ВНЕШНИЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Клоков М.Д. 1

1БИТИ НИЯУ МИФИ

Работа в формате PDF

1.3 MB

Сертификат участника

Комментарии

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

ВВЕДЕНИЕ

В мире бесконечного количества постоянно возникающих источников информации возникает острая потребность в существовании средств отбора, анализа, группировки и представления информации в удобном виде. Эту потребность позволяют удовлетворить средства управления базами данных (СУБД) и сами совокупности данных, для управления которыми были созданы СУБД.

В подавляющем большинстве профессий современного мира человек сталкивается с большими объёмами неудобоваримой информации, работа с которой в изначальном, необработанном виде затруднена или даже невозможна. Создание БД позволяет представить такую информацию в приемлемом для восприятия виде: в формате таблиц.

Перед тем, как представить информацию в табличном виде, программист должен провести декомпозицию и анализ данных, выделить фрагменты исходной информации, которые будут являться записями (строками) и полями (столбцами) таблицы. Также необходимо определить, каким образом можно разделить информацию на несколько связанных друг с другом таблиц для упрощённой дальнейшей работы с данными. В задачи программиста, разрабатывающего БД, также входит создание форм, отчётов и запросов, отвечающих требованиям разных пользователей, которые будут использовать полученную БД.

Создание базы данных, описывающей внешние запоминающие устройства, включает в себя перечисление основных типов ВЗУ и их характеристик, их группировку по различным признакам (по типу доступа, по устойчивости записи, по геометрическому исполнению), описание и сравнение конкретных моделей внешних запоминающих устройств и организацию удобного доступа к информации получившейся БД с помощью инструментария MS Access.

Целью создания базы данных "Внешние запоминающие устройства" является сбор, структурирование существующей информации по предметной области - внешним запоминающим устройствам (или ВЗУ) - и её удобное представление методами системы управления базами данных для различных категорий пользователей.

Результатом работы должна стать база данных, полезная как для обычного пользователя, не знакомого с предметной областью и не обладающего навыками работы с СУБД, так и для опытного пользователя, имеющего хорошую теоретическую базу и необходимые практические навыки для взаимодействия с элементами управления базы данных. Предоставляемые каждому типу пользователей опции взаимодействия с БД должны быть основаны на следующих предполагаемых уровнях знаний: общий и профессиональный.

Перед тем, как приступить к проектированию базы данных, необходимо углубиться в различные аспекты предметной области и выделить полезную информацию, которая пригодится при заполнении БД.

Физические компоненты и материалы, на которых хранятся данные, называются средствами (или устройствами) хранения информации. Аппаратные компоненты, которые считывают/записывают информацию на носитель, называются устройствами хранения информации.

Двумя основными категориями технологии хранения информации, используемыми на сегодняшний день, являются магнитное хранение и оптическое хранение.

Основные устройства, основанные на принципе магнитного хранения:

дискеты;

жёсткие диски (встроенные и переносные);

винчестеры;

магнитные карты;

магнитные ленты.

Основные устройства, основанные на принципе оптического хранения:

CD ROM - Compact Disk Read Only Memory (компакт-диск, только для чтения);

DVD-ROM - Digital Video Disk Read Only Memory(цифровой диск, только для чтения);

CD-R - CD Recordable (записываемый компакт-диск);

CD-RW - CD Rewritable(перезаписываемый компакт-диск);

Photo CD [1].

Характеристики устройств обоих типов перечислены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики различных ВЗУ

Устройство	Примерное время доступа
Статичное RAM (SRAM)	5 – 15 нс
Динамичное RAM(DRAM)	50 – 70 нс
ROM	55 – 250 нс
Жёсткие диски	6 – 12 мс
CD-ROM	80 – 800 мс
Ленточные накопители	10 – 500 с

Задачей внешних запоминающих устройств является хранение данных даже при выключенном компьютере, так чтобы данные могли быть использованы в любой момент времени. Процесс хранения включает в себя запись данных на носитель и чтение данных с носителя. Запись данных - это процесс фиксирования информации на поверхности диска, где она сохраняется для последующего использования. Чтение данных - это процесс получения информации с поверхности диска и передачи её в память компьютера для дальнейшего применения.

Процесс чтения/записи данных на дискеты, жёсткие диски и ленточные накопители идентичен. Поверхность, как дискеты, так и магнитной ленты, покрыта слоем материала с высокой магнитной проницаемостью, например такого, как оксид железа.

