Разработка программы "Электронный каталог" для библиотеки ОГАУ

Размещено на http://www.allbest.ru/

АННОТАЦИЯ

В данном дипломном проекте рассматриваются теоретические и практические вопросы создания программного продукта - от планирования до практического применения.

Дипломный проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графического материала в виде слайдов PowerPoint и программы на диске.

Пояснительная записка состоит из пяти глав, введения и заключения. Объем пояснительной записки 61 страница.

В первой главе рассматривается общая характеристика предприятия и описывается объект автоматизации.

Во второй главе описано администрирование баз данных, проектирование баз данных, язык запросов к базе данных, а также проведен анализ средств разработки приложений баз данных.

В третьей главе рассматривается планирование разработки программного продукта, предварительный проект и практическая реализация.

В четвертой главе рассматриваются вопросы безопасности жизнедеятельности, произведены расчеты освещения.

В пятой главе произведены расчеты экономической эффективности программы «Электронный каталог» для библиотеки ОГАУ.

Содержание

ВВедение

1 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА огау

1.1 Общая характеристика учреждения

1.2 Характеристика объекта автоматизации

2 тЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

2.1 Проектирование реляционных баз данных

2.2 Средства разработки приложений баз данных

2.3 Администрирование баз данных

2.4 Язык запросов к базе данных SQL6

3 Разработка программы «Электронный каталог»

3.1 Основание для разработки

3.2 Планирование разработки

3.3 Предварительный проект

3.4 Поэтапная разработка приложения

3.4.1 Логика работы программы

3.4.2 Описание логики работы каждого модуля программы

3.5 Сопровождающая документация продукта

3.5.1 Руководство системному программисту

3.5.2 Руководство пользователя

3.6 Тестирование программы. Контрольный пример

4 ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

5 Технико-экономическое обоснование проектного решения

Заключение

Список используемой литературы

Приложения

Введение

Темой дипломного проектирования является «Разработка программы «Электронный каталог» для библиотеки ОГАУ».

Целью данного проектирования является автоматизация процесса сбора, хранения и обработки библиографических описаний различных изданий осуществляемого сотрудниками библиотеки Оренбургского Государственного Аграрного Университета.

Перед дипломником стоит задача создания программы «Электронный каталог», которая должна будет решать задачи по обработке библиографических описаний экземпляров как законченных однотомных и многотомных изданий, так и продолжающихся, серийных или периодических изданий. Программа «Электронный каталог» должна будет позволять добавлять новые описания, при необходимости изменять и удалять существующие, выводить библиографические описания, в форме составленной по правилам, описанным ГОСТом 7.1-2003 на печать либо на монитор компьютера. Также должен быть реализованы процессы поиска библиографических описаний, создания новых баз данных и удаления существующих.

Объектом автоматизации данного проектирования является библиотека ОГАУ.

1. Организационно-экономическая характеристика ОГАУ

1.1 Общая характеристика учреждения

ФГОУ ВПО Оренбургский государственный аграрный университет - государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования федерального подчинения.

Государственным органом управления университетом, выполняющим функции Учредителя, является Министерство сельского хозяйства.

19 мая 1930 года в Оренбуржье было открыто первое высшее учебное заведение - Оренбургский сельскохозяйственный институт, образованный в соответствии с приказом народного комиссариата просвещения РСФСР от 16.05.1930 № 266 на основании ходатайства Оренбургского комитета ВКП (б) и Второго Окружного съезда Советов трудящихся.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 11.06.1980 институт был награжден орденом Трудового Красного Знамени.

Приказом Государственного комитета Российской Федерации по высшему образованию от 11.02.1992 № 118 сельскохозяйственный институт переименован в Оренбургскую государственную сельскохозяйственную академию.

Приказом Государственного комитета Российской Федерации по высшему образованию от 16.05.1995 № 705 сельскохозяйственная академия переименована в Оренбургский государственный аграрный университет.

Юридический адрес ОГАУ: 460795, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18.

Оренбургский государственный аграрный университет - многопрофильный научный, учебно-производственный комплекс, реализующий многоуровневую систему подготовки высококвалифицированных специалистов.

ФГОУ ВПО Оренбургский государственный аграрный университет осуществляет образовательную деятельность на основании лицензии Минобразования России от 21.05.2003 А №000739 и свидетельства о государственной аккредитации Минобразования России от 01.08 2003 А №001089.

Подготовка специалистов в университете осуществляется по 9 профилям основных профессиональных образовательных программ, в т.ч. по 25 специальностям и 1 направлению (бакалавриат) высшего, 8 - среднего профессионального образования, программам начального профессионального образования, а также по 37 программам послевузовского и программам дополнительного профессионального образования.

ФГОУ ВПО Оренбургский государственный аграрный университет осуществляет образовательную деятельность по очной, заочной формам обучения. Общий контингент студентов университета составляет 8928 человек, в т.ч. 6464 - по очной форме обучения.

Учебный процесс обеспечивают 7 факультетов (агрономический, лесохозяйственный, ветеринарной медицины и биотехнологий, информационных технологий, механизации сельского хозяйства, экономический, юридический), 4 института (Институт управления, Институт дополнительного профессионального образования, Институт управления рисками и БЖД в АПК, Институт непрерывного профессионального образования), Таможенный колледж и 39 филиалов кафедр на производстве.

Отбор абитуриентов и их профориентация ведётся через Центры довузовской подготовки (ЦДП), Ассоциацию учебных заведений непрерывного аграрного образования, в которую входят 30 учебных заведений различного уровня (профтехучилища, колледжи, техникумы, вузы).

В университете работают 103 профессора, доктора наук и 328 доцентов, кандидатов наук. В целом остепенённость профессорско-преподавательского состава университета составляет 64,4%. Среди преподавателей университета: один член Российской академии наук, один член-корреспондент РАСХН, два Заслуженных деятеля науки и техники, шесть Заслуженных деятелей науки, пять Заслуженных работников высшего профессионального образования, 13 Почётных работников высшего профессионального образования, 31 Заслуженный работник по различным отраслям народного хозяйства.

