Разработка программного продукта для реализации информационной работы автовокзала с использованием базы данных на основе SQL Server

Безопасность. Безопасность БД предполагает защиту данных от преднамеренного и непреднамеренного доступа, модификации или разрушения. Применяется запрещение несанкционированного доступа, защита от копирования и криптографическая защита. Также необходимы и чисто административные меры, например ограничение доступа к носителям информации.

Эффективность. Свойство эффективности обычно понимается как:

- минимальное время реакции на запрос пользователя;

- минимальные потребности в памяти;

- сочетание этих параметров.

Предельные  размеры и эксплуатационные ограничения. Предельные размеры, а также другие ограничения, накладываемые эксплуатацией данной БД, могут существенно повлиять на проектное решение.

Создание баз данных, поддержка их в целостном, непротиворечивом состоянии, обеспечение безопасности их использования и сохранности информации вплоть до восстановления ее после различных сбоев, предоставление различных информационных услуг пользователям и многое другое обеспечивается системами управления баз данных, которым посвящен следующий подраздел книги.

Модель данных - это некоторая абстракция, в которой отражаются самые важные аспекты функционирования выделенной предметной области, а второстепенные - игнорируются. Модель данных включает в себя набор понятий для описания данных, связей между ними и ограничений, накладываемых на данные. В модели данных различают три главные составляющие:

- структурную часть, определяющую правила порождения допустимых для данной СУБД видов структур данных;

- управляющую часть, определяющую возможные операции над такими структурами;

- классы ограничений целостности данных, которые могут быть реализованы средствами этой системы.

Каждая СУБД поддерживает ту или иную модель данных. Необходимо отметить, что понятие модели данных фактически вошло в обиход специалистов в области БД только вместе с появлением реляционного подхода. Все ранние системы не основывались на каких-либо абстрактных моделях. Абстрактные представления ранних систем появились позже на основе анализа и выявления общих признаков у различных систем.

Ранние (корреляционные) СУБД активно использовались в течение многих лет. В свое время в подобные системы многие компании инвестировали большие средства. Они применялись дольше, чем используется какая-либо из реляционных СУБД, а некоторые из ранних систем используются даже в наше время. За время их существования накоплены громадные базы данных, и одной из актуальных проблем информационных систем является использование этих систем совместно с современными системами.

Итак, по существу модель данных, поддерживаемая механизмами СУБД, полностью определяет множество конкретных баз данных, которые могут быть созданы средствами этой системы, а также способы модификации состояния БД с целью отображения тех изменений, которые происходят в предметной области.

 

 

 

 

 

 

2.2 Триггеры

 

Триггеры представляют собой методы, с помощью которых  можно обеспечивать целостность базы данных даже в том случае, если она используется множеством приложений.

Триггер - это специальный тип хранимой процедуры, которая автоматически выполняется при каждой попытке изменить защищаемые ей данные. Триггеры обеспечивают целостность данных, предотвращая их несанкционированное или неправильное изменение.

Допустим, что в базе данных есть таблицы, связанные через  поле Surname. Например, это могут быть таблица клиентов предприятия и их заказов. Разумно определить триггер, который при каждой попытке удалить запись клиента проверит наличие у него заказов и позволит удалить эту запись только при их отсутствии. Конечно, подобную задачу можно решить при помощи средств декларативной ссылочной целостности. Однако при помощи триггеров можно создавать значительно более сложные рабочие правила. Можно создать триггер, который при каждом добавлении записи в таблицу заказов анализирует предыдущие заказы этого же клиента и определяет приемлемый срок оплаты этого заказа.

Триггеры не принимают  параметров и не возвращают значений. Они выполняются неявно. То есть триггер запускается только при попытке изменения данных.

 

2.3. Хранимые процедуры

 

Данный раздел посвящен одному из механизмов повышения эффективности  функционирования информационных систем, который базируется на использовании хранимых процедур.