Основной принцип, используемый для хранения данных - это принцип поляризации, по которому все ионы в материале-магните выстраиваются и располагаются в одном направлении. Так же, как транзистор может представлять двоичные значения "on" и "off" ("вкл." и "выкл."), ориентация магнитного поля материала может использоваться для представления данных. При этом магнит имеет одно важное преимущество над транзистором - он может сохранять своё состояние без постоянной подачи электричества.

Поверхности дисков покрыты миллионами крошечных частиц железа, на которых могут храниться данные. Каждая частица работает как магнит, создавая собственное магнитное полепод воздействием электромагнита. Головки для чтения/записи дисковода содержат электромагниты, которые генерируют магнитные поля в частицах железа на носителе, когда головка проходит над диском. Головки для чтения/записи хранят строку из 1 и 0 (из единиц и нулей) на основе чередования направлений тока в электромагните.

При чтении данных процесс обратный. Головки чтения/записи дисковода проходят над диском, когда ток не течет через электромагнит. Носитель информации имеет заряд, а электромагнит нет, поэтому при прохождении головки над диском через неё протекает небольшой ток в одном из двух противоположных направлений, в зависимости от полярности поля. Дисковод распознаёт направление тока, и данные передаются из головки в память компьютера [2].

Накопители на жёстких (винчестеры) и гибких (дискеты) магнитных дисках являются наиболее часто используемыми устройствами хранения информации персональных компьютеров. Оба эти типа относятся к категории магнитной записи данных, потому что они используют технологию записи с помощью магнитных полей.

Некоторые фундаментальные различия и сходства между этими двумя видами носителей:

Дискета представляет собой один плоский кусок пластика (диск), покрытый оксидом железа и заключенный в виниловую или пластиковую оболочку. Жёсткий диск содержит одну или несколько жёстких металлических пластин, покрытых оксидом железа и постоянно находящихся в собственном "дисководе".

Дискеты - небольшие портативные устройства (они могут быть удалены из дисководов гибких дисков). Жёсткие диски обычно встроены в компьютер и не портативны (если только сам компьютер не является портативным). Исключениями являются съемные жёсткие диски и внешние дисководы, которые могут быть отсоединены от системы.

Гибкие дискихранят только до 1,44 Мб информации, хотя существуют дискеты высокой ёмкости, имеющие больший объём. Современные жёсткие диски хранят в несколько тысяч раз больше данных, чем дискеты.

Жёсткие диски гораздо быстрее, чем дискеты; их диски вращаются быстрее и затрачивают гораздо меньше времени на поиск данных на поверхности диска.

Почти все компьютеры на сегодняшний день продаются со встроенным жёстким диском и дисководом. Некоторые компьютеры также оснащены третьим встроенным магнитным устройством - устройством, использующим дискеты большой ёмкости [3].

Перед тем, как компьютер сможет использовать дискету для хранения данных, на поверхность диска должна быть нанесена разметка магнитом таким образом, чтобы компьютер мог перейти непосредственно к определенной точке, без необходимости проходить по всему массиву данных. Этот процесс нанесения разметки на диск называется форматированием или инициализацией. Когда вы покупаете новый диск, он должен быть отформатирован для PC или Mac.

Современные дискеты способны хранить данные на обеих сторонах диска (обозначаемые: сторона 1 и сторона 0), и каждая сторона имеет свою собственную головку чтения/записи. При форматировании диска на диске образуется набор магнитных концентрических окружностей, называемых треками, на каждой стороне диска. Количество необходимых для этого процесса треков зависит от типа диска. Большинство дискет высокой плотности имеют 80 дорожек на каждой стороне. Жёсткий диск при этом может иметь несколько сотен треков на каждой стороне каждой пластины.

Каждый трек - это отдельная окружность. Они нумеруются от внешней окружности к внутренней, начиная с нуля. Каждый трек на диске также делится на более мелкие участки. Представьте, что диск - это пирог, который нарезают на ломтики. Каждый ломтик в разрезе содержит все треки, а в самом ломтике содержатся лишь небольшие участки диска, называемые секторами. Сектор может содержать до 512 байт информации. Все сектора нумеруются одной длинной последовательностью чисел, поэтому компьютер может получить доступ к каждой небольшой области на диске по уникальному номеру. Эта схема упрощает двухмерный набор координат до одного числового адреса.

