Разработка АРМ сотрудника библиотеки (на примере АЧОУ ВПО МФЮА УК Красноармейский)

• Формальное описание информационного обеспечения предметной области.
• Подробное и строгое описание хранилищ данных.
• Детальное описание потоков данных.
• Детальное описание иерархии решаемых задач с детальной спецификацией всех задач.
• Детальное описание действующих в предметной области правил и ограничений.

Критические факторы успеха:

• Глубокое знание и практический опыт использования языков описание концептуальной модели.
• Владение методами проектирования реляционной модели.

Этап проектирования - это поиск и определение наилучшего способа реализации и удовлетворения требований, разработанных на этапе анализа, с обеспечением согласованного уровня сервиса в условиях заданной технико-технологической среды и в соответствии с ранее принятыми решениями о требуемом уровне автоматизации.

Логическое проектирование – это разработка логической структуры системы баз данных без привязки к конкретной СУБД, структурам хранения, методам доступа и т.д. Физическое проектирование – это проект системы базы данных на конкретной СУБД.6

Описание. Во время выполнения данного этапа модель сущностей и связей преобразуется в схему базы данных и спецификации внемашинного хранения. Прикладные задачи превращаются в модули и неавтоматизируемые процедуры с необходимыми средствами ревизии/контроля и резервного копирования/восстановления. Проектируются экраны, форматы отчетов, определяются межмодульные связи. На основе требований по использованию задач разрабатываются проектные решения по архитектуре коммуникационной сети. Для облегчения поиска проектных решений там, где в этих вопросах отсутствует ясность, может использоваться прототипирование. Наконец, на этапе проектирования разрабатываются программные спецификации и план тестирования системы, а вновь полученная информация и новые представления о будущей системе используются для доработки и уточнения стратегии внедрения.

Ключевые результаты этапа проектирования:

• Архитектура системы.
• Схемы системных модулей.
• Логическая и физическая схемы.
• Схема базы данных и файлов.
• Детальные объемно-частотные характеристики.
• Программные спецификации.
• Спецификации неавтоматизированных процедур.
• Черновой вариант руководства пользователя.
• Согласованная стратегия внедрения, включающая в себя планы приема и сдачи системы, организационной подготовки, мероприятий по сбору данных, перехода на новую систему и установки оборудования.
• План испытаний системы.
• Черновой вариант эксплуатационной документации.
• Уточненный план разработки системы.

Критические факторы успеха. Ключевой результат заключается в создании проекта, направленного на удовлетворение прикладных требований с учетом существующих технических ограничений. Критические факторы успеха в достижении этого включают:

• Знание возможностей аппаратного обеспечения и возможных средств реализации
• Понимание прикладных потребностей
• Принятие обоснованных компромиссных решений
• Обнаружение и решение потенциальных проблем

Подход. Аналитики, разработчики и проектировщики баз данных, проводят с пользователями меньше времени, чем на этапе анализа, однако они должны уметь представить им для проверки результаты своей работы или предложить на выбор различные варианты решения. Полезно создание прототипа, однако оно должно рассматриваться только в качестве средства, а не самостоятельной цели.

Инфологическое проектирование ЭИС

 

Информационно-логическая модель отображает данные предметной области в виде совокупности информационных объектов и связей между ними. Эта модель представляет структуру данных, подлежащих хранению в БД

Цель инфологического моделирования – обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой БД. Поэтому инфологическую модель данных пытаются строить по аналогии с естественным языком (последний не может быть использован в чистом виде из-за сложности компьютерной обработки текстов и неоднозначности любого естественного языка).

Основными составными элементами инфологической модели являются сущности (информационные объекты), связи между ними и их атрибуты (свойства).

Сущность – любой различимый объект (объект, который мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо хранить в БД. Сущностями могут быть люди, места, трамваи, маршруты, вкус, цвет и т.д.

Необходимо различать такие понятия, как тип сущности и экземпляр сущности.

Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов, событий или идей, выступающих как целое. Экземпляр сущности относится к конкретной вещи в наборе. Например, типом сущности может быть ГОРОД, а экземпляром – Москва, Киев и т.д.

Атрибут – поименованная характеристика сущности. Его наименование должно быть уникальным для конкретного типа сущности, но может быть одинаковым для различного типа сущностей. Атрибуты используются для определения того, какая информация должна быть собрана о сущности.

Абсолютное различие между типами сущностей и атрибутами отсутствует. Атрибут является таковым только в связи с типом сущности. В другом контексте атрибут может выступать как самостоятельная сущность.

Ключ – минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности.7 Минимальность означает, что исключение из набора любого атрибута не позволяет идентифицировать сущность по оставшимся. Связь – ассоциирование двух или более сущностей. Если бы назначением БД было только хранение отдельных, не связанных между собой данных, то ее структура могла бы быть очень простой. Однако одно из основных требований к организации БД – это обеспечение возможности отыскания одних сущностей по значениям других, для чего необходимо установить между ними определенные связи. А так как в реальных базах данных нередко содержатся сотни или даже тысячи сущностей, то теоретически между ними может быть установлено более миллиона связей. Наличие такого множества связей и определяет сложность инфологических моделей.

 

Требования и подходы к инфологическому проектированию

 

Целью инфологического проектирования есть создание структурированной информационной модели предметной области, для которой будет разрабатываться БД. При проектировании на инфологическом уровне создается информационно-логическая модель (ИЛМ), которая должна отвечать таким требованиям:

• обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой БД;
• корректность схемы БД, то есть адекватное отображение моделированной предметной области;
• простота и удобство использования на следующих этапах проектирования, то есть ИЛМ может легко отображаться на модели БД, которые поддерживаются известными СУБД (сетевые, иерархические, реляционные и др.);
• ИЛМ должна быть описана языком, понятным проектировщикам БД, программистам, администратору и будущим пользователям.

