Введение
Система управления базами данных Microsoft Access, появившаяся в 1992 году, быстро завоевала популярность среди пользователей самых разных категорий. Когда Access была включена в Microsoft Office, пользователи этого комплекта начали осознавать сильную потребность в реляционной СУБД для поиска и управления данными, которая представляет собой неотъемлемую часть набора настольных приложений повышения производительности и помогает принимать более удачные деловые решения.
Microsoft Access представляет собой мощную программу управления данными, предназначенную не только для программистов, но и для пользователей персональных компьютеров (ПК). Microsoft Access поставляется в составе профессионального пакета Microsoft Office.
Microsoft Access не только обладает всеми чертами классической системы управления базами данных (СУБД), но и предоставляет дополнительные возможности. Access – это не только мощная, гибкая и простая в использовании СУБД, но и система для разработки работающих с базами данных (БД) приложений. С помощью Microsoft Access можно создать приложение, работающее в среде Windows и полностью соответствующее потребностям пользователя по управлению данными.
В ходе курсовой работы будут рассмотрены основные понятия, необходимые при проектировании базы данных, а также создана БД в среде Microsoft Access 2003. Предметной областью для проектирования БД является продажа железнодорожных билетов.
Особенностью предметной области является то, что расчет стоимости билетов будет зависеть от расстояния, от типа поезда и типа вагонов. Справочник станций связан с таблицей с расстояниями между станциями отношениями «один-ко-многим», причем данным типом отношений связаны два поля кодов станций в таблице расстояний.

Одним из основных результатов разделения таблиц в соответствии с правилами нормализации является уменьшение избыточности данных в таблицах. При этом в базе возможно возникновение одинаковых столбцов первичных и внешних ключей. Такое преднамеренное дублирование — это не то же самое, что избыточность. На самом деле поддержка непротиворечивости между первичными и внешними ключами связана с понятием целостности данных.
Правила нормализации, подобно принципам объектного моделирования, развивались в рамках теории баз данных. Большинство разработчиков баз данных признают, что представление данных в третьей и четвертой нормальных формах полностью удовлетворяет все их потребности.
Первая нормальная форма требует, чтобы на любом пересечении строки и столбца находилось единственное значение, которое должно быть атомарным. Кроме того, в таблице, удовлетворяющей первой нормальной форме, не должно быть повторяющихся групп.
Второе правило нормализации требует, чтобы любой не ключевой столбец зависел от всего первичного ключа. Следовательно, таблица не должна содержать не ключевых столбцов, зависящих только от части составного первичного ключа. Представление таблицы во второй нормальной форме требует, чтобы все столбцы, не являющиеся первичными ключами (столбцы, описывающие объект, но однозначно не идентифицирующие его), зависели от всего первичного ключа, а не от его отдельных компонентов.
Суммируя вышесказанное, вторая нормальная форма требует, чтобы ни один не ключевой столбец не зависел только от части первичного ключа. Это правило относится к случаю, когда первичный ключ образован из нескольких столбцов, и неприменимо, когда первичный ключ образован только из одного столбца.
Третья нормальная форма повышает требования второй нормальной формы: она не ограничивается составными первичными ключами. Третья нормальная форма требует, чтобы ни один не ключевой столбец не зависел от другого не ключевого столбца. Любой не ключевой столбец должен зависеть только от столбца первичного ключа. Другими словами, любой не ключевой столбец зависит от ключа, всего ключа и ничего, кроме ключа.
  Вольное изложение определения: чтобы привести отношение к 3НФ, необходимо устранить функциональные зависимости между неключевыми атрибутами отношения. Другими словами, факты, хранимые в таблице, должны зависеть только от ключа.
Четвертая нормальная форма запрещает независимые отношения типа один-ко-многим между ключевыми и не ключевыми столбцами. Пятая нормальная форма доводит весь процесс нормализации до логического конца, разбивая таблицы на минимально возможные части для устранения в них всей избыточности данных. Нормализованные таким образом таблицы обычно содержат минимальное количество информации, помимо первичного ключа.
Преимуществом преобразования базы данных в пятую нормальную форму является возможность управления целостностью. Поскольку при этом любой фрагмент не ключевых данных (данных, не являющихся первичным или внешним ключом) встречается в базе данных только один раз, не возникает никаких проблем при их обновлении. Однако, поскольку каждая таблица в пятой нормальной форме имеет минимальное число столбцов, то в них должны дублироваться одни и те же ключи, обеспечивая возможности для объединения таблиц и получения полезной информации.
Изменение значения единственного ключа уже является очень серьезной проблемой. Нужно найти все вхождения этого значения в базе данных и внести соответствующие изменения. На самом деле, столбцы первичных ключей обычно изменяются значительно реже, чем не ключевые. Следовательно, нужно добиваться равновесия между избыточностью данных и избыточностью ключей.
Данные в проектируемой БД приведены к третьей нормальной форме, так как все информационные объекты содержат уникальные идентификаторы-ключи; между описательными реквизитами нет функциональных зависимостей; все реквизиты, входящие в составной ключ являются взаимонезависимыми.
2.2.4 Схема данных