Если дискета имеет 80 треков на каждой стороне, и каждый трек содержит 18 секторов, то диск состоит из 1440 секторов на одной стороне и 2880 секторов всего. Эта конфигурация сохраняется независимо от длины трека. Внешний трек дискеты длиннее, чем внутренний, но каждый трек всё равно делится на одинаковое количество секторов. Независимо от физического размера все сектора хранят одинаковое количество байт, то есть самые короткие (внутренние) сектора содержат такое же количество данных, что и внешние сектора.

Диски отличаются, как правило, по количеству сторон, треков и секторов в треке. Флоппи-диски имеют только несколько стандартных типов и форматов, но жёсткие диски бывают совершенно различных размеров, поэтому их возможности сильно различаются.

Сектор является наименьшей единицей, с которой может работать любой диск. Каждый бит и байт в секторе может иметь разные значения, но при работе с диском можно считывать или записывать только целые сектора. Если компьютеру необходимо изменить только 1 байт из 512, ему необходимо переписать весь сектор [4].

Дисковод включает в себя устройство, вращающее диск на игле, и головку для чтения и записи, которая может перемещаться в любое место на поверхности диска при вращении. Это позволяет головкам обращаться к нужным участкам данных в случайном порядке, а не последовательно -головки могут перемещаться от одного места к другому без необходимости просматривать все данные между ними.

Дискеты вращаются со скоростью около 300 оборотов в минуту. Самое долгое, сколько может занять обращение к участку на дискете - это длительность одного оборота - 0,2 секунды. Самое большое расстояние, которое может преодолеть головка, это путь от центра дискеты к краям (или наоборот). Головка может преодолеть это расстояние за ещё меньшее время - около 0,17 секунд.

Из-за того, что обе эти операции происходят в одно и то же время (вращение диска и движение головки над поверхностью), максимальное время для позиционирования головки над нужным местом на дискете - также известное как максимальное время доступа - остаётся большимиз двух значений - 0,2 секунды.

Однако максимальное время доступа для дискет может быть ещё больше, потому что они не вращаются, когда не используются. А процесс вращения диска из состояния полной остановки может занять около 0,5 секунды.

Основные использования для дисков:

Перемещение файлов между компьютерами, не подключенными к сети или сетевому оборудованию. Один из самых простых способов перемещения данных с одного компьютера на другой - это скопировать их на дискету и использовать дискету на другом компьютере.

Загрузка новых программ в систему. Большие программы обычно поставляются на CD-ROM, но некоторые программы по-прежнему продаются на дискете. Вы устанавливаете их путем копирования содержимого дисков на жёсткий диск и запуска небольшой программы, которая устанавливает файлы автоматически.

Резервное копирование данных или программ - основная копия данных или программ хранится на жёстком диске. Резервное копирование - это процесс создания копии для безопасного хранения информации. Для защиты от потери данных хорошим решением является резервное копирование жёсткого диска. Из-за ограниченной ёмкости дискет они используются для резервного копирования небольших файлов, а не программы или жёстких дисков целиком [5, 6].

Жёсткие диски по-прежнему являются наиболее распространенными устройствами хранения для всех компьютеров. Так же, как и дискеты, жёсткие диски хранят данные в треках, разделенных на сектора. Физически, однако, они выглядят совсем иначе, чем дискеты.

Винчестеры включают в себя одну или более металлические пластины, установленные на центральную ось, как стопка дискет. Каждая пластина покрыта слоем металла, и весь блок содержится в герметичной камере. Жёсткий диск и привод составляют единый блок, который включает в себя жёсткий диск, двигатель, вращающий пластины, и набор головок чтения/записи. Из-за того, что диск нельзя удалить из дисковода, термины жёсткий диск и привод взаимозаменяемы.

Жёсткие диски стали основными устройствами хранения информации для ПК, потому что они удобны и экономичны. Они превосходят дискеты в скорости и ёмкости. Жёсткие диски предлагают объём в несколько сотен мегабайт и более. Большинство стандартных ПК сейчас оснащены жёсткими дисками, по крайней мере, с 6,8 Мбайт.

Существуют два важных физических различия между жёсткими дисками и дискетами, которые объясняют различия в производительности:

жёсткие диски запечатаны в корпусе;

жёсткие диски состоят из жёстких металлических пластин (обычно из алюминия) вместо гибкого майлара.