Суть инфологического моделирования состоит в выделении сущностей (информационных объектов предметной области), которые подлежат хранению в БД, а также в определении характеристик (атрибутов) объектов и взаимосвязей между ними.8

Существует два подхода к инфологическому проектированию: анализ объектов и синтез атрибутов. Подход, который базируется на анализе объектов, называется нисходящим, а на синтезе атрибутов - восходящим.

 

Классификация сущностей

 

В языке ER-диаграмм (от англ. Entity-Relationship, т.е. сущность – связь) определяется три основные класса сущностей: стержневые, ассоциативные и характеристические, а также подкласс ассоциативных сущностей – обозначения.

Стержневая сущность (стержень) – это независимая сущность.

Ассоциативная сущность (ассоциация) – это связь вида "многие-ко-многим" между двумя или более сущностями или экземплярами сущности. Ассоциации рассматриваются как полноправные сущности: они могут участвовать в других ассоциациях и обозначениях точно так же, как стержневые сущности; могут обладать свойствами, т.е. иметь не только набор ключевых атрибутов, необходимых для указания связей, но и любое число других атрибутов, характеризующих связь.

Характеристическая сущность (характеристика) – это связь вида «многие-к-одной» или «одна-к-одной» между двумя сущностями (частный случай ассоциации). Единственная цель характеристики в рамках рассматриваемой предметной области состоит в описании или уточнении некоторой другой сущности. Необходимость в них возникает в связи с тем, что сущности реального мира имеют иногда многозначные свойства.

Обозначающая сущность или обозначение – это связь вида «многие-к-одной» или «одна-к-одной» между двумя сущностями и отличается от характеристики тем, что не зависит от обозначаемой сущности.

Обозначения и характеристики не являются полностью независимыми сущностями, поскольку они предполагают наличие некоторой другой сущности, которая будет «обозначаться» или «характеризоваться».

Подчеркнем также, что все экземпляры характеристики должны быть обязательно связаны с каким-либо экземпляром характеризуемой сущности.

Первичные и внешние ключи

Ключ или возможный ключ – это минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности.9 Минимальность означает, что исключение из набора любого атрибута не позволяет идентифицировать сущность по оставшимся. Каждая сущность обладает хотя бы одним возможным ключом. Один из них принимается за первичный ключ. При выборе первичного ключа следует отдавать предпочтение несоставным ключам или ключам, составленным из минимального числа атрибутов. Нецелесообразно также использовать ключи с длинными текстовыми значениями (предпочтительнее использовать целочисленные атрибуты).

Необходимо обеспечить уникальность первичного ключа.

Далее о внешних ключах:

• Если сущность С связывает сущности А и В, то она должна включать внешние ключи, соответствующие первичным ключам сущностей А и В.
• Если сущность В обозначает сущность А, то она должна включать внешний ключ, соответствующий первичному ключу сущности А.

 

Для каждого внешнего ключа необходимо решить три вопроса:

1. Может ли данный внешний ключ принимать неопределенные значения (NULL-значения)? Иначе говоря, может ли существовать некоторый экземпляр сущности данного типа, для которого неизвестна целевая сущность, указываемая внешним ключом?
2. Что должно случиться при попытке УДАЛЕНИЯ целевой сущности, на которую ссылается внешний ключ. Существует три варианта: каскадируется, ограничивается, устанавливается.
3. Что должно происходить при попытке ОБНОВЛЕНИЯ первичного ключа целевой сущности, на которую ссылается некоторый внешний ключ? Имеются те же три варианта, как и при удалении: каскадируется, ограничивается, устанавливается.

Таким образом, для каждого внешнего ключа в проекте проектировщик БД должен специфицировать не только поле или комбинацию полей, составляющих этот внешний ключ, и целевую таблицу, которая идентифицируется этим ключом, но также и ответы на указанные выше вопроса (три ограничения, которые относятся к этому внешнему ключу).

 

Определение связей между сущностями

 

При построении инфологических моделей можно использовать язык ER-диаграмм (от англ. Entity-Relationship, т.е. сущность – связь). В них сущности изображаются помеченными прямоугольниками, ассоциации – помеченными ромбами или шестиугольниками, атрибуты – помеченными овалами, а связи между ними – ненаправленными ребрами, над которыми может проставляться степень связи (1 или буква, заменяющая слово "много") и необходимое пояснение. ER-диаграммы хорошо вписываются в методологию структурного анализа и проектирования информационных систем. Такие методологий обеспечивают строгое и наглядное описание проектируемой системы, которое начинается с ее общего обзора и затем уточняется, давая возможность получить различную степень детализации объекта с различным числом уровней.10

Связи в РБД определяются по совпадению значений полей в разных таблицах.

Ограничения целостности

 

Целостность (от англ. integrity – нетронутость, неприкосновенность, сохранность, целостность) – понимается как правильность данных в любой момент времени.

 

Таблица 2.1

«Типы отношений»11

1:1	один – к - одному имеют Отношения место в том случае, когда каждому экземпляру первого объекта (А) соответствует только один экземпляр второго объекта (В).
1:М	Отношение один -к- многим имеют место в том случае, когда каждому экземпляру первого объекта (А) может соответствовать несколько экземпляров второго объекта (В), а каждому экземпляру В - только один экземпляр А.
М:N	Отношение много – ко - многим имеют место в том случае, когда каждому экземпляру первого объекта (А) может соответствовать несколько экземпляров второго объекта (В) и наоборот.