При запуске Microsoft Access открывается диалоговое окно, в котором предлагается создать новую базу данных или открыть существующую. Если появляется это диалоговое окно, нужно выбрать параметр Новая база данных, а затем нажать кнопку ОК.
Если база данных уже была открыта или уже закрыто окно запуска, нужно нажать кнопку Создать базу данных на панели инструментов и дважды нажать кнопку мыши, установив указатель на значок новой базы данных, затем указать имя и каталог базы данных и нажать кнопку ОК. После создания пустой базы данных необходимо самостоятельно создать объекты этой базы данных.
При разработке базы данных для продажи железнодорожных билетов были определены структуры и связи таблиц. Количество таблиц равно 9. Таблицы связаны между собой. Жирным шрифтом на рис.2 выделены ключевые поля.




Рис.2 Схема БД

В таблице 3 приведено соответствие имен таблиц сущностям, описанным ранее.
Таблица 3


3 Особенности реализации
3.1 Учет специфики предметной области

В соответствии с требуемой отчетностью в предметную область входят сведения о продажах железнодорожных билетов, а также справочная информация о расписании движения поезда и стоимости проезда.
Каждая станция принадлежит какой-либо железной дороге. Стоимость проезда зависит от нескольких факторов, но в первую очередь от расстояния между станциями. Поезд имеет свой номер и название. На каждую дату вносится расписание движения поезда. Билет продается на определенную дату и поезд, и его цена зависит от расстояния между пунктами отправления и назначения.
Спецификой предметной области можно считать то, что одна таблица (расстояние между станциями) связана двумя отношениями типа «один-ко-многим». Также билет продается между двумя пунктами, т.е. также имеет место быть отношение типа «один-ко-многим». Стоит отметить, что в действительности неизвестно, каким образом производится расчет стоимости билетов (т.е. зависит ли цена билета от расстояния и от типа поезда и вагона напрямую).

