Лекции по "Информационным системам в экобиотехнологии"

3. Проектування та  створення баз даних у середовищі  MS Access

Створення бази даних слід починати з її проектування (розробки).

У результаті проектування має бути визначена структура бази, тобто  склад таблиць, їхня структура та логічні зв'язки. Структура реляційної таблиці визначається складом стовпців, їхньою послідовністю, типом даних кожного стовпця та їхнім розміром, а також ключем таблиці. Процес проектування можна здійснювати двома підходами:

 За першого підходу спочатку визначають основні задачі, для розв'язання яких створюється база, та потреби цих задач у даних. За другого підходу визначають предметну область (сферу), здійснюють аналіз її даних і встановлюють типові об'єкти предметної області. Найбільш раціональним підходом проектування бази даних є поєднання обох підходів.

Зазвичай з базами даних працюють дві категорії користувачів. Перша категорія - проектувальники. Процес проектування бази даних поділяється на етапи, кожний з яких передбачає виконання певних дій.

 Перший етап - розробка інформаційно-логічної моделі даних предметної області, який базується на описі предметної області, отриманому в результаті її обстеження. На цьому етапі спочатку визначають склад і структуру даних предметної області, які мають міститись у базі даних та забезпечувати виконання запитів, задач і застосувань користувача. Ці дані мають форму реквізитів, що містяться в різних документах - джерелах завантаження бази даних. Подальше визначення структурних зв'язків між об'єктами дозволяє побудувати інформаційно-логічну модель.

Другий етап - визначення логічної структури бази даних.

Наступний етап - конструювання таблиць бази даних, який здійснюється засобами СУБД, та узгодження їх із замовником. Структура таблиць бази даних задається за допомогою засобів опису (конструювання) таблиць у СУБД із цілковитою відповідністю інформаційним об'єктам. Крім таблиць, проектувальники розробляють й інші об'єкти бази даних, які призначені, з одного боку, для автоматизації работи з базою, а з іншого - для обмеження функціональних можливостей работи з базою (безпека бази даних). Після формування структури таблиць база даних може наповнюватись даними з документів-джерел. Проектувальники, як правило, не наповнюють базу конкретними даними (оскільки замовник може вважати дані конфіденційними і не надавати стороннім особам). Винятком є експериментальне наповнення модельними даними на етапі відлагодження об'єктів бази.

Друга категорія - користувачі, які працюють із базами даних. Вони отримують вхідну базу даних від проектувальників, наповнюють її та обслуговують. Користувачі не мають засобів доступу до управління структурою бази, вони мають доступ тільки до даних, при цьому тільки до тих, робота з якими передбачена на їхньому конкретному робочому місці.

Проектування бази даних  починається з вивчення технічного завдання на проектування бази даних, яке повинен надати замовник. Зазвичай розробники демонструють замовникові роботу аналогічної бази даних, після чого узгоджують специфікацію відмінностей; з'ясовують коло задач і вимог замовника, після чого допомагають йому підготувати технічне завдання. Під час підготовки технічного завдання складають: перелік вхідних даних, з якими працює замовник; перелік вихідних даних, потрібних замовникові для управління структурою свого підприємства; перелік вихідних даних, які не є необхідними для замовника, але які він повинен надати іншим організаціям (у вищестоящі структури, в органи статистики, інші адміністративні і контрольні організації).

Визначивши основну частину  даних, які замовник використовує, розпочинають розробку структури бази, тобто структури її основних таблиць.

1. Робота починається з визначення  генерального переліку полів,  який може нараховувати десятки  і сотні позицій.

2. Відповідно до типу даних,  що розміщуються в кожному  полі, визначають тип кожного  поля.

3. Розподіляють поля генерального  списку по базових таблицях. На  першому етапі розподіл здійснюють  за функціональною ознакою. Мета - забезпечити одноразове введення  даних в одну таблицю по  можливості в рамках одного  підрозділу, або (ще краще) - на  одному робочому місці. На другому етапі розподілу полів здійснюють нормалізацію даних з метою вилучення повторів даних у таблицях бази даних.