В университете действует 6 докторских диссертационных советов по 13 специальностям. За последние 5 лет в советах защитилось 19 докторов и 243 кандидата наук. В целом за время существования вуза было подготовлено через докторантуру, аспирантуру и соискательство более 350 докторов и 1500 кандидатов наук.

Компьютерный парк университета составляет более 900 IBM-совместимых машин класса Pentium III и выше, каждый факультет оснащен мультимедиа-оборудованием для проведения лекций и семинаров.

В образовательном процессе активно используются: Учебный парк с новым комплексом сельскохозяйственных машин отечественного и зарубежного производства; лабораторное оборудование по определению генномодифицированных продуктов в кормах и продуктах питания, диагностическое оборудование для технического обслуживания машин, лабораторию по определению качества зерна и горючесмазочных материалов, структурного анализа металла и многое-многое др.

Научно-исследовательская работа ученых университета ведётся в тесном взаимодействии с Международной Академией информатизации, Петровской Академией наук и искусств, Международной Академией аграрного образования, Всероссийским научно-исследовательским Институтом сельского хозяйства, Всероссийским научно-исследовательским Институтом мясного скотоводства, Институтом клеточного и внутриклеточного симбиоза и Институтом степи УрО РАН, Оренбургским отделом биотехнических систем Института прикладной механики УрО РАН. Университет успешно участвует в реализации более 20 республиканских научно-технических программ, основными из которых являются:

- разработка и совершенствование технологии производства продукции растениеводства и животноводства;

- совершенствование средств механизации и автоматизации отраслей АПК;

- развитие экономического механизма стабилизации сельскохозяйственного производства в условиях рыночных отношений;

- совершенствование законности и правопорядка в условиях построения правового государства и др.

Научные изыскания ведутся совместно с учеными-практиками зарубежных фирм «Монсанто» (США), «Баер Кроп Саейнс» (Германия), «Сингента» (Швейцария), генеральным дистрибьютором фирмы «Клаас» фирмой «Евротехника» и др.

1.2 Характеристика объекта автоматизации

база данные программа запрос

Объектом, для которого ведется разработка автоматизированной системы, программы «Электронный каталог» является библиотека Оренбургского Государственного Аграрного Университета. В библиотеке осуществляются задачи по обслуживанию студентов ОГАУ, профессоров и преподавателей, ведутся работы по комплектованию, обработке документов, хранения фондов научной, учебной и художественной литературы. Количество сотрудников библиотеки составляет 42 человека. Структура библиотеки состоит из 5-ти отделов:

1. Отдел обслуживания учебной литературы:

- абонемент научной литературы для студентов очной формы обучения;

- абонемент учебной литературы для студентов вечерней и заочной форм обучения;

- абонемент учебной литературы для студентов дополнительного профессионального образования;

- абонемент художественной литературы с сектором выставочной работы и пропаганды книги.

2. Отдел обслуживания научной литературы с сектором дополнительного обслуживания;

3. Отдел справочно-библиографического обслуживания с сектором информационной работы;

4. Отдел комплектования, библиотечной обработки документов с сектором предметизации и каталогов;

5. Отдел книгохранения.

Обслуживание читателей осуществляется в специализированных читальных залах:

1. Универсальном;

2. Экономической литературы;

3. Периодических изданий;

4. Естественно-гуманитарных наук.

Читальные залы для обслуживания студентов рассчитаны на 280 посадочных мест. Читальный проффессорско - преподавательского состава рассчитан на 20 посадочных мест.

Справочный материал библиотеки ОГАУ состоит из пяти баз данных:

1. База данных книги и брошюры;

2. База данных диссертаций;

3. База данных авторефератов;

4. База данных трудов сотрудников ОГАУ;

5. База данных коллекций.

«Библиотека является одним из ведущих структурных подразделений ВУЗа, обеспечивающим документами и информационными ресурсами учебно-воспитательный процесс и научные исследования». [7] Библиотека в своей деятельности руководствуется Конституцией и законами РФ, постановлениями, приказами и другими нормативными актами органов управления высшими учебными заведениями, уставом высшего учебного заведения.

Основные задачи библиотеки:

1. Полное и оперативное библиотечное и информационно-библиографическое обслуживание студентов, аспирантов, докторов, научных сотрудников, преподавателей.

2. Формирование фонда в соответствии с профилем университета т информационными потребностями пользователей.

3. Организация и ведение справочно-библиографического аппарата.

4. Воспитание информационной культуры.

В таблице 1.1 представлены показатели финансово-экономической деятельности подразделения.

Таблица 1.1

Экономические показатели библиотеки ОГАУ

Показатели	Годы	Отклонение ( + ; - ) от 2005 г. к 2006 г.
	2005 г.	2006 г.
Стоимость основных фондов, тыс. руб.	4215	6190	+1975
Выручка от реализации продукции, тыс.руб.	1250	1934	+684
Себестоимость реализованной продукции, тыс.руб.	1250	1934	+684
Среднегодовая численность работников, чел.	44	44	0
Производственные затраты, тыс.руб.	0	0	0
Рентабельность продаж, %	29,65	31,24	+1.59

2. Технико-экономическое обоснование проекта

2.1 Проектирование реляционных баз данных

Базовые идеи современных информационных технологий основываются на концепции баз данных, согласно которой, основой информационных технологий являются данные, организованные в базы данных для их адекватного отображения и удовлетворения информационных потребностей пользователя.

«Данные - это информация, представленная в определенном виде, позволяющем автоматизировать ее сбор, хранение и дальнейшую обработку». [9]

«База данных (БД)- это совокупность взаимосвязанных данных, при такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений в определенной предметной области». [9] Для управления данными в БД применяются системы управления базами данных (СУБД).

«Система управления базами данных - это совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями». [15]

По степени универсальности различают два вида СУБД:

- СУБД общего назначения;

- специализированные СУБД.

