Краткая теория вопроса

Информационная система (ИС) — программно-аппаратный комплекс, предназначенный для хранения и обработки информации о какой-либо предметной области.

Процесс создания ИС делится на ряд этапов. Обычно выделяют следующие этапы создания ИС:

• — формирование требований к системе (анализ),
• — проектирование,
• — реализация,
• — тестирование,
• — ввод в действие,
• — эксплуатация и сопровождение.

Важнейшим компонентом любой информационной системы является База данных (БД). База данных (Data Base) – структурированный, организованный набор данных, объединенный в соответствии с некоторой выбранной моделью и описывающий характеристики какой-либо физической или виртуальной системы.

Именно БД позволяет эксплуатировать ИС, выполнять ее текущее обслуживание, модифицировать и развивать её при модернизации предприятия (организации) или  изменении информационных потоков, законодательства и форм отчетности предприятия (организации).

Согласно современной методологии, процесс создания ИС представляет собой процесс построения и последовательного преобразования ряда согласованных моделей на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) ИС. На каждом этапе ЖЦ создаются модели: организации, требований к ИС, проекта ИС, требований к приложениям и т. д.

Проектирование ИС охватывает три основные области:

• —проектирование объектов данных (создание моделей данных), которые будут реализованы в базе данных;
• —проектирование программ, экранных форм, отчетов, которые будут обеспечивать выполнение запросов к данным;
• —учет конкретной среды или технологии, а именно: топологии сети, конфигурации аппаратных средств, используемой архитектуры (файл-сервер или клиент-сервер), параллельной обработки, распределенной обработки данных и т. п.

Модель – искусственный объект,представляющий собой отображение (образ) системы и её компонентов.

Модель данных (Data Model) – это графическое или текстовое представление анализа, который выявляет данные, необходимые организации с целью достижения ее миссии, функций, целей, стратегий, для управления и оценки деятельности организации. Модель данных выявляет сущности, домены (атрибуты) и связи с другими данными, а также предоставляет концептуальное представление данных и связи между данными.

Цель создания модели данных состоит в обеспечении разработчика ИС концептуальной схемой базы данных в форме одной модели или нескольких локальных моделей, которые относительно легко могут быть интегрированы в любую базу данных.

При создании моделей данных используется метод семантического моделирования. Семантическое моделирование основывается на значении структурных компонентов или характеристик  данных, что  способствует правильности их интерпретации (понимания, разъяснения). В качестве инструмента семантического моделирования используются различные варианты диаграмм сущность-связь (ER — Entity-Relationship) — ERD.

Существуют различные варианты отображения ERD, но все варианты диаграмм сущность-связь исходят из одной идеи — рисунок всегда нагляднее текстового описания. ER -диаграммы используют графическое изображение сущностей предметной области, их свойств (атрибутов), и взаимосвязей между сущностями.

Базовые понятия ERD

Сущность (таблица, отношение) — это представление набора реальных или абстрактных объектов (людей, вещей, мест, событий, идей, комбинаций и т. д.), которые можно выделить в одну группу, потому что они имеют одинаковые характеристики и могут принимать участие в похожих связях. Каждая сущность должна иметь наименование, выраженное существительным в единственном числе. Каждая сущность в модели изображается в виде прямоугольника с наименованием.

Можно сказать, что Сущности представляют собой множество реальных или абстрактных вещей (людей, объектов, событий, идей и т. д.), которые имеют общие атрибуты или характеристики. 

Экземпляр сущности (запись, кортеж)- это конкретный представитель данной сущности.

Атрибут сущности (поле, домен) — это именованная характеристика, являющаяся некоторым свойством сущности.

Связь — это некоторая ассоциация между двумя сущностями. Одна сущность может быть связана с другой сущностью или сама с собою. Связи позволяют по одной сущности находить другие сущности, связанные с ней.

Каждая связь может иметь один из следующих типов связи:

Один-к-одному, многое-ко-многим, один-ко-многим.

Связь типа один-к-одному означает, что один экземпляр первой сущности (левой) связан с одним экземпляром второй сущности (правой). Связь один-к-одному чаще всего свидетельствует о том, что на самом деле мы имеем всего одну сущность, неправильно разделенную на две.

