Задание: Выполнить 1-4 лабораторные работы. Номер варианта – сумма двух последних цифр зачетки. Работы 2 и 4 можно делать как с использованием СУБД MS Access так и Microsoft SQL Server 2008

Лабораторный практикум

1. Цели, задачи и краткая характеристика лабораторного практикума.

Основной целью данного лабораторного практикума является приобретение практических навыков использования: полученных теоретических знаний об основных принципах построения баз знаний и СУБД, а также принципах проектирования баз данных.

Для реализации этой цели в рамках настоящего лабораторного практикума рассматриваются задания, направленные на:

• приобретение практических навыков анализа и моделирования предметной области;

• приобретение навыков работы с одной из наиболее распространенных настольных СУБД MS Access или СУБД Microsoft SQL Server 2008;

• изучение подхода к обработке данных на основе применения структурированного языка запросов SQL;

Лабораторный практикум предполагает последовательное выполнение трех циклов лабораторных работ, моделирующих определенную предметную область. Выбор предметной области осуществляется слушателем из приложения к настоящему лабораторному практикуму (Приложение.Примеры различных предметных областей).

В первом цикле работ (работы 1, 2) студенты приобретают навыки анализа и моделирования предметной области, а также знакомятся с работой в настольной СУБД MS Access или с СУБД Microsoft SQL Server 2008.

В первой работе студент должен, учитывая возможные концептуальные требования пользователей, построить обобщенную концептуальную модель. Далее соответствующая модель должна быть представлена средствами реляционной модели данных. Путем нормализации полученная концептуальная модель должна быть приведена к третьей нормальной форме или к нормальной форме Бойса-Кодда. Вторая работа посвящена дальнейшему анализу построенной реляционной модели и ее реализации с использованием либо MS Access либо MS SQL Server 2008. В рамках этой работы с использованием указанных СУБД в компьютере создаются структуры соответствующих таблиц, производится ввод данных в таблицы (возможные примеры конкретных данных для заполнения таблиц представляются самим студентом

Во втором цикле лабораторных работ (работы 3, 4) рассматривается реализация возможных запросов пользователя к таблицам (базам данных). Здесь студент должен реализовать соответствующие запросы на языке SQL и создать простой интерфейс пользователя. Студенты самостоятельно формируют различные SQL-запросы, получая навыки решения конкретных практических задач.

В третьем цикле лабораторных работ (работа 5) студенты самостоятельно расширяют предметную область (или пользуются предложенным им вариантом расширения). В рамках этой лабораторной работы производится модифицирование результатов лабораторных работ 1-4 с учетом расширенной предметной области (строятся измененные диаграммы «сущность-связь», изменяется структура баз данных, модифицируются написанные ранее запросы к базе данных и создаются новые запросы.

2. Описание лабораторных работ

Лабораторная (самостоятельная) работа №1

Цель работы: приобретение навыков анализа предметной области и построения концептуальной модели.

Содержание работы:

• Анализ текстового описания предметной области. .

• Построение концептуальной модели.

Задания:

1.Выделить основные абстракции (сущность, атрибут, связь) в предметной области и определить их параметры.

2.Сформировать максимально полный перечень возможных запросов к базе данных на основе анализа предметной области.

3.Построить концептуальную модель в виде ER-диаграммы.

4. Представить концептуальную модель в терминах реляционной модели.

5.Описать домены (допустимые множества значений, которые могут принимать атрибуты), указывая типы соответствующих данных и их характеристики.

6.Определить ключи и внешние ключи (если они есть).

7. Выписать функциональные зависимости (рассматривая возможные значения полей таблицы)..

8. Привести полученную концептуальную модель к третьей нормальной форме или к нормальной форме Бойса-Кодда (показать, что она находится в соответствующей нормальной форме).

Лабораторная работа №2

Цель работы: приобретение навыков создания структуры реляционной базы данных и первоначальный ввод данных в базу данных с использованием СУБД MS Access или СУБД MS SQL Server 2008.

Содержание работы:

• Создание структуры реляционной базы данных для построенной в лабораторной работе 1 концептуальной модели предметной области.

• Ввод данных в таблицы (данные представляются самим слушателем)..

Задания:

1. При помощи среды вышеуказанных СУБД создать структуры таблиц для представления предметной области в рамках реляционной модели с указанием типов данных и их характеристик.

2. Для каждой создаваемой таблицы:

1. Определить условия на значения и сообщения об ошибках некоторых полей.

2. Определить начальное значение для некоторых полей.

3. Задать ключ.

4. Задать внешний ключ (если он есть).

5. Определить (если это возможно) значения некоторых полей с помощью мастера подстановок.

6. Определить обязательные поля.

2. Определить схему базы данных, связи между таблицами и наложить условия целостности на таблицы, связанные отношением «один-к-многим». Показать на примерах, чтó меняется при включении/выключении каждого из флажков «Обеспечение целостности данных», «Каскадное обновление связанных записей» и «Каскадное удаление связанных записей».

3. Ввести данные в таблицы. При вводе выяснить, чтó дает наложение условий на значения полей.

Лабораторная работа №3

Цель работы: приобретение навыков реализации запросов пользователя на выборку данных из таблиц, добавление, удаление и редактирование информации. Приобретение практических навыков использования языка SQL.

Содержание работы: Работа со сформированной в лабораторной работе 2 базой данных:

• Выборка данных из одной таблицы. Выбор отдельных полей таблицы. Квалифицированный выбор – предложение WHERE. Сложные условия (использование OR, AND, NOT).

