Проектирование и разработка Базы данных

ВВЕДЕНИЕ
В современном мире информация является одним из самых ценных ресурсов, и управление ею стало важной задачей для организаций всех видов. Базы данных представляют собой ключевую технологию, позволяющую эффективно организовывать, хранить и обрабатывать информацию. Одной из значительных областей применения баз данных является сфера здравоохранения, в частности, управление аптечным бизнесом. В данной курсовой работе мы рассмотрим проектирование и разработку базы данных "Аптека", что позволит глубже понять не только теоретические аспекты работы с базами данных, но и практические подходы к их созданию и сопровождению.
В первой части работы будут освещены теоретические основы создания баз данных. Мы рассмотрим ключевые понятия, такие как база данных и информационное хранилище, проследим эволюцию баз данных, а также ознакомимся с современными видами и ролями баз данных в конкретной предметной области. Особое внимание будет уделено различным категориям пользователей баз данных и их потребностям.
Во второй части работы будет представлен процесс создания базы данных "Аптека". Мы обсудим этапы, связанные с построением структуры базы данных, включая создание таблиц, установку связей между ними, а также формирование запросов, отчетов и форм для пользователей. Все эти шаги являются ключевыми для обеспечения функциональности и удобства работы с базой данных, и понимание их сути позволит создать эффективное информационное хранилище для аптечной деятельности.
Целью данной курсовой работы является проектирование и разработка базы данных для системы управления аптекой. Это включает в себя анализ требований, создание концептуальной и логической модели данных, а также реализацию физической базы данных, способной эффективно хранить и обрабатывать информацию о товарах, покупателях, заказах и других аспектах работы аптеки. К основным задачам, стоящим перед работой, относятся:
- Изучить понятия база данных и информационное хранилище;
- Изучить эволюцию баз данных;
- Изучить современные виды баз данных;
- Изучить роль баз данных в предметной области;
- Изучить пользователей базой данных;
- Спроектировать базу данных;
- Создать таблицы БД;
- Создать связи между таблицами;
- Создать запросов в базе данных;
- Создать отчеты в базе данных;
- Создавать формы к базе данных.
Актуальность темы проектирования базы данных «Аптека» определяется несколькими факторами:
1. Увеличение объемов данных.
2. Оптимизация процессов.
3. Адаптация к изменениям законодательства.
4. Требования бизнеса.
5. Инновационные технологии.
Таким образом, данная курсовая работа не только соответствует современным требованиям информационных технологий, но и имеет практическую значимость для сферы здравоохранения и фармацевтики.
Таким образом, данная курсовая работа нацелена на комплексное изучение и практическое применение принципов проектирования баз данных, что поможет организовать работу аптеки на высоком уровне и улучшить качество обслуживания клиентов.
 
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ
1.1. Понятия база данных и информационное хранилище
База данных – это совокупность данных, которые хранятся и организованы в определенном порядке с целью использования, обработки и управления ими. База данных представляет собой структурированное хранилище информации, которая может быть обработана с помощью специальных программ и языков запросов.
Информационное хранилище – это технология хранения, обработки и анализа данных, которая используется в бизнес-аналитике и относится к Большим данным. Информационное хранилище объединяет данные из множества различных источников в единую структуру и предоставляет удобный интерфейс для анализа и изучения данных. Оно предназначено для хранения большого объема данных и быстрого доступа к ним. Информационное хранилище может использоваться для принятия решений, определения планов развития, анализа эффективности деятельности, а также для других задач, связанных с анализом данных.
Ключевые компоненты хранилища данных включают:
1. Система управления базами данных (СУБД): это программное обеспечение для управления базами данных, которое позволяет пользователям сохранять, изменять, извлекать и анализировать данные.
2. Сервер баз данных: это компьютерное оборудование и программное обеспечение, которое управляет доступом к базе данных и обрабатывает запросы пользователей.
3. Хранилище данных: это физическое место, где хранятся данные. Оно может быть разделено на различные уровни, такие как уровень блоков данных, уровень таблиц и уровень файлов.
4. Интерфейс пользователя: это программное обеспечение, которое позволяет пользователям взаимодействовать с базой данных и выполнить запросы и анализ данных.
5. Схема базы данных: это описание структуры базы данных, которое определяет, каким образом данные будут храниться, связаны и обрабатываться. Она состоит из таблиц, полей и связей между ними.
6. Различные инструменты для анализа и обработки данных: это программные инструменты, которые позволяют пользователям анализировать данные, генерировать отчеты и визуализировать результаты.
7. Механизмы безопасности: это функциональность, которая гарантирует безопасность и защиту данных. Она может включать аутентификацию, авторизацию, шифрование и аудит доступа к базе данных.
1.2. Эволюция баз данных
История баз данных восходит к 1960-м годам, когда появились первые системы, ориентированные на работу с данными. Поначалу это были иерархические и сетевые модели, которые положили начало созданию более сложных структур. В 1970-х годах была предложена реляционная модель, основанная на математической теории множеств, которая стала основой для большинства современных систем управления базами данных.
С течением времени, с развитием технологий и увеличением объемов обрабатываемых данных, появились новые модели: объектно-ориентированные базы данных, NoSQL-системы и распределенные базы данных. Каждая из этих моделей решает свои специфические задачи, что делает базу данных доступной для применения в различных областях и сценариях.
