3 Інформаційне забезпечення підсистеми

3.1 Вибір засобу управління даними

Дані, що зберігаються в БД, повинні бути організовані за певними правилами. Організація даних і способи доступу до них, що забезпечуються конкретної СУБД, називаються моделлю даних. Існуючі бази даних розроблені на основі ієрархічної, мережний, реляційної, об'єктно-орієнтованої моделей даних або їх підмножин.

Ієрархічна модель даних [5] - логічна модель даних у вигляді деревоподібної структури, що представляє собою сукупність елементів, розташованих у порядку їх підпорядкування від загального до приватного і утворюють перевернуте дерево (граф). Дана модель характеризується такими параметрами, як рівні, вузли, зв'язку. Принцип роботи моделі такий, що декілька вузлів нижчого рівня з'єднується за допомогою зв'язку з одним вузлом вищого рівня. Вузол - інформаційна модель елемента, що знаходиться на даному рівні ієрархії. До основних понять ієрархічної структури відносяться: рівень, елемент (вузол), зв'язок.

Вузол - це сукупність атрибутів даних, що описують деякий об'єкт. На схемі ієрархічного дерева вузли представляються вершинами графа. Кожен вузол на більш низькому рівні пов'язаний тільки з одним вузлом, що знаходиться на більш високому рівні. Ієрархічне дерево має тільки одну вершину (корінь дерева), не підпорядковану ніякий інший вершині і знаходиться на самому верхньому (першому) рівні. Залежні (підлеглі) вузли знаходяться на другому, третьому і т.д. рівнях. Кількість дерев у базі даних визначається числом кореневих записів. До кожного запису бази даних існує тільки один (ієрархічний) шлях від кореневої запису. Кожному вузлу структури відповідає один сегмент, який представляє собою пойменований лінійний кортеж полів даних. Кожному сегменту (крім S1-кореневого) відповідає один вхідний і кілька вихідних сегментів. Кожен сегмент структури лежить на єдиному ієрархічному шляху, що починається від кореневого сегмента. Слід зазначити, що в даний час не розробляються СУБД, що підтримують на концептуальному рівні тільки ієрархічні моделі. Як правило, використовують ієрархічний підхід системи, допускають зв'язування деревовидних структур між собою та / або встановлення зв'язків всередині них. Це призводить до мережевих даталогіческіе моделям СУБД.

Організація даних в СУБД ієрархічного типу визначається в термінах: елемент, агрегат, запис (група), групове відношення, база даних.

Атрибут (елемент даних) - найменша одиниця структури даних. Зазвичай кожному елементу при описі бази даних присвоюється унікальне ім'я. З цього імені до нього звертаються при обробці. Елемент даних також часто називають полем.

Запис - іменована сукупність атрибутів. Використання записів дозволяє за одне звернення до бази отримати деяку логічно пов'язану сукупність даних. Саме записи змінюються, додаються і видаляються. Тип запису визначається складом її атрибутів. Примірник записи - конкретна запис з конкретним значенням елементів. Групове ставлення - ієрархічне відношення між записами двох типів. Батьківська запис (власник групового відносини) називається вихідною записом, а дочірні записи (члени групового відносини) - підлеглими. Ієрархічна база даних може зберігати тільки такі деревоподібні структури.

Мережева модель [6] даних дозволяє відображати різноманітні взаємозв'язки елементів даних у вигляді довільного графа, узагальнюючи тим самим ієрархічну модель даних (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – Представлення зв'язків в мережевій моделі

Для опису схеми мережевої БД використовується дві групи типів: «запис» і «зв'язок». Тип «зв'язок» визначається для двох типів «запис»: предка і нащадка. Змінні типу «зв'язок» є екземплярами зв'язків.

Мережева БД складається з набору записів і набору відповідних зв'язків. На формування зв'язку особливих обмежень не накладається. Якщо в ієрархічних структурах запис-нащадок могла мати тільки один запис-предка, то в мережевий моделі даних запис-нащадок може мати довільну кількість записів-предків (зведених батьків).

Рисунок 3.2 – Приклад схеми мережевої БД

У різних СУБД мережевого типу для позначення однакових по суті понять найчастіше використовуються різні терміни. Наприклад, такі як елементи та агрегати даних, записи, набори, області і т. д.

Фізичне розміщення даних в базах мережевого типу може бути організовано практично тими ж методами, що і в ієрархічних базах даних.

До числа найважливіших операцій маніпулювання даними баз мережевого типу можна віднести наступні:

• пошук запису в БД;

• перехід від предка до першого нащадку;

• перехід від нащадка до предка;

• створення нового запису;

• видалення поточного запису;

• оновлення поточного запису;

• включення записи у зв'язок;

• виключення запису зі зв'язку;

• зміна зв'язків і т. д.

Перевагою мережевої моделі даних є можливість ефективної реалізації за показниками витрат пам'яті й оперативності. У порівнянні з ієрархічною моделлю мережева модель надає великі можливості в сенсі допустимості освіти довільних зв'язків. Недоліком мережевої моделі даних є висока складність і жорсткість схеми БД, побудованої на її основі, а також складність для розуміння і виконання обробки інформації в БД звичайним користувачем. Крім того, в мережевій моделі даних ослаблений контроль цілісності зв'язків внаслідок допустимості встановлення довільних зв'язків між записами.

Системи на основі мережевої моделі не отримали широкого розповсюдження на практиці. Найбільш відомими мережевими СУБД є наступні: IDMS, db_VistaIII, МЕРЕЖА, СЕКТОР і КОМПАС

Реляційна модель - множинне ставлення яке є підмножина декартова твори списку доменів [7,8]. Домен - це безліч значень, з якого беруться значення для даного атрибута. Іншими словами в основі реляційної моделі лежать прості таблиці, які задовольняють певним обмеженням, а тому можуть розглядатися як математичні відносини. Рядки таких таблиць називаються кортежами, імена стовпців - атрибутами. Слід зазначити, що всі кортежі різні, а порядок стовпців довільний, ніж спрощується процес обробки кортежів. У відношенні (таблиці) виділяється декілька атрибутів, однозначно ідентифікують кортежі і званих ключами. Особливість реляційної моделі полягає в тому, що на відміну від електричної та ієрархічної моделей реальні об'єкти і взаємозв'язки між ними представляються в базі даних одноманітно у вигляді нормалізованих відносин [9].

Розглянемо дві СКБД: MS Access та FoxPro.

Visual FoxPro є постійно розвивається системою. У порівнянні з попередньою версією, в Visual FoxPro 8.0 зроблено ще один крок у розширенні функціональних можливостей системи, покращувані наявні засоби, що стосуються інтерфейсу середовища розробки.

Visual FoxPro 8.0 підтримує технологію IntelliSense, що полегшує створення програмного коду. Суть даної технології полягає в тому, що при введенні операторів, властивостей і функцій FoxPro пропонує на вибір можливі варіанти написання. Це зменшує кількість вводиться вручну коду і позбавляє розробника від необхідності зайвий раз звертатися до документації. Технологія IntelliSense Visual FoxPro містить наступні функції:

- показує список допустимих дочірніх об'єктів (властивостей, подій, методів) для зазначеного об'єкта. Для СОМ-об'єктів інформація зчитується з бібліотеки типів;

- показує вікно підказки, що містить список допустимих параметрів або аргументів для команд, функцій, властивостей, методів і подій.

Основні характеристики Visual FoxPro наведено у таблиці 3.1 [10].

Таблиця 3.1 – Кількісні характеристики Visual FoxPro

Параметр	Значение
Максимальна кількість записів у таблиці	1000000000
Максимальний розмір таблиці	2 Гбайт
Максимальна кількість символів на запис	65500
Максимальна кількість полів в записі	255
Максимальна кількість одночасно відкритих таблиць	2551
Максимальна кількість символів в полі	254
Максимальна кількість байт на ключ для некомпактного індексу	100
Максимальна кількість байт на ключ для компактного індексу	240
Максимальна кількість відкритих індексів на таблицю	Не обмежено
Максимальна кількість індексів у всіх робочих областях	Не обмежено
Максимальна кількість зв’язків між таблицями	Не обмежено
Максимальная довжина виразу зв’язку	Не обмежено
Максимальний розмір поля типу Character	254
Максимальний розмір полів типу Numeric та Float	20
Максимальна довжина назви поля у вільних таблицях	10
Максимальна довжина назви поля у таблицях, що входять в БД	128
Діапазон значень типу Integer	Від -2147483647 до [phone]
Кількість змінних за замовченням	1024
Максимальна кількість змінних	65000
Максимальна кількість масивів	65000
Максимальна кількість єлементів в масиві	65000
Максимальна кількість строк коду в програмному файлі	Не обмежено
Максимальна кількість процедур	Не обмежено

MS Access в даний час є однією з найпопулярніших серед настільних програмних систем управління базами даних. Серед причин такої популярності слід зазначити:

- високий ступінь універсальності і продуманості інтерфейсу, який розрахований на роботу з користувачами самої різної кваліфікації. Зокрема, реалізована система управління об'єктами бази даних, що дозволяє гнучко і оперативно переходити з режиму конструювання в режим їх безпосередньої експлуатації; - глибоко розвинені можливості інтеграції з іншими програмними продуктами, які входять до складу МS Office, а також з будь-якими програмними продуктами, що підтримують технологію OLE;

- багатий набір візуальних засобів розробки.

MS Access - високопродуктивна (32-розрядна) система управління реляційними базами даних, яка входить до складу професійної версії інтегрованого пакета Microsoft Office.

MS Access призначена для розробки настільних баз даних і створення додатків баз даних архітектури клієнт-сервер, що працюють під управлінням операційних систем сімейства Windows. Ця система доступна для користувача будь-якого рівня. MS Access працює з об'єктами, до яких відносяться таблиці, запити, форми, звіти, макроси і модулі. Всі пов'язані між собою об'єкти організовані в один файл, званий базою даних.

Основні розділи головного вікна відповідають типам об'єктів, які може містити база даних MS Access. Це Таблиці, Запити, Форми, Звіти, Макроси і Модулі. Інтерфейс роботи з об'єктами бази даних уніфікований. По кожному з них передбачені стандартні режими роботи:

- Створити - призначений для створення структури об'єктів;

- Конструктор - призначений для зміни структури об'єктів;

- Відкрити - призначений для роботи з об'єктами бази даних.

Важливим засобом, що полегшує роботу з MS Access для починаючих користувачів, є майстри - спеціальні програмні надбудови, призначені для створення об'єктів бази даних в режимі послідовного діалогу. Для досвідчених користувачів існують можливості більш гнучкого управління ресурсами і можливостями об'єктів СУБД в режимі конструктора.

Специфічною особливістю СУБД MS Access є те, що вся інформація, що відноситься до однієї бази даних, зберігається в єдиному файлі. Такий файл має розширення. Mdb.

Можливі джерела даних для таблиць: 1) безпосереднє введення, 2) імпорт з інших баз даних (FoxPro, dBASE та ін) або електронних таблиць (Excel, Lotus).

Типи даних, що використовуються при заповненні таблиць СУБД MS Access, описані в таблиці 3.2 [11].

Таблиця 3.2 – Типи даних MS Access.