«СУБД общего назначения - это СУБД не ориентированные на определенную предметную область или на определенную группу пользователей». [13] Специализированные СУБД - это специально разработанные системы управления, которые ориентированны на работу в определенной предметной области. Разработка специализированных СУБД занимает больше времени и труда, чем разработка СУБД общего назначения, но в некоторых ситуациях такая разработка может быть оправдана.

В среде СУБД различают несколько компонентов:

- данные;

- пользователи;

- аппаратное обеспечение;

- программное обеспечение;

- процедуры.

Схематично эти компоненты показаны на рис. 2.1

Рис. 2.1 Среда СУБД

«Данные являются наиболее важным компонентом среды СУБД. Все остальные компоненты предназначены для обеспечения удобного и быстрого доступа пользователя к данным». [11]

Данные в БД однократно определяются и многократно используются разными пользователями. Для того чтобы все процессы по обработке данных реализовывались быстро, просто и комфортно, эти данные должны быть организованы в БД особым образом.

- данные, в БД не должны повторяться, т.е. должна отсутствовать избыточность данных;

- БД должна содержать не только данные, отражающие какую-либо предметную область, но и описания этих данных;

- данные, в БД должны быть логически связаны между собой.

Для выполнения перечисленных условий выполняют проектирование БД. «Проектирование БД состоит из трех фаз:

- концептуальное проектирование;

- логическое проектирование;

- физическое проектирование.» [14]

Первый фаза заключается в создании для анализируемой предметной области концептуальной модели данных. Результатом первой фазы проектирования БД является созданная концептуальная схема данных. Существует два основных подхода к проектированию систем БД: «нисходящий» и «восходящий».

Восходящий подход применяется для проектирования простых баз данных с небольшим количеством атрибутов. Работа при данном подходе начинается с определения атрибутов, которые затем группируются в отношения.

Нисходящий подход применяется для проектирования БД с большим количеством атрибутов. При данном подходе проектирование начинают с разработки моделей данных, которые содержат несколько высокоуровневых сущностей и связей. Нисходящий подход демонстрируется в концепции модели «сущность - связь» (Entity-Relationship - ER-модель) предложенной Питером Ченом.

Кроме «нисходящего» и «восходящего» подходов, для проектирования БД могут применяться и другие подходы скомбинированные на основе указанных.

В построении концептуальной модели данных можно выделить несколько этапов:

- выделение локальных представлений;

- формулирование объектов и описание атрибутов, составляющих структуру каждого объекта;

- выделение ключевых атрибутов;

- спецификация связей между объектами;

- анализ и добавление не ключевых атрибутов;

- объединение локальных представлений.

Построение концептуальной модели данных осуществляется на основе анализа описания предметной области на естественном языке, сделанного пользователем.

На этапе логического проектирования созданную ранее концептуальную модель изменяют согласно выбранной модели данных и создают глобальную логическую модель данных. Существует два основных подхода к созданию глобальной логической модели данных: централизованный подход и подход на основе интеграции представлений.

При централизованном подходе создается единый список требований путем объединения требований всех типов пользователей.

При использовании метода интеграции представлений локальные логические модели данных, отражающие представления разных групп пользователей объединяют в глобальную логическую модель данных.

На этапе физического проектирования полученную логическую модель физически реализуют посредствам СУБД.

Далее будет рассмотрена трехуровневая архитектура базы данных. «Одним из важнейших аспектов построения СУБД является идея отделения логической структуры БД и манипуляций данными от физического представления данных ЭВМ.» [10] Эта идея определяет некоторые требования к архитектуре БД. В настоящее время широко используется трехуровневая архитектура БД. Данная структура БД была предложена в 1975 году Комитетом планирования стандартов и норм SPARC Американского национального института стандартов ANSI и официально признана в 1978 году.

Эта архитектура состоит из трех уровней представления данных:

- внешний уровень - пользовательский уровень, где каждый пользователь или отдельные группы пользователей имеют свое представления о данных;

- внутренний уровень - уровень представления, предназначенный для СУБД и операционной системы;

- концептуальный уровень. Данный уровень обеспечивает независимость внутреннего и внешнего уровней друг от друга и используется для отображения внешнего уровня на внутренний.

Описание структуры данных на любом из этих уровней называется схемой. На внешнем уровне существует несколько внешних схем, которые соответствуют разным представлениям данных. На концептуальном уровне схема описания данных называется концептуальной схемой, на внутреннем - внутренней схемой.

Внешний уровень предназначен для пользователей. Их представления базы данных называется внешним представлением. Таких представлений может быть сколь угодно много, по количеству пользователей, т.е. для каждого пользователя или группы пользователей существует свое представление на базу данных, где представлены те сущности, атрибуты и связи которые необходимы данному конкретному пользователю или группе пользователей. Каждый пользователь может использовать свой язык общения с базой данных.

Концептуальный уровень - это промежуточный уровень между внешним и внутренним уровнями. Этот уровень обеспечивает представление всей базы данных в абстрактной форме.

На внутреннем уровне находится внутренняя схема, которая описывает физическую реализацию базы данных и предназначена для достижения оптимальной производительности и экономного использования дискового пространства. Внутренний уровень содержит следующую информацию:

- распределение дискового пространства для хранения данных и индексов;

- указание размеров сохраняемых элементов данных;

- сведения о размещении записей;

- сведения о сжатии данных и методах шифрования.

СУБД должна обеспечивать связь между всеми тремя уровнями представления данных и устанавливать соответствие между схемами разных уровней, а также проверять их непротиворечивость.

Трехуровневая архитектура предназначена, прежде всего, для обеспечения независимости от данных, т.е. изменения на нижних уровнях не должны влиять на верхние уровни. Существует два вида независимости от данных: логическая и физическая.

Логическая независимость означает, что изменения в концептуальной схеме, такие как добавление или удаление сущностей, атрибутов или связей, не должны влиять на существующие внешние схемы других пользователей или групп пользователей.