Хранимая процедура - это последовательность компилированных операторов Transact-SQL, хранящихся в системной базе данных SQL Server. Хранимые процедуры предварительно откомпилированы, поэтому эффективность их выполнения выше, чем у обычных запросов. Хранимые процедуры работают непосредственно на сервере и хорошо укладываются в модель клиент - сервер.

Существует два вида хранимых процедур: системные и пользовательские.

Системные хранимые процедуры предназначены для получения информации из системных таблиц и выполнения различных служебных операций и особенно полезны при администрировании базы данных. Их имена начинаются с sp_ (stored procedure).

Пользовательские  хранимые процедуры создаются непосредственно разработчиками или администраторами базы данных.

Полезность хранимых процедур определяется в первую очередь высокой (по сравнению с обычными T-SQL запросами) скоростью их выполнения. Кроме того, они являются средством систематизации часто выполняемых операций. При выполнении в первый раз хранимой процедуры можно выделить ряд этапов.

1. Процедура разбивается на отдельные компоненты лексическим анализатором выражений.
2. Компоненты, ссылающиеся на объекты базы данных (таблицы, индексы, представления и т. п.), сопоставляются с этими объектами с предварительной проверкой их существования. Этот процесс носит название разрешение ссылок.
3. В системной таблице syscomments сохраняется исходный текст процедуры, а в таблице sysobjects - ее название.
4. Создается предварительный план выполнения запроса. Этот предварительный план называется нормализованным планом или деревом запроса и хранится в системной таблице sysprocedures.
5. При первом выполнении хранимой процедуры дерево запроса считывается и окончательно оптимизируется. Выполняется ранее созданный план процедуры.

Такая схема  дает возможность при повторных  вызовах не тратить время на синтаксический анализ, разрешение ссылок и компиляцию дерева запросов. А при последующих вызовах выполняется только пятый шаг. Причем план хранимой процедуры после первого выполнения содержится в быстродействующем процедурном кэше. Это значит, что во время вызова процедуры скорость его считывания будет очень высока.

Использование хранимых процедур имеют еще ряд  дополнительных преимуществ.

- Хранимые процедуры позволяют выделять правила в отдельную структуру. В дальнейшем эти правила используются многими приложениями, образуя устойчивый к ошибкам интерфейс данных. Выгода такого подхода состоит в том, что можно осуществлять изменение правил только для отдельной части объектов базы данных, а не для всех ее приложений.

- Использование хранимых процедур значительно повышает производительность запросов, однако наибольшей ее прирост достигается при выполнении многократно повторяющихся операций, когда план запроса постоянно хранится в системном кэше.

- Хранимые процедуры могут принимать аргументы при запуске и возвращать значения (в виде результирующих наборов данных).

- Хранимые процедуры могут запускаться по расписанию (в режиме автоматического выполнения), задаваемому при запуске SQL Server.

- Хранимые процедуры используются для извлечения или изменения данных в любое время.

- Хранимые процедуры, в отличие от триггеров, вызываются явно. То есть при непосредственном обращении к процедуре из приложения, сценария, пакета или задачи.

Хранимые  процедуры - мощное средство обработки  данных. Системные хранимые процедуры играют очень важную роль в администрировании и поддержке базы данных. Пользовательские хранимые процедуры применяются при решении практически любых задач. Кроме того, пользователь может получить право выполнения хранимой процедуры, даже если он не имеет права доступа к объектам, к которым обращается процедура.

 

 

 

2.4 Администрирование баз данных

 

Администрирование любой системы управления базами данных сводится к следующему ряду задач:

- создание и удаление баз данных и файлов данных;

     -   создание учетных записей, групп пользователей и распределение прав;

- резервное копирование баз данных;

- восстановление данных;

Администрирование системы

 

Администрирование системы реализовано  следующим образом:

Созданы 3 пользователя:

-   Администратор(Administrator) имеет полные привилегии

-   Сотрудник отделов кадров (Kadry01) имеет привилегии на редакцию таблиц о сотрудниках.

- Продавец билетов (Kassir01) имеет право только на редактирование таблиц продажи билетов и заказа билетов.

- Менеджер организации движения (Manager01) имеет право на редактирование таблиц для составления расписания движения транспорта

Рисунок 1 – Пользователи базы данных 
 3 Проектирование базы данных

 

3.1 Концептуальная  модель

 

Фундаментальными реалиями в концептуальном моделированием являются данные с их свойствами и связи  между ними. Главными элементами модели данных являются типы объектов, их атрибуты и типы связей. Типы объектов часто  представляют в виде существительных, а типы связей – в виде глаголов.

Рисунок 2 -  обозначения элементов диаграммы

На основании этих данных выделим основные объекты  базы данных и связи между ними.

 Рисунок 3 -  концептуальная модель

3.1 Реляционная модель базы данных

 

Реляционный подход обозначает определенную идеологию  создания баз данных. Настойчивое желание пользователей оперировать более крупными объектами, чем элементы данных ТГ-моделей (макрообъектами), предопределило ее появление и способствовало тому, что эта идеология довольно быстро завоевала мир. На скорость распространения идей реляционного подхода значительное влияние в основном оказали два фактора. Создал Кодд - IBM

Во-первых, БД представляется на внешнем, не зависящем от структуры ЭВМ уровне в виде совокупности двумерных таблиц, повседневно встречающихся в человеческой практике. Работа с таблицами привычна и понятна каждому пользователю. При этом весьма важно, что поиск и обработка информации, хранящейся в таблицах, не зависит от организации хранения данных в памяти ЭВМ, что значительно упрощает взаимодействие пользователя с банком данных и существенно повышает производительность его труда.

Во-вторых, манипулирование  данными реляционной базы данных, которая с математической точки зрения представляет собой конечный набор конечных отношений различной арности между заранее определенным множеством элементарных данных, осуществляется в соответствии со специально разработанной для этой цели реляционной теорией. Над отношениями модели можно осуществлять различные алгебраические операции. Теория РБД как раз и определяет, какие операции и каким образом необходимо выполнять над отношениями, чтобы достичь заданной цели.

В настоящее время  реляционный подход к построению информационных систем является наиболее распространенным. К числу достоинств реляционного подхода можно отнести:

- наличие небольшого набора абстракций, которые позволяют сравнительно просто моделировать большую часть распространенных предметных областей и допускают точные формальные определения, оставаясь интуитивно понятными;

- наличие простого и в то же время мощного математического аппарата, опирающегося главным образом на теорию множеств и математическую логику и обеспечивающего теоретический базис реляционного подхода к организации БД;

- возможность ненавигационного манипулирования данными без необходимости знания конкретной физической организации баз данных во внешней памяти.

 В результате преобразования концептуальной модели была построена следующая реляционная модель базы данных. (рисунок 4)

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4 -  реляционная модель базы данных

 

3.3 Структура базы данных

 

Составляющими базу таблицы:

Таблица «Автовокзалы» – содержит информацию о автовокзалах:

Рисунок 5 -  таблица автовокзалы

 

Таблица «Автопарк» – содержит информацию о транспорте, принадлежащим автовокзалам

Рисунок 6 -  таблица автопарк

 

Таблица «Персонал» – содержит информацию о сотрудниках, работающих на автовокзалах

Рисунок 7 -  таблица «Персонала»

 

Таблица «Города» – отражает города, между которыми совершаются перемещения, а так же включает карту города

Рисунок 8 -  таблица «Города»

 

Таблица «Рейсы» – предоставляет данные о рейсах между городами (автовокзалами):

Рисунок 9 -  таблица «Рейсы»

 

Таблица «Заказы» – предоставляет информацию о заказах билетов:

Рисунок 10 -  таблица «Заказы»