Связь типа многое-ко-многим означает, что каждый экземпляр первой сущности может быть связан с несколькими экземплярами второй сущности, и каждый экземпляр второй сущности может быть связан с несколькими экземплярами первой сущности. Тип связи много-ко-многим является временным типом связи, допустимым на ранних этапах разработки модели. В дальнейшем этот тип связи должен быть заменен двумя связями типа один-ко-многим путем создания промежуточной сущности.

Связь типа один-ко-многим означает, что один экземпляр первой сущности (левой) связан с несколькими экземплярами второй сущности (правой). Это наиболее часто используемый тип связи. Левая сущность (со стороны «один») называется родительской, правая (со стороны «много») — дочерней.

При разработке ER-моделей необходимо обследовать предметную область (организацию, предприятие) и выявить:

1) Сущности, о которых хранятся данные в организации (предприятии), например, люди, места, идеи, события и т.д., (будут представлены в виде блоков);

2) Связи между этими сущностями (будут представлены в виде линий, соединяющих эти блоки);

3) Свойства этих сущностей (будут представлены в виде имен атрибутов в этих блоках).

  Задача: разработать информационную систему «Контингент студентов института».

Необходимо: изучить предметную область (образовательное учреждение) и процессы, происходящие в ней.

Для этого обследуем объект: знакомимся с нормативной документацией, опрашиваем работников института, изучаем существующий документооборот института, анализируем ситуацию  и т.п.

В результате обследования определяем цель и задачи системы и формулируем постановку задачи.

Краткая постановка задачи: главная задача системы – сбор и обработка информации об основных участниках учебного процесса: студентах и преподавателях, формирование необходимых печатных форм (документов), используемых преподавателями в период зачётной недели и экзаменационной сессии, генерация сводных отчётов по результатам сессии для работников деканатов, института. При разработке системы следует учитывать, что она основывается на документации, поступающей из приёмной комиссии, деканатов и других подразделений института. Информация об успеваемости студентов должна накапливаться и храниться в течение всего периода обучения. В системе должен использоваться справочник специальностей и дисциплин (предметов), изучаемых студентами.

Таким образом, проектируемая система должна выполнять следующие действия:

1. — Хранить информацию о студентах и их успеваемости.
2. — На факультетах по определённой специальности печатать экзаменационные ведомости и другие документы.

Выделим все существительные в этих предложениях — это предполагаемые сущности и проанализируем их:

• —  Студент — явная сущность.
• —  Успеваемость — явная сущность.
• —  ? Факультет — нужно выяснить один или несколько факультетов в институте? Если несколько, то это — предполагаемая  новая сущность.
• — ? Специальность — нужно выяснить одна или несколько специальностей на факультете? Если несколько, то  это — ещё одна сущность.
• — Предмет — предполагаемая  сущность.

На первоначальном этапе моделирования данных информационной системы явно выделены две основные сущности: Студент и Успеваемость.

Критерием успеваемости является наличие отметки о сдачи экзаменов.

Сразу возникает очевидная связь между сущностями — «студент сдаёт несколько экзаменов » и «экзамены сдаются каждым студентом». Явная связь Один-ко-многим. Первый вариант диаграммы выглядит так:

Мы знаем, что студенты учатся на факультетах, на определённой специальности и сдают экзамены по дисциплинам (предметам). Анализ предметной области показал, что студенты учатся на нескольких  факультетах института по нескольким специальностях и сдают экзамены по определённому перечню предметов.

Исходя из этого, мы добавляем в ER-модель ещё несколько сущностей. В результате она будет выглядеть так:

На следующей стадии проектирования модели вносим атрибуты сущностей в диаграмму (предполагаем, что атрибуты выявлены на стадии обследования объекта и при анализе аналогов существующих систем) и получаем окончательный вариант ER— диаграммы: 

Отметим, что предложенные этапы моделирования являются условными и нацелены на формирование общих представлений о процессе моделирования.

 Разработанный выше пример ER-диаграммы является примером концептуальной диаграммы, не учитывающей особенности конкретной СУБД. На основе данной концептуальной диаграммы можно построить физическую диаграмму, которая будут учитывать такие особенности СУБД, как допустимые типы,  наименования полей и таблиц, ограничения целостности и т.п.

Для преобразования  концептуальной модели в физическую необходимо знать, что:

—   Каждая сущность в ER-диаграмме представляет собой таблицу базы данных.

—  Каждый атрибут становится колонкой (полем) соответствующей таблицы.

