presentations -> Нехай F(x) функція розподілу змінної X. Тоді: Нехай F(x) функція розподілу змінної X. Тоді
presentations -> Основні поняття про мережеві технології. Основні поняття про мережеві технології
presentations -> Основні розділи Загальна характеристика пакету Microsoft Office
presentations -> Переваги використання мереж


Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©pres.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка