Проектування бази даних та її структура

Для зберігання даних інформаційної системи навчального закладу використовується реляційна база даних. Проектування бази даних виконувалося на основі СУБД Access.

Процес, в ході якого вирішується, якою буде база даних, називається проектуванням бази даних. Робота по проектуванню бази даних включає:

• — вибір таблиць бази даних;
• — вибір полів, що належать кожній таблиці;
• — вибір взаємодії між таблицями та полями.

Проектування баз даних пов’язане з побудовою її логічної структури. В реляційній моделі логічна структура бази абсолютно не залежить від її фізичної структури та способу зберігання. Логічна структура також не визначається тим, що бачить перед собою кінцевий користувач (це можуть бути віртуальні таблиці, створені розробником або прикладними програмами).

Проектування баз даних на основі реляційної моделі має ряд переваг перед іншими моделями:

• — незалежність логічної структури від фізичної;
• — гнучкість структури баз даних (конструктивні рішення не обмежують можливості в майбутньому виконувати найрізноманітніші запити.

Так як реляційна модель не потребує опису всіх можливих взаємодій між даними, можна в майбутньому задавати запити про будь-які логічні взаємодії бази даних, а не тільки про ті, що планувалися спочатку.

Часто при обговорюванні питань проектування баз даних майже вся увага приділяється застосуванню правил нормалізації. В ході нормалізації забезпечується захист цілісності даних шляхом усунення дублюючих даних. В результаті таблиця, яка спочатку здавалася раціональною, розбивається на дві та більше пов’язаних між собою таблиць, які можуть бути зібрані разом за допомогою операції об'єднання. Цей процес називається декомпозицією без втрат і просто позначає поділ таблиці на декілька менших таблиць без втрат інформації. Нормалізація найбільш корисна для перевірки створеної структури. Можна проаналізувати свої рішення про те, які поля повинні бути включені в ту чи іншу таблицю з точки зору правил нормалізації, переконавшись при цьому, що не зроблено ніяких фатальних помилок. Розуміння основ процесу нормалізації також може допомогти в процесі проектування бази даних, але воно не є універсальним рецептом при побудові бази «з нуля». Отже, як визначити, які поля повинні розміщуватися на початку таблиці. Загального правила на цей випадок не існує, однак тут може стати в нагоді моделювання залежностей — аналіз суті даних і залежностей між ними.

На практиці проектування бази даних потребує доброго розуміння модульованої предметної області, а також знань в області моделювання залежностей та нормалізації. Проектування бази даних, як правило, є процесом, в ході якого крок за кроком досягається бажаний результат, а іноді потрібно перероблювати виконану роботу з урахуванням нових потреб. Ось приблизна послідовність кроків, виконуваних в процесі проектування бази даних:

• 1) Вивчення інформаційного середовища для моделювання
• — Звідки поступає інформація і в якому вигляді?
• — Як вона буде вводитися у систему і хто цим буде займатися?
• — Як часто вона змінюється?
• — Вивчення всіх паперових матеріалів, а також інформаційних файлів і форм, які використовують в процесі оцінювання успішності учнів для збереження та обробки даних;
• — Уточнення, в якому вигляді інформація повинна виходити з бази даних — у формі звітів, запитів, статистичної інформації;
• — Кому вона буде призначатися?
• 2) Створення списку об'єктів разом із їх властивостями та атрибутами.
• 3) Під час роботи обов’язково повинен створюватися макет таблиць та зв’язків між ними, що називаються структурою даних або діаграмою залежності між об'єктами.
• 4) Треба визначити чи кожен об'єкт має атрибут (або групу атрибутів), по яким однозначно можна ідентифікувати будь який запис майбутньої таблиці. Цей ідентифікатор, як правило, називають первинним ключем. Якщо такого не має, то для отримання штучного ключа слід створити додаткове поле.
• 5) Слід розглянути залежності між об'єктами
• — Чи існують залежності типу «один до багатьох» (коли один класний колектив складається з багатьох учнів, але кожен учень входить до складу лише одного класного колективу) чи багато до багатьох (коли кожен учень може отримати певну кількість балів і цю ж саму кількість балів можуть отримати будь-які учні)?
• — Чи є можливість для об'єднання пов’язаних таблиць?
• 6) Аналіз структури бази даних з точки зору правил нормалізації для пошуку логічних помилок. Виправлення всіх відхилень від нормальних форм або обґрунтування рішення відмовитися від виконання ряду правил нормалізації в інтересах простоти засвоєння.
• 7) Безпосереднє створення структури бази даних та розміщення в неї деяких прототипів даних. Обов’язкове експериментування з запитами, аналіз отриманих результатів. Виконання ряду тестів на продуктивність, щоб перевірити різні технічні рішення.
• 8) Оцінка бази даних з точки зору того, чи задовольняють замовника отримані результати.

Нижче приведені створені таблиці бази даних.

Рис. 2.6. Таблиця Навчальний_рік.

Рис. 2.7. Таблиця Вчитель.

Рис. 2.8. Таблиця Клас.

Рис. 2.9. Таблиця Предмет.

Рис. 2.10. Таблиця Період_оцінювання.

Рис. 2.11. Таблиця Кількість_балів.

Рис. 2.12. Таблиця Учні.

Рис. 2.12. Таблиця Сторінка_вчителя.