—   В некоторых таблицах необходимо вставить новые атрибуты (поля), которых не было в концептуальной модели — это ключевые атрибуты родительских таблиц, перемещённых в дочерние таблицы для того, чтобы обеспечить связь между таблицами посредством внешних ключей.

Выводы:

—Семантическое моделирование данных основывается на технологии определения значения данных через их взаимосвязи с другими данными.

—  В качестве инструмента семантического моделирования используются различные варианты (нотации) диаграмм сущность-связь — (Entity-Relationship). Нотация — система условных обозначений, принятая в какой-либо области знаний или деятельности.

—  ER- диаграммы позволяют использовать наглядные графические обозначения для моделирования сущностей и их взаимосвязей. Основное достоинство метода состоит в том, модель строится методом последовательного уточнения и дополнения первоначальных диаграмм. 

После создания концептуальной модели данных переходим к созданию физической модели средствами конкретной СУБД, а именно СУБД ACCESS. Для этого переходим к выполнению Практического задания №2

Приглашайте друзей на мой сайт

Создать диаграмму на основе сводной таблицы очень просто. Переключитесь в режим Сводная диаграмма (PivotChart View), и на экране появится сводная диаграмма, примерно такая, как на рис. 8.50.

Как и сводная таблица, она имеет поле фильтра — «Страна» (Country), которое отображается в левом верхнем углу экрана, поля строк и столбцов, которые здесь отображаются справа и снизу. Эта сводная диаграмма тесно связана с таблицей. Если вы переключитесь в режим сводной таблицы и измените ее структуру, это изменение будет отображено и на сводной диаграмме, и наоборот, если сейчас изменить структуру сводной диаграммы, то это изменение появится и на сводной таблице, когда вы вновь переключитесь в тот режим.

Рис. 8.50. Сводная диаграмма, построенная на основе сводной таблицы

Но можно создать диаграмму и непосредственно на базе запроса или таблицы. При этом одновременно будет создаваться и сводная таблица. Сводная таблица и сводная диаграмма — это две формы представления одних и тех же данных.

В качестве примера предлагается построить сводную диаграмму для запроса «Продажи по сотрудникам и странам» (Employee Sales by Country).

1. Откройте этот запрос в режиме Конструктора.
2. Запрос имеет два параметра: и , которые используются для фильтрации данных. Для сводной диаграммы эти параметры не нужны, поэтому сначала удалите выражение из строки Условие отбора (Criteria), затем откройте диалоговое окно Параметры (Query Parameters) (см. разд. «Запросы с параметрами»гл. 4) и удалите оба параметра.
3. Щелкните по стрелке на кнопке Вид (View) панели инструментов и выберите из меню пункт Сводная диаграмма (PivotChart View). Появится окно, основную часть которого занимает область отображения диаграммы (рис. 8.51), ограниченная осями координат и размеченная линиями сетки. Кроме этого, видны область фильтра, которая играет ту же роль и расположена так же, как и в сводной таблице, область категорий и область рядов, которые соответствуют строкам и столбцам сводной таблицы. В область категорий переносятся поля, значения которых должны откладываться по оси X (горизонтальной), а в область рядов — поля, каждое значение которых соответствует одной серии точек или столбцов на диаграмме (в зависимости от типа диаграммы). Эти поля соответствуют полям столбцов на сводной диаграмме. В область данных помещаются поля, значения которых будут отображаться по оси Y (вертикальной) диаграммы.

Рис. 8.51. Макет сводной диаграммы

4. Перетащите из списка полей в область фильтра поле «Страна» (Country), в область категорий — поля «Фамилия» (Last Name) и «Имя» (First Name), в область рядов — поле «Дата исполнения по месяцам» (Shipped Date By Month). Следите, как будет меняться область диаграммы.
5. Перенесите поле «СуммаПродаж» (Sale Amount) в область данных — и диаграмма готова. Нажмите кнопку Добавить легенду (Show Legend), чтобы отобразить легенду, после чего вы получите диаграмму, представленную на рис. 8.52.
6. Можно еще ввести надписи у осей диаграммы. Щелкните по надписи Название оси (Axis Title) под осью X. Выведите на экран окно Свойства (Properties) и раскройте вкладку Формат (Format). Введите в поле Заголовок (Caption): Сотрудники. Аналогично введите надпись Объем продаж для оси Y.