4. Для кожної таблиці визначають  ключове поле. Ключовим вибирають  поле, дані в якому повторюватись  не можуть. Наприклад, для таблиці даних про студентів таким полем може бути індивідуальний шифр студента. Для таблиць, у яких міститься розклад занять, такого поля можна і не знайти, але його можна створити штучно комбінуванням полів "Час заняття" і "Номер аудиторії". Ця комбінація унікальна, оскільки в певній аудиторії в певний час взагалі не проводять двох різних занять.

5. На наступному етапі визначають  зв'язки між таблицями (схему  даних). Зв'язки між таблицями  організуються на основі спільного  поля, причому в одній із  таблиць воно обов'язково має бути ключовим. Тобто на стороні "один" має бути ключове поле, яке не повторюється, значення на стороні "багато" можуть повторюватися.

6. "Паперовий" етап роботи  над технічними пропозиціями  закінчується розробкою схеми  даних. Цю схему слід узгодити із замовником, після чого розпочати безпосереднє створення бази даних. Слід пам'ятати, що в ході розробки проекту замовникові неодмінно будуть надходити нові ідеї. Можливість гнучкого використання його побажань суттєво залежить від кваліфікації розробника бази даних. Якщо схема даних складена правильно, підключити до бази нові таблиці неважко. На цьому етапі завершується попереднє проектування бази даних, і на наступному етапі починається її безпосередня розробка (впровадження).

Життєвий цикл бази даних - це сукупність етапів, які проходить база даних на своєму шляху від створення до закінчення використання. Серед них:

1. Дослідження і аналіз проблеми, для вирішення якої створюється база даних.
2. Побудова Інфологічної і даталогічної моделі. (Інфологічний рівень являє собою інформаційно-логічну модель (ІЛМ) предметної області, в якій виключена надмірність даних і відображені інформаційні особливості об’єкту управління, без урахування особливостей і специфіки конкретної СУБД. Даталогічна модель являє собою базу даних, структуровану на логічному рівні й орієнтовану на конкретну СУБД.)
3. Нормалізація отриманих Інфологічних і даталогічних моделей. Після закінчення цього етапу, як правило отримують заготовки таблиць БД і набір зв'язків між ними (первинні та вторинні ключі).
4. Перевірка цілісності БД
5. Вибір фізичного способу зберігання та експлуатації (тех. засоби) бази даних.
6. Проектування вхідних та вихідних форм.
7. Розробка інтерфейсу програми.
8. Функціональне наповнення програми.
9. Налагодження: перевірка на коректність роботи функціонального наповнення системи.
10. Тестування: тест на коректність введення виведення даних, тест на максимальну кількість активних сесій і т. д.
11. Введення в експлуатацію: налагодження ІТ-інфраструктури, навчання користувачів та ІТ-персоналу.
12. При необхідності додавання вихідних форм та додаткової функціональності. У випадку якщо необхідні більш серйозні зміни, слід повторити всі кроки з першого.
13. Виведення з експлуатації: перенесення даних до нової СУБД.

4. Система управління  базами даних

Системи управління базами даних (СУБД або СКБД) – це програмні засоби, за допомогою яких можна створювати бази даних, заповнювати їх та працювати  з ними. У світі існує багато різноманітних систем управління базами даних. Багато з них насправді  є не закінченими продуктами, а спеціалізованими мовами програмування, за допомогою яких кожний, хто вивчить дану мову, може сам створювати такі структури, які йому потрібні, і вводити в них необхідні елементи управління. До таких мов відносяться Clipper, Paradox, FoxPro та інші.

Великі підприємства могли дозволити  собі зробити наказ на програмування  спеціальної системи „під себе”. Малим підприємствам звичайно не по силам було не тільки вирішити, але  й правильно сформулювати цю задачу.

Система управління базами даних Microsoft Access є однією із найпопулярніших програм у комплексі СУБД. Всі версії Access мають засоби, що значно спрощують введення та обробку даних, пошук даних та надання інформації у вигляді таблиць, графіків та звітів. Починаючи з версії Access 2000, з’явились також Web-сторінки доступу до даних, які користувач зможе продивлятися за допомогою програми Internet Explorer. Крім того, Access дозволяє використовувати  електронні таблиці і таблиці з інших настільних та серверних баз даних для збереження інформації, необхідної для роботи. Приєднавши запозичені таблиці, користувач Access працюватиме з базами даних у цих таблицях так, як би б це були таблиці Access. При цьому й інші користувачі зможуть продовжувати працювати  з цими даними у тому середовищі, у якому вони були створені.