3.2 Ограничения и бизнес правила

Любая информационная система функционирует в соответствии с некоторым набором правил. Эти правила гарантируют, что информационные потоки в системе не будут напоминать броуновское движение. Они определяют, что, когда, в какой последовательности и в соответствии с чем может происходить в БД.
Набор таких правил называется бизнес-правилами или бизнес-логикой информационной системы.
При описании структуры БД необходимо задать ограничения целостности. Множество процессов, объединенных одной функцией решают множество задач, что обеспечивает достижение единой цели, стоящей перед ИС. Для обеспечения целостности данных и согласованности процессов в ИС необходимо соблюдать некоторые ограничения, обеспечивающие механизм управления процессами и операциями над данными. Бизнес-правило (БП) – это механизм управления БД и предназначено для поддержания БД в целостном состоянии, а также для выполнения других действий, например, накапливания статистики работы с БД.
Возможна организация следующих ограничений:
• задание допустимого диапазона значений;
• задание значения по умолчанию;
• требования уникальности значения;
• запрет пустого значения;
• ограничения ссылочной целостности.
Бизнес-правила можно организовать как на физическом, так и на программном уровне. В первом случае эти правила задаются при создании таблиц и входят в структуру БД. Действие правил на программном уровне распространяется только на приложение, в котором они реализованы. Для программирования в приложении бизнес-правил используются компоненты и предоставляемые ими средства.
БП задают ограничения на значения данных в БД. Они также определяют механизмы, согласно которым при изменении одних данных изменяются и связанные с ними данные в той же или других таблицах БД. Таким образом, бизнес-правила определяют условия поддержания БД в целостном состоянии. Идеология архитектуры «клиент-сервер» требует переноса максимально возможного числа БП на сервер. К преимуществам такого подхода относятся:
•   гарантия целостности БД, поскольку БП сосредоточены в едином месте (в базе данных);
•   автоматическое применение БП, определенных на сервере БД, для любых приложений;
•   отсутствие различных реализаций БП в разнотипных клиентских приложениях, работающих с БД;
•   быстрое срабатывание БП, поскольку они реализуются на сервере и, следовательно, нет необходимости посылать данные клиенту, увеличивая при этом сетевой трафик;
•   доступность изменений, внесенных в БП на сервере, для всех клиентских приложений, работающих с настоящей БД, и отсутствие необходимости повторного распространения измененных приложений клиентов среди пользователей.
К недостаткам хранения бизнес-правил на сервере можно отнести:
•   отсутствие у клиентских приложений возможности реагировать на некоторые ошибочные ситуации, возникающие на сервере при реализации БП (например, игнорирование приложениями, написанными на Delphi, ошибок при выполнении хранимых процедур на сервере);
•   ограниченность возможностей SQL и языка хранимых процедур и триггеров для реализации всех возникающих потребностей определения БП.
На практике в клиентских приложениях реализуют лишь такие бизнес-правила, которые трудно или невозможно реализовать с применением средств сервера. Все остальные БП переносятся на сервер.
 Что касается проектируемой БД для продажи железнодорожных билетов, то при проектировании таблиц для всех полей запрещены пустые значения. В каждой из таблиц определен уникальный ключ (как автоинкрементное поле или как составной ключ). Между полями таблицами определена ссылочная целостность. Таким образом, не допускается наличия в таблицах значений полей, которые отсутствуют в других таблицах. Например, нельзя указать значение расстояния между станциями, если эти станции отсутствуют в таблице станций. Кроме того, при удалении станции из таблицы станций удалятся значения расстояния в строках таблицы, где встречается код данной станции. Нельзя осуществить продажу билета между станциями, если одна или обе из них отсутствуют в таблице станций. При удалении станции из таблицы станций удалятся продажи билетов для тех строк таблицы, где встречается код данной станции. Аналогично при удалении железной дороги удалятся все станции, относящиеся к данной железной дороге.




4 Пользовательский интерфейс

4.1 Запросы

Одним из семи стандартных объектов Microsoft Access является запрос. Запросы используются для просмотра, анализа и изменения данных в одной или нескольких таблицах. Например, можно использовать запрос для отображения данных из одной или нескольких таблиц и отсортировать их в определенном порядке, выполнить вычисления над группой записей, осуществить выборку из таблицы по определенным условиям. Запросы могут служить источником данных для форм и отчетов Microsoft Access. Сам запрос не содержит данных, но позволяет выбирать данные из таблиц и выполнять над ними ряд операций.
С помощью запросов можно просматривать, анализировать и изменять данные из нескольких таблиц. Они также используются в качестве источника данных для форм и отчетов.
Наиболее часто используется запрос на выборку. При его выполнении данные, удовлетворяющие условиям отбора, выбираются из одной или нескольких таблиц и выводятся в определенном порядке.
Запросы можно создавать с помощью мастера или самостоятельно. Во втором случае следует в режиме конструктора выбрать таблицы или запросы, содержащие нужные данные, и заполнить бланк запроса.