• Выборка данных из связанных таблиц. Работа с главными и подчиненными таблицами (Master-Detail).

• Создание вычислимых полей.

• Сортировка результатов запроса.

• Проблема агрегирования данных. Изучение агрегатных функций (SUM, AVG, MAX, MIN, COUNT).

• Подсчет простых итогов.

• Организация группировки. Группировка по нескольким полям.

• Организация отбора при группировке.

• Создание перекрестных запросов.

• Создание новых таблиц.

• Создание запросов на добавление, редактирование, удаление.

Задания:

1. Простой выбор данных (SELECT, *, FROM, WHERE, ORDER BY, вычислимые поля, DISTINCT).

   0. Создать простой запрос на выборку из одной таблицы. Включить несколько полей таблицы.

   1. Включить в запрос все поля с помощью знака «*».

   2. Создать запрос на выборку данных из двух связанных таблиц.

   3. Выбрать несколько полей, по которым сортируется вывод.

   4. Определить условия отбора («И» и «ИЛИ»). Создать не менее двух запросов.

   5. Определить условия отбора с помощью параметра запроса.

   6. Создать вычислимые поля.

   7. Создать отсортированный по вычислимому полю запрос из нескольких таблиц, в котором определены условия «И» и «ИЛИ».

   8. Использовать предложение DISTINCT.

2. Внешнее объединение таблиц.

   0. Создать запрос на внешнее объединение таблиц.

   1. Продемонстрировать использование предложений Is null, Is not null.

   2. Использовать предложение LIKE.

   3. Использовать оператор UNION.

3. Выбор данных с помощью группирующих запросов с условием (GROUP BY, HAVING, MIN(), MAX(), SUM(), COUNT(), …).

   0. Создать итоговый запрос, содержащий несколько итоговых цифр.

   1. Создать простой группирующий запрос.

   2. Создать группирующий запрос с группировкой по нескольким полям.

   3. Создать группирующий запрос, в котором определяются условия, причем сначала выполняются вычисления, а затем происходит отбор.

   4. Создать группирующий запрос, в котором определяются условия, причем сначала происходит отбор, а затем выполняются вычисления.

   5. Создать группирующий запрос, в котором есть вычислимое выражение, содержащее несколько итоговых полей.

4. Выбор данных с помощью подзапросов.

   0. Создать запрос с выбором при помощи In.

   1. Использовать предложения ALL, ANY, EXISTS.

Лабораторная работа №4

Цель работы: разработка интерфейса пользователя для взаимодействия со сформированной в лабораторной работе 2 базой данных. Создание форм.

Содержание работы:

• Создание форм для ввода, редактирования и удаления записей.

• Создание форм для навигации по базе данных и выполнения запросов.

Задания:

1. Создать формы для ввода каждой из таблиц-справочников.

2. Создать сложную форму для таблиц, связанных отношением «один к многим».

3. Создать кнопочную форму, которая предоставляла бы доступ к всем созданным формам и запросам.

4. Поместить в созданные формы кнопки навигации по записям и работы с формой (закрыть, напечатать, выйти из приложения).

5. Создать макрос для автоматической загрузки кнопочной формы при открытии базы данных.

Лабораторная работа №5

Цель работы: приобретение навыков внесения необходимых изменений в структуру базы данных после изменения постановки исходной задачи (расширения предметной области). Модификация структуры базы данных. Модификация запросов к базе данных. Модификация существующего интерфейса.

Содержание работы:

• Анализ описания расширенной предметной области.

• Изменение структуры таблиц и обоснование изменений.

• Работа с измененной базой данных.

Задания:

1. Проанализировать данные, описанные в расширенной предметной области. Определить необходимость изменения имеющихся таблиц и создания новых таблиц для представления предметной области в рамках реляционной модели.

2. Для каждой таблицы:

2.1. Определить условия на значения и сообщения об ошибках некоторых полей.

2.2 Определить начальное значение для некоторых полей.

2.3. Определить ключ.

2.4. Определить внешний ключ (если он есть).

2.5. Определить обязательные поля.

2.6. Определить схему базы данных, связи между таблицами и условия целостности на таблицы, связанные отношением «один к многим».

3. Ввести данные в таблицы. При вводе выяснить, чтó дает наложение условий на значения полей.

4. Адаптировать имеющиеся запросы к расширенной предметной области.

5. Реализовать новые запросы, необходимость которых вызвана расширением предметной области.

6. Добавить новые интерфейсные формы, изменить существующие.

3. Указания к выполнению лабораторных работ и примеры выполнения лабораторных работ

Лабораторная (самостоятельная) работа №1 носит теоретический характер и не требует использования программных средств. Лабораторные работы 2-5 выполняются с использованием СУБД MS Access либо СУБД MS SQL Server 2008. Примеры выполнения работ 2, 4 различны для MS Access и MS SQL Server 2008^*, поэтому описание соответствующих примеров приводится отдельно. Примеры выполнения работ 3 и 5 практически не зависят от СУБД.

СУБД Microsoft Access входит в состав пакета Microsoft Ofice и широко распространена. Демонстрационную версию СУБД Microsoft SQL Server 2008, вполне достаточную для выполнения лабораторных работ, можно получить с сайта компании (http://www.microsoft.com/downloads).

Лабораторная самостоятельная работа №1