Рис. 8.52. Сводная диаграмма

Рис. 8.53. Сводная таблица «Продажи по сотрудникам и странам»

Замечание

Каи уже говорилось выше, одновременно со сводной диаграммой создается и сводная — таблица.

7. Щелкните по стрелке на кнопке Вид (View) и переключитесь в режим сводной таблицы. Вы увидите сводную таблицу, показанную на рис. 8.53.

В данной лабораторной работе рассмотрим использование рисунков и диаграмм в СУБД Access.

Рисунки

В режиме конструктора форм СУБД Access имеется возможность использования графических элементов Линия и Прямоугольник. Данные элементы позволяют акцентировать внимание на определенных частях формы.

В режиме конструктора имеется возможность вставки рисунков двумя способами: Свободная рамка объекта и Присоединенная рамка объекта. Используя первый способ, можно вставить рисунок, который будет одинаково отображаться для всех записей. Это может быть, например, логотип компании. При помощи второго способа размещают рисунки, которые связаны с конкретными записями, например, база данных содержит информацию по сотрудникам и этот элемент позволяет выводить фотографию конкретного сотрудника при изменении записей.

Задание

1. Поместите окно ввода в форме “Заказ с полем со списком”  на выпуклый прямоугольник. Для этого выберите инструмент Прямоугольник и разместите его на необходимую область формы. При этом прямоугольник может перекрыть элементы формы. Далее сделайте прямоугольник прозрачным, выбрав Свойства — Тип фона — Прозрачный или выбрать пункт На задний план в пункте меню Формат. Затем выберите Свойство Оформление / Приподнятое. Отмечу также, что прямоугольник залить цветом, используя Свойство / Цвет фона.
2. Добавьте логотип на одну из форм. Логотип создайте самостоятельно, например, в графическом редакторе Paint.

Мастер диаграмм

Удобным механизмом анализа и представления данных являются диаграммы. Распишу процесс построения диаграммы распределения по категориям цены товаров для таблицы ТОВАР.

1. Создаем запрос “Категории и цены товаров” по таблицам ТОВАР и КАТЕГОРИЯ ТОВАРА, содержащий поля Значение и Цена, отсортированные по полю Значение.
2. Используя созданный запрос,  создаем форму “Диаграмма: Количество товаров по категориям”. Для этого на Ленте Создание в разделе Формы выберем Пустая форма и откроем ее в конструкторе, затем в Элементах управления найдем пиктограмму Вставить диаграмму нажмем на нее  и выберем место на форме куда хотим ее вставить и автоматически откроется окно Создание диаграммы, выберем таблицу и запрос. В нашем случае это будет запрос Категории и цены товаров. Выберем поле Значение. В качестве формы диаграммы выберем Объемная круговая. Теперь введем заголовок диаграммы: Число товаров каждой категории и кнопкой Готово запустим  построение диаграммы. Получим требуемую диаграмму.
3. На полученной диаграмме есть названия категорий, но нет численных значений. Вызовем  программу Microsoft Graph, которая собственно и создала нашу диаграмму. Для этого необходимо перейти в режим Конструктора и вызвать программу двойным щелчком по светлому полю на диаграмме. В верхней строке меню теперь представлены пункты меню приложения Microsoft Graph. Выберем пункты Диаграмма / Параметры диаграммы… /  Подписи данных / Значение. Нажмем кнопку ОК. Теперь цифры числа записей данной категории появятся. При необходимости их можно переместить в нужные места. Если хотим, можем вывести проценты.

Задание

1. Создайте диаграмму Количество товаров по категориям (создание описано выше).
2. Для того же запроса “Категории и цены товаров” создайте столбчатую диаграмму значений средней цены товаров по категориям. В качестве полей диаграммы возьмем оба поля запроса. Выберем тип диаграммы Гистограмма. Далее в процессе диалога с мастером дважды щелкнем левой кнопкой мыши по кнопке Сумма_Цена. Откроется окно выбора функции, выберем Avg. Название кнопки теперь поменяется на Среднее_Цена Дадим диаграмме название Средняя цена товаров по категориям.
3. Создать для этого же запроса вертикальную столбцовую диаграмму (Гистограмму) “Число товаров”, показывающую количество товаров по категориям.
4. Замените  на предыдущей круговой диаграмме вывод чисел на вывод процентов.
5. Создайте круговую диаграмму  “Категория покупателей – количество товаров”, показывающую количество товаров, приобретенных каждым покупателем.

Лабораторная работа Access