Количество сторон, которых использует диск, определяется количеством головок чтения/записи. Конкретный диск может иметь 6 пластин дисков (12 сторон), но только 11 головок, тогда одна сторона не используется для хранения данных. Неиспользуемая сторона часто самая нижняя.

Несмотря на потенциал в объёме и преимущество в скорости, есть один большой недостаток: для достижения оптимальной производительности головки чтения/записи должны быть очень близко к поверхности диска, при этом не касаясь её. Головки чтения/записи расположены так близко к диску, что человеческий волос, частица пыли или даже отпечаток пальца заполнит промежуток и испортит головку. Порча головки - в ситуации, когда головка касается диска - может уничтожить данные, хранящиеся в повреждённой зоне. Серьезная порча головки может полностью вывести её из строя [7].

Для составления концептуальной модели базы данных сначала определим сущности, которые будут использованы в будущей БД. Так как предметной областью курсовой работы являются внешние запоминающие устройства, то первой и главной сущностью является перечисление разновидностей ВЗУ и их характеристик. Дадим ей название "ВЗУ". Она должна будет для устройств, отобранных по физическому принципу, предлагать детальную информацию об их принадлежности к группам на основе различных классификаций, а также описывать их технические возможности.

Не менее важной сущностью является информация о производимых стримерах, а также об их характеристиках и истории их выпуска. Эта сущность получит название "Стримеры". Её задачей является предоставить наиболее важные детали этого типа внешних запоминающих устройств, которые включают в себя годы их создания, производителя и предоставляемый объём хранения информации.

При рассмотрении производимой продукции нужнойдля пользователя информацией может оказаться сам производитель. Поэтому третьей сущностью, содержащей различные детали о кампаниях-производителях различных устройств накопления информации, будет сущность "Кампании". Требования к ней заключаются в предоставлении общих фактов, идентифицирующих производителей ВЗУ. Это означает наличие данных о годах существования кампаний, местоположении их головного штаба и краткого перечня сфер промышленной деятельности, в которых работает каждая кампания-производитель.

Для улучшения наглядности описанной выше информации потребуется несколько сущностей, описывающих различные аспекты других сущностей. Для этого потребуется создание таблиц по нескольким отдельным характеристикам запоминающих устройств. Первой такой характеристикой является тип доступа к ВЗУ, которая будет рассматриваться сущностью "Тип доступа". Её атрибутами будет наглядная схема работы устройств, основанных на различных типах доступа, а также словесное описание, характеризующее особенности каждого из существующих типов.

Последняя сущность выполняет ту же задачу, которая поставлена перед четвертой сущностью, разобранной выше. Рассматриваемая пятой сущностью характеристика - это тип записи информации на устройства хранения информации. Присвоим ей название "Тип записи". Она должна при помощи нескольких атрибутов описывать заданные виды устройств в понятной любому пользователю форме.

Ключами для всех сущностей будут счётчики количества элементов для удобства работы с ними.

Что касается функциональных связей между сущностями, то две последние сущности связаны с главной сущностью "ВЗУ" методом "один-ко-многим", позволяющим просматривать непосредственно в этих сущностях, какие запоминающие устройства принадлежат к каким данным типам. Аналогичная функциональная связь установлена и между сущностью "Кампании" и сущностью "Стримеры", что видно по рисунку 1 [8].

Рисунок 1. ER-диаграмма базы данных

На этапе логического проектирования базы данных преобразуем полученную на предыдущем этапе концептуального проектирования ER-диаграмму БД в реляционную модель. Для этого представим полученную схему в виде совокупности имеющихся отношений в таблицах 2 - 6.

Таблица 2. Отношение "ВЗУ"

Номер	Физический принцип	Устойчивость записи	Тип доступа	Геометрическое исполнение	Форма информации	Принцип записи	Информационная ёмкость	Время доступа	Скорость передачи данных
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Перфолента	Постоянные	Последовательный	Ленточные	Аналоговый	Механический	10-100 Кб	Индивидуально	до 1.5 Кб/с
2	Перфокарта	Постоянные	Последовательный	Карточные	Аналоговый	Механический	до 0,08 Кб	Индивидуально	до 2.5 Кб/с
3	Магнитные сердечники	Полупостоянные	Последовательный	Дисковые	Цифровой	Магнитные	до 1 Кб	12 мкс	10 Кб/с
4	Ферритовые сердечники	Полупостоянные	Последовательный	Дисковые	Цифровой	Магнитные	до 1 Мб	1,2 мкс	50 Кб/с
5	НЖМД (винчестеры)	Перезаписываемые	Прямой	Дисковые	Цифровой	Магнитные	10-15 Гб	2,5-16 мс	44,2-111,4 Мб/с
6	НГМД (дискеты)	Перезаписываемые	Прямой	Дисковые	Цифровой	Магнитные	2,88 Мб	80 мс	63 Кб/с

Продолжение таблицы 2

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
7	Магнитные ленты (стримеры)	Полупостоянные	Последовательный	Ленточные	Цифровой	Магнитные	до 900 Гб	50 мс	250 МБ/с
8	Магнитные карты	Полупостоянные	Последовательный	Карточные	Цифровой	Магнитные	210 бит на 1 дюйм длины	50 мс	106 до 848 Кб/с
9	CD	Перезаписываемые	Произвольный	Дисковые	Цифровой	Оптические	до 700 Мб	50-300 мс	4,3218 Мбит/с
10	DVD	Перезаписываемые	Произвольный	Дисковые	Цифровой	Оптические	до 17 Гб	150-200 мс	21,12 Мбайт/с
11	HD-DVD	Перезаписываемые	Произвольный	Дисковые	Цифровой	Оптические	до 45 Гб	95 мс	4,57 Мб/с
12	Blu-RayDisc	Перезаписываемые	Произвольный	Дисковые	Цифровой	Оптические	до 100 Гб	160 мс	36 Мб/с
13	MO носители	Перезаписываемые	Произвольный	Дисковые	Цифровой	Магнитооптические	до 4,6 Гб	50-100 мс	1 Мб/с
14	Флэш-накопители	Перезаписываемые	Произвольный	Карточные	Цифровой	Полупроводниковые	до 2 Тб	10 нс	270 Мб/с
15	Голографические устройства	Перезаписываемые	Произвольный	Голограмма	Цифровой	Оптические	до 1,6 Тб	1 мкс	960 Мбит/с

Таблица 3. Отношение "Тип доступа"

Номер способа	Тип доступа	Схема доступа	Описание
1	Последовательный	Package	Время доступа зависит от местоположения информации
2	Произвольный	Package	Время доступа к информации не зависит от ее места расположения на носителе
3	Прямой	Package	Время доступа зависит от местоположения информации
4	Ассоциативный	Package	Не определено

Таблица 4. Отношение "Тип записи"

Номер способа	Устойчивость записи	Количество записей	Описание
1	Постоянные	одна	С однократной записью без возможности перезаписи
2	Полупостоянные	конечное число	С возможностью многократной перезаписи, затруднённой долгим временем записи или ограниченным числом циклов записи
3	Многократно перезаписываемые	бесконечное число	Со свободной многократной перезаписью

Таблица 5. Отношение "Стримеры "

Номер модели	Стримеры	Ёмкость	Год создания	Производитель
1	QIC	20 Мб	1972	3M
2	QIC-Wide	700 Мб	1980	Sony
3	Travan	2,3 Гб	1996	Imation
4	DLT	35 Гб	1994	DEC
5	Super DLT	1 Тб	1998	Quantum
6	SLR	50 Гб	1996	Tandberg
7	LTO Accellis	25 Гб	2000	HP; Seagate; IBM
8	LTO Ultrium	400 Гб	2000	HP; Seagate; IBM
9	ADR	25 Гб	1999	On-Stream
10	DDS	40 Гб	1999	Sony; HP
11	DAT	72 Гб	1989	Sony; HP
12	Mammoth	60 Гб	1996	Exabyte
13	AIT-1	35 Гб	1996	Sony
14	AIT-4	200 Гб	2005	Sony
15	S-AIT	500 Гб	2001	Sony

Таблица 6. Отношение "Кампании "

