бд. метод указ Проектирование БД. Методическое указания для выполнение лабораторных работ по дисциплине
 Скачать 0.74 Mb.
|
|
Бизнес-правило 1 Студент не может учиться в двух группах одновременно. Не может быть двух студентов с одинаковыми номерами зачетной книжки. Не существует групп без старост, следовательно, первый вводимый в группу студент – староста этой группы, что реализуется рекурсивной связью. На основе Бизнес-правила 1 мы получаем следующий сегмент ER-модели.  Рисунок 1.2 –ER–диаграмма бизнес-правила 1 Бизнес-правило 2 Преподаватель не может работать на нескольких кафедрах, преподаватель числится только на одной кафедре в данный момент времени. Тем временем на кафедре работают много преподавателей. На основе Бизнес-правила 2 мы получаем следующий сегмент ER-Модели  Рисунок 1.3 –ER–диаграмма бизнес-правила 2 Бизнес-правило 3 Каждая группа (соответственно и студент в ней) изучает конкретное множество предметов, которые ведут преподаватели. Преподаватель может вести один и тот же предмет в нескольких группах и несколько разных предметов изучаются одной группой. Связь «многие-ко-многим» реализуем через ассоциативную таблицу, так как на сегодня ни одна СУБД такую связь не реализует.То есть появляется еще одна таблица «Учебный процесс». Учебный процесс. Сущность включает атрибуты номер группы, номер предмета, номер преподавателя, форма обучения, количество часов. Атрибут «Group_ID» отображает в формате integer группу, участвующую в учебном процессе. Атрибут "Subj_ID" отображает в формате integer предмет, относящийся к данной группе. Атрибут "Teach_ID" – это целочисленное поле, хранящее информацию о преподавателе, ведущем данный предмет. Атрибут "Kredit_count" – символьное поле, характеризующее форму обучения. На основе Бизнес-правила 3 мы получаем следующий сегмент ER-Модели  Рисунок 1.4 –ER–диаграмма бизнес-правила 3 Бизнес-правило 4 Студенты сдают экзамены по предметам, которые они изучали. Например, если студент входит в группу 1, а этой группой в учебном процессе изучался предмет 2, то студент должен будет сдать данный предмет. Связь «многие-ко-многим» реализуется через ассоциативную таблицу «Успеваемость»: Успеваемость. Сущность включает атрибуты номер студента, номер группы, номер предмета, номер преподавателя, форму обучения, форму контроля, дату сдачи, итоговую оценку. Данная сущность хранит данные об успеваемости каждого студента. На основе Бизнес-правила 4 мы получаем следующий сегмент ER-Модели  Рисунок 1.5 –ER–диаграмма бизнес-правила 4 База данных создаётся на основании схемы базы данных. Для преобразования ER–диаграммы в схему БД приведём уточнённую ER–диаграмму, содержащую атрибуты сущностей (рис. 1.6).  Рисунок 1.6 – Уточненная ER–диаграмма концептуальной модели учебного процесса 3.7 Преобразование концептуальной модели в реляционную модель Концептуальная модель данных состоит из объектов, атрибутов, отношений, составных объектов. Каждая из этих конструкций должна быть преобразована в реляционные таблицы. Полученные в результате таблицы будут иметь четвертую нормальную форму. То есть дальнейшая нормализация модели не потребуется. Преобразование объектных множеств и атрибутов. Объектное множество с атрибутами может быть преобразовано в реляционную таблицу с именем объектного множества в качестве имени таблицы и атрибутами объектного множества в качестве атрибутов таблицы. Если некоторый набор этих атрибутов может быть использован в качестве ключа таблицы, то он выбирается ключом таблицы. В противном случае в таблицу добавляется атрибут, значения которого будут однозначно определять объекты-элементы исходного объектного множества, и который, таким образом, может служить ключом таблицы. Преобразуем объектные множества ГРУППЫ, КАФЕДРЫ, ПРЕДМЕТЫ в реляционные таблицы с соответствующими названиями. Каждое реляционное отношение соответствует одной сущности, и в него вносятся все атрибуты сущности. Для каждого отношения необходимо определить окончательно первичный ключ и внешние ключи (если они имеются). Отношения приведены в таблицах 2-8. Для каждого отношения указаны атрибуты с их внутренним названием, типом и длиной. Типы данных обозначаются как: N – числовой (numeric); C – символьный (char); D – дата (различная стандартная длина для каждой СУБД, поэтому она не указывается). В полях примечание первичные и внешние ключи также подразумеваются обязательными полями (NOT NULL). 3.8 Создание модели базы данных Visio Программа MS Visio предназначена для создания различного вида чертежей: от схем сетей до календарей, от планов офиса до блок-схем, а также структур баз данных. Существует много типов документов Visio, но для создания практически всех документов можно воспользоваться тремя основными действиями: 1. Выбор и открытие шаблона. 