Заключение

Microsoft Access — это, прежде всего, СУБД. Как и другие продукты этой категории, она предназначена для хранения и поиска данных, представления информации в удобном виде и автоматизации часто повторяющихся операций (таких как ведение счетов, учет, планирование и т.п.). С помощью Access можно разрабатывать простые и удобные формы ввода данных, а также осуществлять обработку данных и выдачу сложных отчетов.
Microsoft Access – это самая популярная сегодня настольная система управления базами данных. Ее успех можно связывать с великолепной рекламной кампанией, организованной Microsoft, или включением ее в богатое окружение продуктов семейства Microsoft Office. Но нельзя не отметить и прекрасную реализацию продукта, рассчитанную как на начинающего, так и квалифицированного пользователя.
Физическая модель данных - это последний этап в проектировании той части ИС, которая отвечает за организацию данных. Физическая модель строится на нотации "сущность-связь" и логически создается на базе концептуальной модели. Сущности становятся таблицами БД. Атрибуты сущностей преобразуются в поля таблиц.Связи преобразуются в ограничения. Атрибутам сущностей присваиваются конкретные типы полей. При помощи ограничений в БД переносятся бизнес-логика обработки и хранения данных ИС. Концептуальная модель подвергается более тщательной нормализации и, при необходимости, денормализации.
В практической части курсовой работы была спроектирована БД для получения справочной информации по расписанию движения поездов и учета продажи билетов. В БД созданы такие объекты Microsoft Access, как таблицы, формы, запросы и отчеты. Режим добавления и удаления информации реализован через соответствующие формы. За счет связей между главной и подчиненными таблицами при удалении записи в главной таблице удаляются записи в подчиненной.
При проектировании БД были созданы 9 форм и 4 отчета. Для этого на главной кнопочной форме были созданы соответствующие кнопки для вызова форм. К неудобству можно отнести то, что при создании не удалось поместить на форму больше 8 кнопок (при этом выдалось сообщение об ограничении количества кнопок до 8). Таким образом, была создана вторая кнопочная форма.
В случае необходимости доработки БД для промышленного внедрения необходимо дополнить БД таблицами, содержащими информацию по всем билетам, имеющимся в данном составе поезда. Должны быть предусмотрены запросы и отчеты о наличии свободных мест. Для внедрения также нужно иметь информацию о коэффициентах, применяемых к стоимости билетов в зависимости от даты поездки.
Подводя итог, можно сказать, что Microsoft Access — это многогранный продукт, использование которого ограничено только воображением пользователя. Хотя, на мой взгляд, его использование в качестве промышленной БД для предприятий среднего и большого масштаба не представляется возможным.

Библиографический список

Бекаревич, Ю. Самоучитель Microsoft Access 2002 / Ю.Бекаревич, Н.Пушкина – СПб.: «БХВ-Петербург», 2002. – 720 с. – ISBN: 5-8206-0033-9
Грабер, М. Введение в SQL / Пер. с англ. В. Ястребов – Издательство «Лори», 1996. – 380 с. – ISBN: 5-85582-010-6
Дженнингс, Р. Использование Microsoft Office Access 2003 / Пер. с англ. Р.Дженнингс: пер. с англ. И. Тараброва – «Вильямс», 2005. – 1300 с. – ISBN: 5-8459-0691-1
[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://urist.fatal.ru/Book/Glava7/Glava7.htm#715
[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://office.microsoft.com/ru-ru/access/HA011551731049.aspx
[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.proaccess.ru/ispolz/iz_11.php