Номер	Название	Год основания	Год закрытия	Расположение	Ключевые фигуры	Отрасли
1	2	3	4	5	6	7
1	3M	1902	Действует	США: Сент-Пол, штат Миннесота	Инге Тулин	Инновационные материалы и др.
2	Sony	1946	Действует	Япония: Минато, Токио	Кадзуо Хираи	Электроника, мультимедиа, финансы
3	Imation	1996	Действует	США: Окдэйл, Миннесота	Дэнни Чжэн, Джозеф Де Перио, Тавис Морелло	Устройства хранения информации
4	DEC	1957	1998	США: Мейнард, Массачусетс	Кен Олсен	Компьютерное оборудование
5	Quantum	1980	Действует	США: Сан-Хосе, Калифорния	Джон Гейсек	Устройства хранения информации
6	Tandberg	1933	2010	Норвегия	Ян Кристиан Опсал, Фредерик Халворшен	Телекоммуникации
7	HP	1939	2015	США: Пало-Альто, Калифорния	Маргарет Уитмен	Информационные технологии
8	Seagate	1979	Действует	США: Купертино, Калифорния	Стивен Дж. Лусо, Боб Уитмор, Патрик О'Мэлли, Дейв Мосли	Производство электронно-вычислительных машин
9	IBM	1911	Действует	США: Армонк, штат Нью-Йорк	Вирджиния Рометти, Сэмюел Палмизано	Информационные технологии

Продолжение таблицы 6

1	2	3	4	5	6	7
10	On-Stream	1996	2003	США: Санта Клара, Калифорния	Уильям Б. Бейервальтес	Сетевая продукция
11	Exabyte	1985	2006	США: Болдер, Колорадо	Хуан Родригес, Гарри Хинц и Келли Биверс	Устройства хранения информации
12	Compaq	1982	2002	США: Хьюстон, Техас	Род Кэнион, Джим Харрис, Билл Марто	Компьютерное оборудование
13	Philips	1891	Действует	Нидерланды: Амстердам	Франс ван Хаутен	Бытовая техника
14	EMCC	1946	1950	США: Филадельфии, Пенсильвания	Джон Преспер Экерт, Джон Уильям Мокли	Компьютерное оборудование
15	Fujifilm	1934	Действует	Япония: Минато, Токио	Сигэтака Камори	Фотография, носители данных

Приведенные отношения, составляющие реляционную модель базы данных "Внешние запоминающие устройства", нормализованы, то есть приведены к третьей нормальной форме. Опишем процесс нормализации имеющихся отношений.

Полученная в результате сбора и анализа информация, представленная в форме таблицы, не всегда соответствует всем требованиям, предъявляемым к оформлению баз данных.

На этапе приведения к первой нормальной форме мы убеждаемся в том, что все атрибуты в каждом отношении простые. Простые атрибуты принадлежат к логическому, текстовому, числовому или иному типу данных, поддерживаемых используемой СУБД, в данном случае MS Access. Так, при проектировании отношения "Кампании" существовавший ранее атрибут "Годы работы кампании" был разделен на два атрибута "Год основания" и "Год закрытия", чтобы сделать их простыми числового типа.

При приведении отношений ко второй нормальной форме необходимо удостовериться, что значения в каждом не ключевом атрибуте однозначно определяются значением первичного ключа. Для создаваемой базы данных на раннем этапе проектирования из отношения "Стримеры" были выделены атрибуты, не необходимые для однозначного определения значений ключевого атрибута "Номер модели". Из этих необязательных атрибутов было составлено отношение "Кампании", детализирующее информацию о производителях стримеров.

Последним этапом в нормализации базы данных является приведение её к третьей нормальной форме. Чтобы сделать это, осталось убедиться что все не ключевые атрибуты не зависят друг от друга. При создании БД "Внешние запоминающие устройства" было важно выделить повторяющиеся значения у атрибутов и связанные с ними атрибуты, зависящие от них. Для завершения процесса нормализации потребовалось выделить их в отдельные отношения "Типа доступа" и "Тип записи" с атрибутами, мешающими выполнению условий третьего уровня нормальности.

После проведенных действий по приведению базы данных к третьей нормальной форме (достижение четвёртой нормальной формы не обязательно для большинства БД) и по получению готовой реляционной модели БД получили готовую систему отношений, которую заносим и редактируем в среде MS Access.

По завершении этого процесса имеем базу данных из пяти таблиц (таблицы 7 - 11) и схему данных (рисунок 2). Представим полученный результат в виде пяти таблиц свойств полей (где полужирным шрифтом обозначены ключевые поля) и самой схемы данных, в каком виде она представлена в СУБД Microsoft Access[9].