Базы данных – это один из важнейших инструментов информационных технологий. Они используются для хранения и обработки различных данных, таких как информация о клиентах, заказах, продукции и т.д. С течением времени базы данных подвергались ряду изменений и усовершенствований. Рассмотрим этот процесс эволюции подробнее:
1. Иерархические базы данных:
Иерархические базы данных были первым типом базы данных, разработанным в 60-х годах. Они основывались на структурировании данных в виде древовидной иерархии, где каждый узел связан только с одним вышестоящим узлом. Этот тип баз данных был неудобным в использовании и не мог работать с неструктурированными данными.
2. Сетевые базы данных:
Сетевые базы данных были разработаны в ответ на ограничения иерархических баз данных. Они позволяли связывать несколько узлов, что обеспечивало более гибкую интеграцию данных. Однако использование сетевых баз данных также оказалось непрактичным из-за сложности в создании и поддержке таких баз данных.
3. Реляционные базы данных:
Реляционные базы данных были разработаны в 70-х годах. Они основывались на модели реляционной алгебры и обеспечивали более эффективное хранение и доступ к данным. Реляционные базы данных использовали SQL (Structured Query Language) для работы с данными, что упрощало их использование и позволяло работать с большим количеством данных.
4. Объектно-ориентированные и объектно-реляционные базы данных:
Объектно-ориентированные базы данных были разработаны в 80-х годах. Они предоставляли возможность хранения и обработки не только структурированных, но и неструктурированных данных, таких как графика и голосовые комментарии.
В 90-е годы появились объектно-реляционные базы данных, которые объединили в себе преимущества реляционных и объектно-ориентированных баз данных. Они предоставляют возможность работать с объектами и классами непосредственно, что позволяет эффективно хранить и обрабатывать сложные данные.
5. NoSQL базы данных:
NoSQL базы данных (Not Only SQL) были разработаны в ответ на потребность в хранении и обработке больших объемов неструктурированных данных, таких как Big Data, блоги, социальные сети и мобильные приложения. Они предлагают более гибкий подход к хранению и обработке данных и позволяют быстро масштабировать базу данных по мере необходимости. NoSQL базы данных используют различные модели данных, такие как графовые, колоночные и документные.
Каждый новый тип баз данных расширял возможности обработки данных и использования их в различных сферах деятельности. Сегодня базы данных стали неотъемлемой частью любого бизнеса и помогают представить громадные объемы данных в удобном для понимания и использования виде.
1.3. Современные виды баз данных
Рассмотрим современные виды баз данных:
1. Реляционные базы данных (RDBMS) - это тип баз данных, который основан на реляционной модели данных. В этой модели данные представлены в виде таблиц, каждая из которых состоит из строк и столбцов. Каждая строка представляет отдельную запись или кортеж данных, в то время как столбцы представляют отдельные атрибуты этой записи.
RDBMS используются для хранения, организации и управления большими объемами данных в организациях. Они позволяют множеству пользователей одновременно работать с данными и обеспечивают безопасный и надежный доступ к ним.
Реляционные базы данных предлагают различные операции для обработки данных, включая запросы SELECT, INSERT, UPDATE и DELETE. Они также обеспечивают мощные возможности для языка SQL (Structured Query Language), который предназначен для манипулирования данными в таблицах.
Примеры популярных RDBMS включают Oracle, MySQL, Microsoft SQL Server и PostgreSQL.
2. Графовые базы данных (GraphDB) - это специальный тип баз данных, который использует модель графов для хранения и обработки данных. В графовых базах данных данные представляются в виде узлов (вершин) и связей (ребер) между ними. Такая модель позволяет очень эффективно хранить и обрабатывать большие объемы данных, которые имеют сложную взаимосвязь между собой.
Графовые базы данных позволяют проводить различные операции над данными, такие как поиск путей между узлами, нахождение кратчайших путей, обход графа и т.д. Они наиболее полезны в случаях, когда данные имеют сложные взаимосвязи, такие как социальные сети, генеалогические деревья, картографические приложения и пр.
На сегодняшний день наиболее популярными графовыми базами данных являются Neo4j, JanusGraph, OrientDB и ArangoDB. Они отличаются по скорости работы, функциональности и уровню поддержки.
3. Ключ-значение базы данных (Key-Value store) - это тип базы данных, который хранит данные в виде пар ключ-значение. Он обеспечивает простой и быстрый доступ к данным, поскольку для поиска данных необходимо всего лишь указать ключ, который является уникальным идентификатором записи.
Ключ-значение базы данных используются в различных приложениях, включая кэширование данных, хранение сессий и авторизации, хранение настроек конфигурации и др. Они обычно имеют высокую производительность и масштабируемость, что делает их привлекательным выбором для приложений с высокой нагрузкой.
Примеры популярных систем Key-Value store: Redis, Memcached, Riak, Apache Cassandra и др.
4. Столбцовые базы данных (Column-store)
Столбцовые базы данных являются типом баз данных, в которых данные хранятся и организованы по столбцам, в отличие от традиционных реляционных баз данных, которые организованы по строкам.
В столбцовых базах данных каждый столбец представляет собой независимую единицу хранения данных, а не отдельные ячейки в строке. Это даёт большую гибкость и производительность при работе с большими объемами данных.
Столбцовые базы данных применяются в широком спектре приложений, таких как аналитика данных, бизнес-интеллект, отчётность, научные исследования и другие области. Они обеспечивают массовую параллелизацию