Пример предметной области

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

САДИ

Кафедра ЭУН

Дисциплина «Информационные технологии в строительстве»

Проектирование БД информационной системы в области строительства

Методические указания по изучению курса «Информационные технологии в строительстве» для бакалавров направления «Строительство» с заданиями для контрольной работы

Год

Введение

Здесь (в этом документе) размещены краткие сведения о терминологии и концепции, пример выполнения контрольной работы и задания для контрольной работы по вариантам. Без прочтения этого документа (28 стр.) к выполнению работы по варианту не приступать! Строго придерживайтесь правил оформления! Правила изложены в этом документе.

Концепция БД, Основная терминология, назначение БД

В основе всех информационных систем строительного профиля лежит технология баз данных. База данных (БД) - система специальным образом организованных данных, относящихся к одной предметной области, предназначенная для хранения, обработки, накопления, многоцелевого использования информации. Предметная область - та область профессиональной деятельности, информация о которой и будет являться объектом формализации, хранения, обработки.

Совокупность реальных объектов и связей между ними образует предметную область. Основополагающим понятием для баз данных и единицей хранения данных в базе данных является запись. Запись, как правило, хранит информацию о некотором объекте предметной области.

Запись – это составная единица информации, представляет собой набор атрибутов. Атрибут - это единица информации, отображающая отдельное неделимое свойство объекта. Основным назначением баз данных является быстрый поиск и анализ содержащейся информации. Современные БД – это компьютерные базы данных.

Наибольшее распространение получили БД на основе реляционной модели данных. Информационными понятиями реляционной модели данных являются:

ü записи (кортежи),

ü домены, атрибуты (поля),

ü отношения (таблицы),

ü ключи ( простые и составные ).

Отношение (реляционное отношение) состоит из записей. Наглядно его можно представлять двумерной таблицей, именами столбцов которой являются имена атрибутов.

Совокупность атрибутов записи (их имен, типов и свойств данных) образует тип (или структуру)записи.

Экземпляры записи (кортежи) состоят из экземпляров значений атрибутов (это строки таблиц), значения атрибутов извлекаются из доменов.

Каждому атрибуту соответствует его домен – область определения атрибута. Атрибуты в реляционных базах называются полями (это столбцы таблиц).

Замечание. На самом деле никаких таблиц в обычном понимании этой структуры данных в БД нет. Хранение бинарных кодов данных осуществляется иначе. Но пользователю этого можно не знать. Для его удобства на экран подаются представления данных в виде таблиц.

Каждому объекту предметной области соответствует одно или несколько отношений (таблиц). Такие отношения часто называют объектными.

Могут проектироваться отношения, которые отражают взаимозависимость между объектами предметной области (или отображают деятельность, процессы, взаимодействия, происходящие в предметной области). Такие отношения часто называют связующими.

Структура отношения – это структура (тип) соответствующей записи (структура - это имена атрибутов и их домены). Связи между объектами предметной области фиксируются посредством некоторых, вводимых в отношения, атрибутов (это связующие атрибуты - первичные и внешние ключи). Между записями, соответствующими связанным объектам предметной области, в реляционных базах данных устанавливаются связи не в явном виде, а динамически, в соответствии со значениями связующих атрибутов.

Для хранения, анализа, накопления, модификации и выдачи информации, хранящейся в базе данных, необходима система управления базами данных (СУБД). СУБД представляет собой комплекс компьютерных программ, позволяющих проектировать и эксплуатировать базу данных.

Для организации персональных БД распространение получили системы управления базами данных, входящие в комплекты приложений Microsoft Office и OpenOffice.org. Это СУБД MS Access и OpenOffice.org Base. В этих СУБД принято называть отношение - таблицей, кортеж - записью, атрибут - полем.

Таким образом, запись (экземпляр записи) состоит из совокупности значений полей. Тип записи называют структурой таблицы.

При создании структуры определяют (задают): из каких по именам полей состоит каждая запись данной таблицы (отношения), какой тип данных должно иметь каждое из полей, назначают форматы и свойства данных в каждом поле.

Вся информация о предметной области (данные базы) хранится в нескольких, разных по структуре таблицах. Кроме таблиц, которые должны быть в БД обязательно, база данных может содержать и другие компоненты. Это запросы, формы, отчеты, макросы, модули. Их обычно называют конструкторскими объектами.

Каждое отношение в связанной базе данных должно иметь ключ, определяемый при проектировании отношения.

Ключ – это одно поле (простой ключ) или совокупность нескольких полей (составной ключ), наделенные свойством уникальности значений (для простого ключа) или уникальности значений в строке по совокупности полей составного ключа в пределах данного отношения.

Ключи используются для защиты целостности данных, для установления связей между записями разных отношений базы данных, для правильного конструирования БД без излишней избыточности данных.

Все компоненты в этих СУБД хранятся в одном общем файле (что не всегда хорошо, но удобно для пользователя). Расширение имени файла программа MS Access задает по умолчанию.mdb (до Access2003), accdb (для Access 2007, 2010), а OpenOffice.org Base (.odb).

Создание базы данных всегда начинается с ее проектирования. Проектирование – это определение состава, структуры и связей компонентов БД для отображения предметной области. Требуется создать модель предметной области, которая будет содержать из всего многообразия реальной предметной области только ту ее часть, которая будет удовлетворять информационные потребности владельца. Определить информационные потребности – значит понять, какие задачи будет решать ИС, на какие запросы владельца должна она выдавать непротиворечивую, достоверную и полную информацию.

Поэтому необходимо предварительно обдумать цели и задачи, которые нужно будет решать. От этих целей и задач будет существенно зависеть принципиальная схема данных, а также те структуры, которые этот макет составят.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ

Рассмотрим аспекты процесса проектирования и создания реляционной многотабличной БД на простом примере.

Пример предметной области

Проектируется база данных, содержащая информацию о предприятии, занимающимся строительством и (или) инженерными коммуникациями. Эта база данных может быть предназначена для проектирования в ГИС или в других ИС с пространственной локализацией, в которой хранятся атрибутивные данные.

Степень подробности описания предметной области зависит от информационных потребностей владельца БД. В предметной области нужно ввести «сильные сущности», которые отразят реальные объекты, и связи между ними. Связи – отображение реальных процессов в предметной области, это взаимодействие «сильных сущностей». Такое взаимодействие порождает «слабые сущности». Слабая сущность - не модель объекта, а модель процесса. В результате должна быть построена диаграмма «сущность-связь» - набор сущностей с их атрибутами и связями.

Нужно определить цели и задачи, которые будут решаться с помощью создаваемой БД. Цели предварительно формулируются на языке предметной области, затем в терминах «сущность-связь»