Физическая независимость означает независимость внешнего и концептуального уровней от изменений во внутреннем, физическом представлении данных.

Далее будет рассмотрена проблема избыточности данных и вопрос нормализации отношений. При проектировании базы данных часто возникает проблема избыточности данных. Избыточность вызывается дублированием данных, т.е. их повторением. «При избыточности возникает ряд проблем или аномалий:

- аномалии включения;

- аномалии удаления;

- аномалии модификации». [12]

Для устранения всех этих недостатков применяется процесс нормализации отношений. Процесс нормализации отношений - это процесс перехода от нормальной формы (НФ) низкого уровня к нормальной форме более высокого уровня. Различают несколько нормальных форм:

- 1НФ - первая нормальная форма;

- 2НФ - вторая нормальная форма;

- 3НФ - третья нормальная форма;

- НФБК - нормальная форма Бойса - Кодда;

- 4НФ - четвертая нормальная форма;

- 5НФ - пятая нормальная форма.

Каждая из этих НФ налагает ряд ограничений на данные:

- 1НФ, 2НФ и 3НФ ограничивают зависимость непервичных атрибутов от ключей;

- НФБК ограничивает зависимость первичных атрибутов;

- 4НФ налагает ограничения на виды многозначных зависимостей;

- 5НФ вводит зависимости соединений.

«Переход к каждой НФ происходит постепенно, т.е. чтобы перейти к НФ более высокого уровня, БД должна быть уже приведена к предыдущей НФ». [15] С каждым последующим уровнем ограничения накладываемые на данные становятся более жесткими, а отношения становятся менее подвержены различным аномалиям.

2.2 Средства разработки приложений баз данных

Технология DAO (Data Access Objects - объекты доступа к данным) предоставляет объекты и методы для доступа к базам данных. «Первоначально эта технология была создана как COM-интерфейс для работы с СУБД Jet, которая позволяла работать с базами данных Microsoft Access. После этого разработчиками были расширены возможности DAO и создана универсальная технология для работы с данными». [20]

«Технология DAO предоставляет средства для создания, удаления и редактирования баз данных». [19] Благодаря этой технологии имеется возможность добавления и удаления таблиц базы данных, а также редактирования записей и полей. В таблице 2.1 приведен краткий список методов технологии DAO.

Таблица 2.1

Краткий список методов технологии DAO

Метод	Описание
CreateDatabase	Создание базы данных. В параметрах этого метода необходимо указать имя создаваемой базы данных.
CreateTable	Добавление новой таблицы к базе данных. В данном методе существует следующий порядок записи параметров: CreateTable DB, “Name Table”, где DB - это переменная типа Database которая и является базой данных, Name Table - это название таблицы, этот параметр необходимо указывать в кавычках.
CreateField	Создание поля в указанной таблице. Этот метод предусматривает присваивание: Set FLD = TBL.CreateField (“Name Field”, dbText, N), где FLD - это переменная типа Field (поле), TBL - переменная типа TableDef, dbText - константа указывающая на тип данных которые предполагается записывать в поле, N - размерность поля.
OpenDatabase	Открытие базы данных. В параметрах данного метода необходимо указать полный путь открываемой базы данных: OpenDatabase (Путь)
OpenRecordset	Получение доступа к записи или нескольким записям. В параметрах данного метода указывается SQL - запрос к базе данных и на его основе из определенной таблицы базы данных выделяются записи, удовлетворяющие данному запросу.
NewPassword	Изменение существующего пароля базы данных. В качестве параметров данного метода указывается старый пароль и новый пароль: NewPassword (Старый пароль, Новый пароль)
Close	Закрытие базы данных.

Наряду с DAO корпорация Microsoft предоставляет и другие технологии для доступа к данным:

- ADO;

- OLE DB;

- ODBC;

- RDO;

- ADO.NET.

«ADO (ActiveX Data Object) - является следующей технологией после DAO и обладает большей универсальностью». [19] В ADO используются ActiveX- компоненты обеспечивающие поддержку DHTML-технологий.

«ODBC (Open Database Connectivity) - это одна из первых технологий предложенных корпорацией Microsoft для доступа к источникам данных». [21] ODBC - это программные интерфейсы на языке С, предназначенные для подключения приложений к различным СУБД. Одним из неудобств данной технологии является отсутствие объектно-ориентированного подхода.

Технология OLE DB - это объединенная технология, в основу которой положены технологии ODBC и COM. Для доступа к данным эта технология использует COM - интерфейсы, т.е. предоставляет объектно-ориентированный интерфейс для любых языков программирования, совместимых с COM. Для работы OLE DB должны существовать драйверы для непосредственного соединения с СУБД.

RDO (Remove Data Objects) - основывается на технологии ODBC и предоставляет объектно-ориентированный интерфейс доступа к данным. «Первая версия данной технологии была представлена в 1995 году» [20].

Из всех перечисленных технологий доступа к данным, технологий DAO является наиболее подходящей для решения поставленной задачи, т.к. предоставляет объектно-ориентированный интерфейс, ориентированна для работы с локальными базами данных (в отличии более универсальной технологии ADO), а также является наиболее простой, проверенной, надежной и удобной технологией доступа к данным.

2.3 Администрирование баз данных, многопользовательский режим

Многопользовательский режим применяется при необходимости распределения приложений, работающих с единой базой данных. «В настоящее время для работы с централизованными базами данных применяются технологии параллельного или распределенного доступа, для реализации которых применяются технологии файлового сервера и технология «клиент - сервер»». [17] «Технологию файлового сервера можно считать частным случаем технологии «клиент - сервер»». [18] «Технология «клиент - сервер» является двухуровневой структурой». [9] Данная структура представлена на рисунке 2.2.

Рис. 2.2 Многопользовательский режим

В данной структуре осуществляется взаимодействие двух программных процессов:

- «клиент» запрашивающий услуги;

- сервер обеспечивающий выполнение услуг запрашиваемых «клиентом».

Сервер (машина, хранящая БД) является СУБД и выполняет все функции СУБД.