Класифікація СУБД за моделлю даних :

• Ієрархічні
• Мережеві
• Реляційні ( найбільш поширені на даний час)
• Об'єктно-орієнтовані

За ступенем розподіленості :

• локальні СКБД (всі частини локальної СКБД розміщуються на одному комп'ютері)
• розподілені СКБД (частини СКБД можуть розміщатися на двох і більше комп'ютерах).

 За способом доступу до БД:

Файл-серверні

У файл-серверних СУБД файли даних  розташовуються централізовано на файл-сервері. СУБД розташовується на кожному клієнтському комп'ютері (робочій станції). Доступ СУБД до даних здійснюється через  локальну мережу. Недоліки: потенційно високе завантаження локальної мережі; утрудненість централізованого управління; утрудненість забезпечення таких важливих характеристик як висока надійність, висока доступність і висока безпека. На даний момент файл-серверні СУБД вважаються застарілими. Приклади: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.

Клієнт-серверні

Клієнт-серверна СУБД розташовується на сервері разом з БД і здійснює доступ до БД безпосередньо, в монопольному режимі. Усі клієнтські запити на обробку  даних обробляються клієнт-серверної СУБД централізовано. Недолік клієнт-серверних СУБД полягає в підвищених вимогах до сервера. Переваги: потенційно більш низьке завантаження локальної мережі; зручність централізованого управління; зручність забезпечення таких важливих характеристик як висока надійність, висока доступність і висока безпека. Приклади: Oracle, Firebird, Informix, IBM DB2, MS SQL Server, Sybase, PostgreSQL, MySQL, Лінтер, MDBS.

Вбудовувані

Вбудовувані СУБД - бібліотека, яка  дозволяє уніфікованим чином зберігати великі обсяги даних на локальній машині. Вбудовувані СУБД швидше звичайних клієнт-серверних і не вимагають установки сервера, тому затребувані в локальному ПЗ, що має справу з великими обсягами даних (наприклад, геоінформаційні системи). Приклади: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, один з варіантів Firebird, MySQL, Sav Zigzag, Microsoft SQL Server Compact, Лінтер.

Дисципліна «Інформаційні  системи в екобіотехнології»

Модуль №1. Інформаційні системи у сфері екобіотехнологій

Лекція 1.4. Автоматизовані інформаційні системи для екобіологічних підприємств

План

1. Основні завдання та функції автоматизованих інформаційних систем
2. Основні етапи розвитку автоматизованих інформаційних систем.
3. Класифікація автоматизованих інформаційних систем.
4. Локальні та корпоративні автоматизовані інформаційні системи.
5. Діагностичні інформаційні системи
1. Основні завдання та функції автоматизованих інформаційних систем

Автоматизовані інформаційні системи  і нові технології дають можливість оптимізувати і раціоналізувати  управлінські функції, відкривають нові шляхи побудови збалансованого суспільства, вдосконалюючи всі сфери його життя і діяльності.

Впровадження таких автоматизованих  інформаційних систем як "Парус", "1С:Бухгалтерія", R/3, Oracle Applications, "Галактика" дозволило у десятки і сотні раз збільшити швидкість і якість обробки економічної та управлінської інформації при мінімальних затратах людських ресурсів. Громіздкий паперовий документообіг замінив багатофункціональний і оперативний електронний процес.

В сфері торгівлі на заміну паперовим грошам прийшли електронні гроші (e-money) і пластикові картки, електронні касові апарати, система штрих-кодів та автоматизовані системи обліку. За прикладом Інтернет створюються спеціалізовані глобальні інформаційні системи, такі як Товариство Міжнародних Міжбанківських Фінансових Телекомунікацій SWIFT (Society for Worldwide Interbank Financial Telecommunication).

Вплив сучасних технологій відобразився і на освітньо-інформаційному просторі: локальні комп'ютерні мережі об'єднують  навчальні класи і аудиторії на основі клієнт-серверної технології; передача навчальних матеріалів відбувається засобами електронної пошти за допомогою глобальної мережі Інтернет; лекційні аудиторії оснащуються цифровими відеокамерами та сучасними аудіо- і відео проекторами для організації телеконференцій. Cтворюються і розвиваються електронні бібліотеки та навчальні комплекси.