Таблица 7. Таблица свойств полей "ВЗУ"

Имя поля	Тип данных
Номер устройства	Счётчик
Физический принцип	Текстовый
Устойчивость записи	Числовой
Тип доступа	Числовой
Геометрическое исполнение	Текстовый
Форма записанной информации	Текстовый
Принцип записи и хранения	Текстовый
Информационная ёмкость	Текстовый
Время доступа	Текстовый
Скорость передачи данных	Текстовый

Таблица 8. Таблица свойств полей "Тип доступа"

Имя поля	Тип данных
Номер способа	Счётчик
Тип доступа	Текстовый
Схема доступа	Поле объекта OLE
Описание	Поле МЕМО

Таблица 9. Таблица свойств полей "Тип записи"

Имя поля	Тип данных
Номер способа	Счётчик
Устойчивость записи	Текстовый
Количество записей	Текстовый
Описание	Поле МЕМО

Таблица 10. Таблица свойств полей "Стримеры"

Имя поля	Тип данных
1	2
Номер модели	Счётчик
Стримеры	Текстовый

Продолжение таблицы 11

1	2
Ёмкость	Текстовый
Производитель	Числовой

Таблица 11. Таблица свойств полей "Кампании"

Имя поля	Тип данных
Номер кампании	Счётчик
Название	Текстовый
Год основания	Числовой
Расположение	Текстовый
Ключевые фигуры	Текстовый

Рисунок 2. Схема базы данных

На этапе физического проектирования приступим к непосредственному созданию базы данных "Внешние запоминающие устройства" с использованием инструментария системы управления базами данных Microsoft Access. Производить построение БД будем на основании концептуально выделенных сущностей и в соответствии с логической моделью, описанной ранее.

Опираясь на выделенные на предыдущих этапах проектирования сущности, создадим пять таблиц: "ВЗУ", "Стримеры", "Кампании", "Тип доступа" и "Тип записи". Для каждой таблицы зададим свойства всех полей, учитывая наиболее удобный формат записи информации в каждое из них. Постараемся обеспечить разнообразие предоставляемой информации и видов полей.

При создании таблиц убедимся в наличии индексов у всех таблиц, для которых их наличие облегчает восприятие информации. Сделаем эти поля с кодами ключевыми для присвоения каждому записываемому элементу уникального номера.

При выборе формата полей в нужных местах используем вариант "Мастер подстановок" для установления связей между несколькими таблицами по выбранным полям. При выборе этого варианта отмечаем "использование значений из таблицы или запроса" и указываем нужное поле, из которого будут подставляться значения.

Создадим схему данных, добавив в неё все пять созданных таблиц. После выбора наиболее наглядного взаиморасположения добавленных таблиц убедимся, что для всех имеющихся связей установлено обеспечение целостности информации.

Закончим работу с таблицами заполнением их информацией, соответствующей указанным для полей названиям и форматам. Для этого проведем поисковую и аналитическую деятельность доступной в различных бумажных и электронных источниках информации.

Приступим к созданию запросов к таблицам. Сначала создадим запросы на выборку. Обеспечим пользователей как можно большим количеством различных запросов. Чтобы добиться этого, будем создавать как однотабличные, так и многотабличные запросы. В условиях выбора будем использовать не только простые условия, но и сложные с использованием ключевых слов "And" и "Or", операторов "", "=" и других. Используем в нескольких запросах вычислительные функции и параметры для увеличения разнообразия предоставляемой пользователю информации. После создания запросов на выборку добавим запросы на создание, удаление таблиц и на изменение конкретных элементов в них. Это позволит производить эти полезные операции без необходимости искать нужные строки непосредственно во всех таблицах. Результаты видны на рисунках 3 - 10.

Продолжим работу над проектированием базы данных, создав формы для работы с каждой из таблиц. Используем различные виды форм, в том числе ленточную, в один столбец, а также содержащую присоединенную форму. Убедимся в том, что выбранный тип формы дополняет каждую соответствующую таблицу и не мешает восприятию информации на ней (рисунки 11 - 15).

Для того чтобы размещенные в таблицах данные можно было удобно просматривать, распечатывать и отправлять по сети необходимо создать на основе наиболее информативных сложных запросов отчёты, в которых все элементы будут структурированы, отсортированы и оформлены. Обеспечим каждую категорию пользователей БД несколькими отчётами, удовлетворяющими их информационные потребности. Для этого используем различные виды (в один столбец, табличный, выровненный) отчётов и их оформления. Разместим информацию наиболее практичным образом на отчёте: вынесем название в заголовок, информацию, необходимую на каждой странице, в верхний и нижний колонтитул, название и содержание отсортированных полей в отвечающие им заголовки и примечания групп (рисунки 19 - 22). Для реализации нам потребуется макрос (рисунок 23).