Клиенты - это приложения, которые обращаются к серверу и запрашивают какую-либо информацию.

«Для того чтобы разумно распределить нагрузку на ЭВМ, объединенные в сети, требуется разбить функции приложения на отдельные самостоятельные компоненты и определить взаимосвязи между ними». [16] Группы функций и их описания представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Группы функций приложения

п/п	Название группы функций	Описание функции
1	Функции ввода и отображения данных	Определяются тем, что пользователь видит на экране.
2	Прикладные функции	Определяют основные алгоритмы решения определенных задач приложения.
3	Функции обработки данных в приложении	Связаны с обработкой данных внутри приложения. Для доступа к данным обычно используется язык запросов SQL, операторы которого встраиваются в языки, которые используются для написания кода приложения.
4	Функции управления информационными ресурсами	СУБД, которая обеспечивает хранение и управление базами данных.
5	Служебные функции	СУБД, которая обеспечивает хранение и управление базами данных.

Если перечисленные функции распределяются между процессами выполняемыми на клиенте и на сервере, то такая модель называется двухуровневой. Существует несколько разновидностей двухуровневой модели:

- файловый сервер;

- модель удаленного доступа к данным;

- модель сервера баз данных.

Далее будет рассмотрена модель файлового сервера. Файловый сервер называется моделью удаленного управления данными. Структура данной модели изображена на рисунке 2.3.

На клиенте, в данной структуре, расположены почти все части приложения:

- функции ввода и отображения данных;

- прикладные функции;

- функции управления информационными ресурсами.

Файловый сервер содержит файлы необходимые для работы приложений и СУБД, которая обеспечивает доступ к файлам.

Рис. 2.3 Модель файлового сервера.

Теперь будет рассмотрена модель удаленного доступа к данным. Структура модели удаленного доступа представлена на рисунке 2.4. В данной модели как и в модели файлового сервера база данных и ядро СУЬД также расположены на сервере. В клиенте реализуются функции ввода отображения, а так же прикладные функции. По отношению к файловому серверу данная модель имеет ряд преимуществ. С одной стороны расположение на клиентском ЭВМ прикладного компонента и компонента представления не позволяет перегрузить сервер БД, уменьшая тем самым число процессов в операционной системе. С другой стороны сервер БД выполняет только свойственные ему операции обработки данных, запросов и транзакций.



Рис. 2.4 Модель удаленного доступа.

Далее будет рассмотрена модель сервера баз данных. Модель сервера баз данных является дальнейшим развитием модели удаленного доступа к данным. В ее основу были добавлены механизм хранимых процедур и механизм триггеров. Механизм хранимых процедур позволяет создавать процедуры управляющие процессами сервера. Такие процедуры могут вызываться приложениями, триггерами или правилами поддерживающими целостность данных.

Триггер является частью БД которая реагирует на возникновение определенных событий в БД, таких как добавление, обновление и удаление данных. Если триггер вызывает ошибку в запросе, операция над данными не производится, а в приложение выполняющее запрос возвращается сообщение об ошибке.

Хранимые процедуры и триггеры хранятся в словаре БД. Оттуда они могут использоваться многими клиентами, что позволяет уменьшить дублирование алгоритмов обработки данных в разных клиентах. Для написания триггеров и хранимых процедур используется встроенный язык SQL, являющийся расширением стандартного SQL.

Модель сервера баз данных изображена на рисунке 2.5.

Рис. 2.5 Модель сервера баз данных.

В данной модели сервер, так же как и клиент, может быть инициатором обработки данных, используя механизм триггеров. У модели сервера баз данных есть недостаток очень большой загрузки сервера. Для его устранения была предложена трехуровневая модель сервера приложений.

Теперь будет рассмотрена трехуровневая модель. Структура данной модели приведена на рисунке 2.6. В трехуровневую модель вводится дополнительный промежуточный уровень между клиентом и сервером, называемый сервером приложений.

Клиент в данной модели выполняет функции ввода и отображения данных, локальных редакторов и функции обеспечения доступа к локальной и глобальной сетям.



Рис. 2.6 Структура трехуровневой модели.

Сервер баз данных занимается функциями управления информационными ресурсами базы данных. На промежуточном уровне, в котором может быть один или несколько серверов приложений выполняются общие не загружаемые функции клиента.

«Можно отметить, что эта модель, в которой компоненты приложения делятся между тремя исполнителями, обладает большей гибкостью, более высокой переносимостью и масштабируемостью системы, чем двухуровневые модели». [9]

2.4 Язык запросов к базе данных SQL

В 1989 году Международный комитет по стандартизации ISO опубликовал первый международный стандарт языка SQL. В настоящее время SQL является наиболее распространенным структурированным языком обработки данных.

Язык SQL имеет средства для манипулирования данными, определения данных и управления базами данных.

В таблице 2.3 представлены типы данных, используемые в языке SQL.

В операторах SQL могут использоваться выражения, построенные с применением знаков арифметических операций: сложения «+»,

вычитания «-», умножения «?» и деления «/».

SQL включает в себя операторы разных категорий. Любой оператор SQL состоит из зарезервированных слов и слов, определяемых пользователем. Большинство слов составляющих операторы не чувствительны к регистру, кроме символьных данных.

Таблица 2.3

Перечень типов данных

Тип	Описание
CHARACTER (n)	Символьные строки постоянной длины в n символов
NUMERIC [(n,m)]	Точные числа, здесь n - общее количество цифр в числе, m - количество цифр слева от десятичной точки
DECIMAL [(n,m)]	Точные числа, здесь n - общее количество цифр в числе, m - количество цифр слева от десятичной точки
INTEGER	Целые числа
SMALLINT	Целые числа меньшего диапазона
FLOAT [(n)]	Числа большой точности, хранимые в форме с плавающей точкой. Здесь n - число байтов, резервируемое под хранение одного числа
REAL	Вещественный тип чисел, который соответствует числам с плавающей точкой, меньшей точности, чем FLOAT
DOUBLE PRECISSION	Специфицирует тип данных с определенной в реализации точностью, большей, чем определенная в реализации точность для REAL
VARCHAR (n)	Строки символов переменной длины
NCHAR (N)	Строки локализованных символов постоянной длины
BIT (n)	Строки битов постоянной длины
DATE	Календарная дата
TIMESTAMP (точность)	Дата и время
INTERVAL	Временный интервал

В операторах SQL могут использоваться выражения, построенные с применением знаков арифметических операций: сложения «+», вычитания

«-», умножения «x» и деления «/».