2. Перетаскивание и соединение фигур. 3. Добавление текста (данных) в фигуры. Выбор и открытие шаблона: 1. Откройте программу Visio 2007. 2. В списке Категории шаблонов выберите элемент Программное обеспечение и базы данных. 3. В диалоговом окне ПО и БД в области Готовые шаблоны дважды щелкните элемент Схема модели базы данных. После открытия шаблона будут открыты необходимые коллекции фигур, которые называются наборами элементов. Наборы элементов, которые открываются с шаблоном Схема модели базы данных, называются Отношение сущности.  Рисунок 1.7 – Наборы элементов для работы с моделью базы данных в Visio Перетащите первую фигуру (сущность) из набора элементов отношение сущности на страницу документа и отпустите кнопку мыши.  Рисунок 1.8 – Создание сущности (таблицы) Фигуры Visio — это гораздо больше, чем просто изображения или символы. Задайте свойства базы данных. Для этого щелкните по созданной фигуре (Таблица 1). Соответствующее окно (свойства базы данных, Рисунок 1.9) будет открыто в нижней части экрана.  Рисунок 1.9 – Свойства базы данных В категории Определение введите физическое имя сущности (Студенты). Затем перейдите в категорию Столбцы и введите данные соответствующие этой сущности.  Рисунок 1.10 – Добавление атрибутов таблицы В результате получается таблица показанная на рисунке 1.11.  Рисунок 1.11 – Результат создания таблицы “Студенты” Подобным образом необходимо создать все сущности базы данных “учебного процесса”, описанные в пункте 1.7. После того, как создание всех сущностей завершено, необходимо создать отношения между таблицами. Для этого необходимо перетащить фигуру Отношение из набора элементов Отношение сущности (Рисунок 1.12)  Рисунок 1.12 – Создание отношения С помощью фигуры отношение необходимо соединить соответствующие таблицы подобно рисунку 1.6, не забывая о том, что стрелка должна быть направлена от дочерней таблицы к родительской. После создания связей между таблицами Внешние ключи расставляются автоматически по соответствующим атрибутам. Контрольные вопросы: 1. Что такое концептуальная модель данных? 2. Что понимается под реляционной схемой базы данных? 3. Объясните смысл терминов: первичный ключ; внешний ключ; составной ключ; реляционная таблица; нормализация. Лабораторная работа № 2. Реализация модели базы данных в среде СУБД MS SQL Server 1 Цель работы: а) создание базы данных в среде СУБД MS SQL Server 2008; б) создание таблиц баз данных в среде СУБД MS SQL Server 2008. 2 Задание на лабораторную работу 1. Создать в MS SQL Server 2008 базу данных lab_study 2. Создать вбазе данных lab_study таблицы по следующему плану: a. таблицы Кафедры, Преподаватели – графическим способом в SQL Server Management Studio b. таблицыГруппы, Студенты - в Database Diagrams SQL Server Management Studio c. таблицыПредметы, Учебныйплан, Успеваемость - скриптами в Object Explorer SQL Server Management Studio 3 Методические указания к выполнению лабораторной работы 3.1 Общие сведения о среде СУБД MS SQL Server Microsoft SQL Server – это реляционная система управления базой данных (СУБД). В реляционных базах данных данные хранятся в таблицах. Взаимосвязанные данные могут группироваться в таблицы, кроме того, могут быть установлены также и взаимоотношения между таблицами. Отсюда и произошло название реляционные – от английского слова relational (родственный, связанный отношениями, взаимозависимый). Пользователи получают доступ к данным на сервере через приложения, а администраторы, выполняя задачи конфигурирования, администрирования и поддержки базы данных, производят непосредственный доступ к серверу. SQL Server является масштабируемой базой данных, это значит, что она может хранить значительные объемы данных и поддерживать работу многих пользователей, осуществляющих одновременный доступ к базе данных. СУБД SQL Server появилась в 1989 году и с тех пор значительно изменилась. Огромные изменения претерпели масштабируемость продукта, его целостность, удобство администрирования, производительность и функциональные возможности. Cистема SQL Server может быть реализована либо как клиент-серверная система, либо как автономная "настольная" система. Тип проектируемой вами системы зависит от количества пользователей, которые должны одновременно осуществлять доступ к базе данных, и от характера работ, которые должны выполняться. 