Завершим этап физического проектирования базы данных созданием главной кнопочной формы, которая будет запускаться при запуске БД. Она будет предоставлять выбор типа пользователя ("обычный пользователь" и "программист"), обеспечивать в зависимости от выбранного варианта доступ к различным объектам базы (запросам, отчетам), а также предлагать основные функции работы с приложением, вроде завершения работы с базой данных (рисунки 16 - 18) [10].

Рисунок 3. Запрос "ВЗУ по ёмкости"

Рисунок 4. Запрос "Карточные ВЗУ"

Рисунок 5. Запрос "Лучшие ВЗУ"

Рисунок 6. Запрос "Неоднократная запись"

Рисунок 7. Запрос "Продукты кампаний"

Рисунок 8. Запрос "Самая старая кампания"

Рисунок 9. Запрос "Стримеры 90-х"

Рисунок 10. Запрос "Стримеры по ёмкости"

Рисунок 11. Форма "ВЗУ"

Рисунок 12. Форма "Кампании"

Рисунок 13. Форма "По типу доступа"

Рисунок 14. Форма "По типу записи"

Рисунок 15. Форма "Стримеры"

Рисунок 16. Главная кнопочная форма, главная страница

Рисунок 17. Главная кнопочная форма, страница "Обычный пользователь"

Рисунок 18. Главная кнопочная форма, страница "Программист"

Рисунок 19. Отчёт "ВЗУ"

Рисунок 20. Отчёт "Кампании"

Рисунок 21. Отчёт "Лучшие ВЗУ"

Рисунок 22. Отчёт "Стримеры 90-х"

Рисунок 23. Макрос

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Почти любая область деятельности человека на сегодняшний день подразумевает наличие объемного и ненаглядного теоретического материала, работа с которым без какой-либо обработки требует затраты огромного запаса сил и времени.

Важным и удобным способом решения этой проблемы является организация информация в таблицы и дальнейшая работа с ними в современных средах работы с базами данных.

СУБД MS Access, работающий на языке SQL и доступный каждому пользователю компьютера, предоставляет все необходимые инструменты, которые в руках программиста позволяют превратить монотонное просматривание блоков текста в удобную работу с таблицами, объектами, функциями и макросами.

Это делает обучение работе с базами данных неотъемлемой частью формирования навыков любого программиста. При проектировании собственной базы данных тренируется применение процесса нормализации, использование логических функций и выражений, понимание основ объектно-ориентированного программирование.

Создание базы данных "Внешние запоминающие устройства" сыграло большую роль для формирования моей теоретической базы в предметной области и практической базы работы со средствами управления базами данных, а также имело большую значимость в плане организации большого объёма данных по предметной области в приятной и доступной для любого пользователя форме.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2003. - М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2003;

Михаил Батыгов, Олег Денисов "Накопители на жёстких магнитных дисках с интерфейсом IDE";

CITForum [Электронный ресурс] http://citforum.ru/database/dblearn/dblearn08.shtml;

Станислав Лошаков. Периферийные устройства вычислительной техники [Электронный ресурс] http://www.intuit.ru/studies/courses/3460/702/lecture/14152;

Глушаков С.В. "Персональный компьютер" 2007. - Издательство «АСТ»;

Trinity College Dublin. School of Matematics [Электронныйресурс] https://www.maths.tcd.ie/~nora/DT315-1/Storage%20Devices.pdf

Автоматизированные системы управления и промышленная безопасность [Электронный ресурс] http://www.automationlab.ru/index.php/2014-08-25-13-20-03/435-10;

Кузнецов С.Д. Введение в реляционные БД. [Электронный ресурс] http://www.intuit.ru/department/database/rdbintro/;

Быкова В. В. Искусство создания базы данных в Microsoft Office Access 2007 [Электронный ресурс]: учеб. пособие / В. В. Быкова. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2011. - 260 с.

Базы данных: учебное пособие / О.Л. Голицына, Н.В. Максимов, И.И. Попов. - 2-e изд., испр. и доп. - М.: Форум: ИНФРА-М, 2009. - 400 с.;

Просмотров работы: 369

Код для цитирования:

X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

ВНЕШНИЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Студенческий научный форум - 2018
X Международная студенческая научная конференция