SQL включает в себя операторы разных категорий. Любой оператор SQL состоит из зарезервированных слов и слов, определяемых пользователем. Большинство слов составляющих операторы не чувствительны к регистру, кроме символьных данных.

В таблице 2.4 приведены операторы разных категорий.

Таблица 2.4

Перечень операторов

Оператор	Пояснение
CREATE TABLE	Создать таблицу
DROP TABLE	Удалить таблицу
ALTER TABLE	Изменить таблицу
CREATE VIEW	Создать представление
ALTER VIEW	Изменить представление
DROP VIEW	Удалить представление
DELETE	Удаляет одну или несколько строк, соответствующих условиям фильтрации
INSERT	Вставляет одну строку в таблицу
UPDATE	Обновляет значения одного или нескольких столбцов в одной или нескольких строках, соответствующих условиям фильтрации
SELECT	Позволяет сформировать результирующую таблицу, соответствующую запросу

Оператор выбора SELECT предназначен для выборки и отображения данных из одной или нескольких таблиц. Это наиболее мощный и наиболее часто используемы оператор.

Синтаксис оператора SELECT:

SELECT [DISTINCT |ALL| {* | [<>] } FROM <>

[WHERE <предикат - условие выборки или соединения>]

[GROUP BY <список полей результата>]

[HAVING <предикат - условие для группы>]

[ORDER BY <список полей, по которым требуется упорядочить вывод >]

Не все представленные части являются обязательными к включению в фразу. К обязательным относятся только SELECT и FROM. Далее представлено описание каждой фразы оператора SELECT.

1. Состав фразы SELECT

- наличие ключевого слова ALL означает, что в результирующую таблицу включаются все строки, удовлетворяющие условиям запроса;

- ключевое слово DISTINCT предназначено для приведения таблицы в соответствие с принципами теории отношений, где предполагается отсутствие повторения строк;

- символ «*» предназначен для включения всех столбцов таблицы в результат.

2. Фраза FROM задает перечень исходных таблиц.

3. Во фразе WHERE определяются условия отбора строк результата или соединения строк исходных таблиц запроса. В качестве условий отбора могут быть указаны следующие предикаты:

- сравнения « =, <>, > , < , >= , <= »;

- BETWEEN A AND B - возвращает истинное значение когда вычисленное значение попадает в заданный диапазон;

- NOT BETWEEN A AND B - возвращает истинное значение когда сравниваемое значение не попадает в заданный диапазон;

- IN - истинно тогда, когда сравниваемое значение входит в множество заданных значений;

- NOT IN - истинно тогда, когда сравниваемое значение не входит в заданное множество;

- LIKE и NOT LIKE - предикаты, требующие задания шаблона, с которым сравнивается заданное значение. LIKE возвращает истинное значение если сравниваемое значение соответствует шаблону, и ложное значение в противном случае.

- IS NULL - предикат, применяющийся для выявления равенства значения некоторого атрибута неопределенному значению.

4. Во фразе GROUP BY задается список полей группировки;

5. Во фразе HAVING задаются предикаты - условия, накладываемые на каждую группу;

6. Во фразе ORDER BY задается список полей, который определяет порядок сортировки в результирующей таблице.

3. Разработка программы «Электронный каталог»

3.1 Основание для разработки

Заказчиком разработки программы «Электронный каталог» является

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный аграрный университет». Объектом автоматизации является подразделение университета Библиотека ОГАУ.

Назначением данной разработки является автоматизация процесса организации и ведения справочно-библиографического аппарата баз данных, который является одной из основных задач библиотеки ОГАУ.

Потенциальными пользователями разрабатываемой программы «Электронный каталог» является отдел внедрения компьютерных технологий библиотеки ОГАУ, в штате которого находятся:

- редактор электронных ресурсов;

- библиограф;

- программист.

Функциональными возможностями программы «Электронный каталог» являются создание, обработка, поиск и вывод библиографических описаний экземпляров однотомных и многотомных, законченных и продолжающихся, серийных или периодических изданий, а также создание новых и удаление существующих баз данных.

3.2 Планирование разработки

При разработке программы «Электронный каталог» предполагается использовать следующие ресурсы:

- программное обеспечение: среда разработки Visual Basic 6.0, файлы базы данных Microsoft Access, операционная система Windows XP;

- аппаратное обеспечение: процессор Intel Pentium с тактовой частотой 1000 МГц, оперативная память 256 Мбайт, видео память 64 Мбайт.

Разрабатываемая программа должна обеспечивать быстрое и удобное осуществление операций по созданию, изменению, удалению и выводу библиографических описаний экземпляров хранящихся в файлах базы данных Microsoft Access. Поэтому основой разрабатываемой программы должна быть схема «база данных - клиент базы данных». Клиентом, в данном случае является разрабатываемая программа «Электронный каталог», а базой данных - файл базы данных Microsoft Access.

Необходимо также включить в перечень функций программы возможность создания и удаления самих файлов баз данных.

Входными данными программы «Электронный каталог» является информация об экземплярах различных изданий, название создаваемой или открываемой базы данных, критерии для поиска библиографических описаний.

Выходными данными являются информация о выбранном библиографическом описании, список найденных библиографических описаний, а также различные системные сообщения: об успешном создании или удалении базы данных.