3.2 Задание на лабораторную работу Реализуйте часть спроектированной модели данных учебного процесса в среде СУБД MS SQL Server: Создайте таблицы «Преподаватели», «Кафедры», «Группы» и «Студенты». В лабораторной работе для объектов рассматриваемой базы данных применяются названия на английском языке. Это связано с требованиями используемого программного обеспечения. Поэтому в приведенных ниже примерах база данных называется “Education”. Для создания любого объекта SQL Server существует несколько способов, базирующихся на выполнении определенной команды. Размещение пользовательских баз может меняться в зависимости от версии SQL и размещения Program Files. Выяснить место расположения пользовательских баз можно из основного окна программы, выбрав из контекстного меню Свойства (Properties) любой базы в списке Databases. Также в окне свойств на вкладке TransactionLog просмотрите место расположения журнала транзакций. Команды резервного копирования и восстановления базы данных тоже выбираются в контекстном меню: строка Все задачи (All Tasks), команды Backup Databases и Restore Databases. 3.2.1 Создание базы данных Физически база данных располагается в одном или нескольких файлах операционной системы. В одном файле операционной системы не может содержаться несколько баз данных. В этом файле хранятся такие объекты , как таблицы и индексы. Журнал транзакций – это рабочие области, которые SQL Server применяет для записи информации до и после выполнения транзакции. Эта информация может использоваться для отмены выполненной транзакции или для восстановления базы данных, если возникнет такая необходимость. В MS SQL Server 2008 журналы транзакций хранятся в отдельном файле, а не вместе с таблицами, как было в предыдущих версиях. Для создания базы данных с помощью Transact-SQL используется команда CREATE DATABASE. CREATE DATABASE lab_study ON PRIMARY (NAME = education_data, FILENAME='C:\Program Files\Microsoft SQLServer\MSSQL\Data\education_data.mdf', size = 4, maxsize =25, filegrowth = 1 mb) LOG ON (NAME = education_log, FILENAME='C:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL\Data\education_log.ldf', size = 4, maxsize = 20, filegrowth =1 mb); Внимание: Размещение базы и журнала транзакций - 'С:\…’ - может меняться в зависимости от версии SQL и размещения Program Files. Здесь: - education имя создаваемой базы данных. - ON определяет список файлов на диске, в которых будет храниться информация базы данных. - PRIMARY определяет файл, содержащий логическое начало базы данных и системных таблиц. В базе данных может быть только один первичный (PRIMARY) файл. Если этот параметр пропущен, то первичным считается первый файл в списке. - LOG ON определяет список файлов на диске, в которых будет храниться журнал транзакций. Если этот параметр не определен, то размер журнала транзакций будет составлять 25% от общего размера файлов данных. - education_data определяет логическое имя, которое SQL Server будет использовать для обращения к файлу. - FILENAME задает параметры файла операционной системы (имя файла, который должен находиться на сервере, где установлен SQL Server, первоначальный и максимальный размеры базы данных и приращение для увеличения размера базы данных). 3.2.2 Создание таблиц Определите текущую базу данных с помощью следующей команды: USE lab_study; Теперь все последующие команды будут выполняться именно в этой базе данных. Таблицу можно создать с помощью оператора CREATE TABLE языка SQL. Синтаксис CREATE TABLE table_name ( { < column_definition > | < table_constraint > } [ ,...n ] ) < column_definition > ::= { column_name data_type } [ { DEFAULT constant_expression | [ IDENTITY [ ( seed , increment ) ] ] } ] [ ROWGUIDCOL ] [ < column_constraint > [ ...n ] ] < column_constraint > ::= [ CONSTRAINT constraint_name ] { [ NULL | NOT NULL ] | [ PRIMARY KEY | UNIQUE ] | REFERENCES ref_table [ ( ref_column ) ] [ ON DELETE { CASCADE | NO ACTION } ] [ ON UPDATE { CASCADE | NO ACTION } ] } < table_constraint > ::= [ CONSTRAINT constraint_name ] { [ { PRIMARY KEY | UNIQUE } { ( column [ ,...n ] ) } ] | FOREIGN KEY ( column [ ,...n ] ) REFERENCES ref_table [ ( ref_column [ ,...n ] ) ] [ ON DELETE { CASCADE | NO ACTION } ] [ ON UPDATE { CASCADE | NO ACTION } ] } Замечания Аргументы и ограничения рассматриваются в справке оператора CREATE TABLE; Определения столбца: при создании таблицы необходимо указать, по крайней мере, одно определение столбца. Правила допустимости нулевого значения в рамках определения таблицы: допустимость нулевого значения столбца определяет, будет ли нулевое значение (NULL) принято в столбец как данные. NULL — это не ноль и не пробел. Это значит, что запись не была сделана или что было добавлено явное значение NULL, что обычно обозначает, что значение либо не известно, либо не применимо. Креативная часть лабораторной работы: Для работы в заданной базе данных необходимо использовать команду: |