Тип даних	Вміст поля	Розмір
1. Текстовий	Значення за замовчуванням. Текст або числа, які не потребують проведення розрахунків, наприклад, номери телефонів	Число символів, що не перевищує 255. MS Access не зберігає порожні символи в невикористаної частини поля
2. Поле Мемо	Довгий текст або комбінація тексту і чисел	До 65535 символів
3. Числовий	Числові дані, які використовуються для проведення розрахунк	1, 2, 4, 8 байт
4. Дата / час	Дати і час, пов'язані з років з 100 по 9999, включно	8 байт
5. Грошовий	Грошові значення і числові дані, вико-зуемих в математичних розрахунках, що проводяться з точністю до 15 знаків в цілій і до 4 знаків у дробовій частині	8 байт
6. Лічильник	Унікальні послідовно зростаючі (на 1) або випадкові числа, автоматично вводяться при додаванні кожного нового запису в таблицю. Значення полів типу Лічильник оновлювати не можна	4 байта
7. Логічний	Логічні значення, а також поля, які можуть містити одне з двох можливих значень (Так / Ні, Істина / Брехня, Вкл / Викл)	1 бит
8. Поле об’єкту OLE	Об'єкт (наприклад, елек-тронна таблиця MS Excel, документ MS Word, малюнок, звукозапис або інші дані в двійковому форматі), зв'язаний або впроваджений в таблицю MS Access	До 1 Гбайт (обмежено об’ємом диску)
9. Гіперпосилання	Рядок, що складається з букв і цифр, і представляє адресу гіперпосилання.	Кожна з трьох частин в типі Гіперпосилання може містити до 2048 символів
10. Майстер підстановок	Створює поле, в якому пропонується вибір значень зі списку, або з поля зі списком, що містить набір постійних значень або значень з іншої таблиці.	Той же розмір, що й у ключового поля, використовуваного в підстановці (зазвичай 4 байт)

Враховуючи поширеність та простоту у використанні, а також функціонал, повністю задовольняючий нашим потребам, для розробки БД підсистеми обрано MS Access.

3.2 Розробка моделей даних

Визначимо основні сутності та зведемо їх опис до табл. 3.3.

Таблиця 3.3 - Сутності моделі «Облік кадрів управління юстиції»

№	Сутність	Опис
1	Документи(обладнання)	Інформація про основні параметри приладів
2	Документи(вимоги)	Реквізити документів, що затверджують вимоги до кожного з приладів
3	Обладнання	Інформація про технічні характеристики обладнання

Для проектування логічної та фізичної моделей даних будемо використовувати AllFusion ERwin Data Modeler 7.3[12] - CASE-засіб для проектування і документування баз даних, який дозволяє створювати, документувати і супроводжувати бази даних, сховища і вітрини даних.

Логічна модель даних на рівні сутностей приведена на рис. 3.1

Рисунок 3.3 – Логічна модель даних

Визначимо основні атрибути в сутностей та опишемо їх (табл. 3.4):

Таблиця 3.4 – Атрибути сутностей.

Сутність	Атрибути сутності
Документи(обладнання)	*Код_документа, найменування, одиниці_виміру,кількість, дата_отримання
Документи(вимоги)	*Код_документа, номер_документа, дата_створення, номер_складу, номер_цеху
Обладнання	*Код_обладнання, найменування, номенклатурний_номер, дата_отримання, заводський_номер, модель_приладу, технічна_характеристика, строк_служби, гарантійний_строк, рік_випуску, примітка

Зв’язки між сутностями наведемо у вигляді табл. 3.5.

Таблиця 3.5 - Зв'язки між сутностями.

Батьківська сутність		Дочірня сутність		Тип зв’язку
Назва	Атрибут	Назва	Атрибут
Обладнання	Код_обладнання	Документи (обладнання)	Код_обладнання	1 до ∞
Обладнання	Код_обладнання	Документи (вимоги)	Код_обладнання	1 до ∞

Представимо логічну модель сутностей разом із атрибутами на рис. 3.2.

Рисунок 3.4 – Логічна модель сутностей разом із атрибутами

Для того, щоб перейти до фізичної моделі даних, замінимо сутності реляційними таблицями, атрибути – полями; визначимо імена полів, їх тип та розмір згідно з інформацією, що необхідно зберігати в БД; замінимо українські назви на назви латиницею. Основними типами даних є integer, float, datetime, char. Фізична модель даних наведена на рисунку 3.3.

Рисунок 3.5 – Фізична модель бази даних

3.3 Реалізація бази даних

На рис. 3.6 розміщено скріншот схеми даних із MS Access.

Рисунок 3.6 – Скріншот схеми даних з MS Access