При проектировании программы «Электронный каталог» необходимо произвести работы, список которых представлен в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Работы, производимые при проектировании программы «Электронный каталог»

Наименование работы	Примерное количество дней
- анализ программного обеспечения - построение схемы базы данных - выбор средств разработки - разработка приложения - тестирование - разработка документации	1 1 1 5 1 1

3.3 Предварительный проект

На основе сформулированных ранее основных функций выполняемых программой «Электронный каталог» можно определить предварительное проектное решение. На рисунке 3.1 изображена предварительная схема программы. Предполагается, что основные функции программа будет осуществлять с помощью 5 основных форм:

- главная форма. Эта форма будет выводиться на экран сразу после открытия программы. На главной форме будет располагаться главное меню программы, через которое пользователь сможет получить доступ к остальным дочерним формам;

- форма создание базы данных. На схеме она указана под номером 2. На данной форме производится задание имени создаваемой базы данных, проверка заданного имени на дублирование с именами ранее созданных баз данных и само создание базы данных. После создание базы данных на экран монитора будет выводиться сообщение об успешном выполнении операции. В случае совпадения введенного имени с именем одной из созданных ранее баз данных, на экран будет выводиться сообщение о совпадении имен и возвращение к форме 2 для задания другого названия базы данных;

- форма удаления базы данных (3). На данной форме пользователю необходимо будет выбрать, из списка, имя удаляемой базы данных. После чего будет происходить ее удаление, и выводиться сообщение об успешном выполнении операции;

- главная форма обработки базы данных (5). Перед выводом на экран данной формы пользователю необходимо будет выбрать из списка базу данных, которую следует открыть для обработки. Выбор имени будет производиться на форме 4. На форме 6 будут располагаться средства для выполнения основных операций обработки базы данных: добавление, сохранение и удаление библиографических описаний, а также редактирование элементов данных библиографического описания. С главной формы обработки базы данных пользователь сможет перейти на форму поиска библиографического описания (6).

- форма поиска библиографического описания (6). На данной форме пользователю необходимо будет ввести критерии поиска библиографического описания. После чего будет выводится список найденных библиографических описаний. Из этого списка можно выбрать нужный элемент и произвести либо редактирование библиографического описания, либо его просмотр.

Рис. 3.1 Схема программы «Электронный каталог».

3.4 Поэтапная разработка приложения

Анализ программного обеспечения

Для работы программы «Электронный каталог» требуется следующее программное обеспечение:

- операционная система Windows XP;

- набор системных библиотек: Dao350.dll, Stdole2.tlb, Vb6.olb, Msvbvm60.dll, Mscomctl.ocx.

Построение схемы базы данных

На основе анализа ГОСТ 7.1 - 2003 «Общие требования и правила составления библиографического описания» был определен набор таблиц и полей базы данных используемый для работы программы «Электронный каталог». Данный набор представлен в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Набор таблиц и полей базы данных.

Название таблицы	Список полей таблицы
Код	Вид документа, ключевое заглавие, ISSN, ISBN, ошибочный ISBN, условия доступности, дополнительные сведения.
Заглавие	1-й автор Фамилия, 1-й автор Инициалы, основное заглавие, параллельное заглавие, сведения относящиеся к заглавию, сведения об ответственности, обозначение материала.
Издания	Сведения об издании
Специфические сведения	Форма картографического материала, цвет картографического материала, масштаб картографического материала, ноты тип партитуры, ноты композиция, вид нормативного документа, сведения о замене и датах нормативного док-та, вид электронного ресурса, системные требования электронного ресурса, объем электронный ресурса.
Систематизация	Индексы УДК, индексы ББК, индексы другой систематизации, авторский знак, индексы ГРНТИ.
Выходные данные	Издатель, город 1, город 2, город 3, время издания, место изготовления, изготовитель.
Физические характеристики	Объем, иллюстрации 1, иллюстрации 2, иллюстрации 3,иллюстрации 4.
Область серии	Основное заглавие, параллельное заглавие, сведения относящиеся к заглавию серии, сведения об ответственности, ISSN, номер выпуска.
Примечания	Тираж, примечания 1, примечания 2, примечания 3, примечания 4

Выбор средств разработки

Разработку программы «Электронный каталог» предлагается вести с помощью среды разработки Visual Basic версии 6.0. Visual Basic - это объектно-ориентированный язык программирования высокого уровня ориентированный на разработку приложений в среде Windows.

3.4.1 Логика работы программы

Программа «Электронный каталог» состоит из 7 основных форм, 2-х форм справки, 3-х системных сообщений и 15 основных процедур и функций. В таблице 3.3 представлена структура основных форм программы с перечнем процедур и функций, используемых в каждой форме.

Таблица 3.3

Перечень процедур и функций основных форм программы.

Название формы	Перечень основных процедур и функций
MDIForm1	- процедура Load frmSelDB; - процедура Load frmCreateDB; - процедура Load frmDeleteDB.
frmCreateDB	- функция CheckNameDB; - процедура CreateDB; - сообщение «Совпадение имен»; - сообщение «База данных [имя базы данных] успешно создана».
frmDeleteDB	- процедура загрузки Form_Load; - процедура DeleteDB; - сообщение «База данных [имя базы данных] успешно удалена».
frmSelDB	- процедура загрузки Form_Load; - процедура CmdOpen_Click.
frmInput	- процедура загрузки Form_Load; - процедура SaveDB; - процедура AddDB; - процедура SaveTabl; - процедура DelTabl.
frmFind	- процедура frmFindLoad; - процедура SelectTabl (n As String); - процедура Combo2List (combo As Integer); - процедура Find.
frmView	- процедура View; - процедура ListAdd.

На рисунке 3.2 показана схема взаимодействия программных модулей. Как видно из рисунка основной формой программы является форма «MDIForm1». Все остальные формы являются дочерними. На форме «MDIForm1» располагается основное меню программы, с помощью которого осуществляется доступ ко всем функциональным модулям программы. Меню имеет следующую структуру:

1. Файл

- Новая база данных;

- Открыть;

- Удалить.

2. Справка

- Вызов справки;

- О программе.

Форма «MDIForm1» загружается при открытии и отображается на экране во все время работы программы.

Форма «frmCreateDB» открывается при выборе пункта «Файл - Новая база данных» основного меню. Назначением данной формы является предоставление средств пользователю для задания имени создаваемой базы данных, а также само создание базы данных. Входной информацией для данной формы является название базы данных, выходной информацией являются системные сообщения «Совпадение имен» и «База данных [имя базы данных] успешно создана». При работе данного модуля происходит выполнение функции «CheckNameDB» и процедуры «CreateDB».

Форма «frmSelDB» используется для выбора открываемой базы данных и ее открытия. Входной информацией данного модуля является список связанных с программой баз данных, выходной информацией является номер выбранной базы данных. При работе модуля выполняются процедуры «Form_Load» и «CmdOpen_Click». Из данного модуля работа переходит на форму «frmInput».

Рис. 3.2 Схема взаимодействия модулей программы «Электронный каталог»

Форма «frmInput» является основной формой обработки базы данных. На этой форме происходит добавление, удаление и сохранение элементов данных библиографического описания. При работе формы «frmInput»

происходит обмен информацией с файлом базы данных. Входной информацией является номер базы данных, элементы данных библиографического описания. Выходной - команды о добавлении, удалении и сохранении элементов данных. В форме «frmInput» выполняются процедуры: «FormLoad», «AddDB», «SaveDB», «SaveTabl», «DelTab». Из этого модуля может быть вызвана форма поиска «frmFind».

Форма «frmFind» предназначена для поиска библиографического описания в базе данных. Входной информацией данной формы являются: номер базы данных, список критериев поиска. Выходной информацией являются результаты поиска и найденные элементы данных. Из формы «frmFind» могут быть вызваны формы «frmInput» и «frmView».

Назначением формы «frmView» является отображение библиографического описания. Входной информацией являются элементы данных библиографического описания, выходной - библиографическое описание для печати. В данном модуле происходит выполнение процедур «View» и «ListAdd». Из формы «frmView» может быть вызван модуль печати.

Модуль печати предназначен для вывода библиографического описания на бумажный носитель. Входной информацией модуля печати является библиографическое описание, которое также является и выходной информацией.

3.4.2 Описание логики работы каждого модуля системы

В приложении 6 представлен код программы «Электронный каталог».

При открытии программы «Электронный каталог» происходит загрузка родительской формы «MDIForm1». Эта форма является основной и находится на экране до закрытия программы. Через нее осуществляется доступ ко всем остальным формам программы. В коде формы «MDIForm1» находятся операторы обработки событий происходящих при выборе какого-либо пункта меню. При выборе пункта меню «Файл - Новая база данных» происходит выполнение оператора «Load frmCreateDB» и загружается форма «frmCreateDB». При этом никакие данные в открывающуюся форму не передаются. На рисунке 3.3 изображена символьная схема работы данного модуля программы. Как показано на рисунке 3.3 после загрузки формы программа находится в режиме ожидания. Если пользователь нажимает на кнопку «Отмена» происходит выход из формы. Этот переход обозначен цифрой 1.1. Если же выбирается кнопка «Создать» то происходит сверка введенного имени базы данных с именами уже существующих файлов баз данных.



Рис 3.3 Символьная схема работы формы «frmCreateDB»

Процесс сверки обозначен на рисунке под цифрой 2. При этом программа обращается к ПЗУ компьютера и открывает файл «a.ini» расположенный в папке программы «Электронный каталог». В файле «a.ini» находится информация обо всех базах данных, с которыми связана программа. Если при проверке имени программа обнаруживает повторение имен, то выводится сообщение, обозначенное на рисунке под цифрой 4. После этого программа снова переходит в режим ожидания 1. Этот переход обозначен на рисунке под номером 4.1. Если же в файле «a.ini» не обнаруживается повторения имен, то происходит переход в режим создания файла базы данных (5). В режиме 5 программа обращается последовательно сначала к файлу «imDB.ini», а потом одновременно к файлам «a.ini» и «Code.ini». В файле «imDB.ini» находится шаблон базы данных, т.е. перечень всех таблиц и полей базы данных. На основе данных из файла «imDB.ini» программа создает новую базу данных с определенным количеством таблиц и полей. После создания файла базы данных происходит копирование информации из файла «Code.ini» в файл «a.ini». Затем выводится сообщение 6, об успешном создании базы данных и происходит выход из формы «frmCreateDB».

При выборе в главном меню пункта «Файл - Открыть» происходит выполнение оператора «Load frmSelDB». Этот оператор загружает форму «frmSelDB», на которой происходит выбор открываемой базы данных. Символьная схема работы данного модуля представлена на рисунке 3.4.

Как видно из рисунка 3.4 при загрузке формы «frmSelDB» происходит обращение к файлу «a.ini» который находится в ПЗУ компьютера. Из этого файла программа считывает названия всех баз данных и заполняет ими элемент управления «Combo1» (выпадающий список) для того что бы пользователь смог выбрать базу данных необходимую для открытия. Данный процесс обозначен цифрой 1 на рисунке 3.4.



Рис. 3.4 Символьная схема формы «frmSelDB»

После заполнения выпадающего списка программам переходит в режим ожидания действий пользователя. Пользователь может выбрать одно из двух действий: выйти из формы, нажав кнопку «Отмена» (это действие обозначено на рисунке 3.4 под цифрой 2.2), либо открыть выбранную базу данных, нажав кнопку «Открыть» (действие 2.1). При выборе действия 2.1 происходит загрузка формы «frmInput». При этом форме «frmInput» передается значение глобальной переменной «n» обозначающей номер выбранного файла базы данных. Следует отметить, что если пользователь не произвел никаких действий по выбору открываемой базы данных, то переменной «n» присваивается значение 1 и открывается файл базы данных с соответствующим номером. Номер файла базы данных обозначает номер, под которым этот файл значится в файле «a.ini». После загрузки формы «frmInput» происходит закрытие формы «frmSelDB».