3. Методика оформления отчета

1. Отчет необходимо оформить в текстовом варианте в формате А-4, при этом соблюдать сле-

дующее: поля – 2 см. со всех сторон; шрифт – 12 пт.; интервал – одинарный.

2. Форма отчета:

ПГСХА им. академика Д.Н. Прянишникова

Кафедра информационных систем

ОТЧЕТ

Лабораторная работа № 3

Разработка информационной методики расчета

в программе Excel основных параметров при взрывах ВВ и ГВС

Студент ______________________________

Группа _______________________________

Дата _________________________________

1. Содержание индивидуальных исходных данных и результаты расчета:

…………………………………………………………………………………………………………………

2. Копия методики расчета в программе Excel (см. п.4):

3. Выводы по каждому расчетному параметру (анализ полученных результатов):

………………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………………..

Оценка ________________________________

Подпись преподавателя __________________

Дата проверки __________________________

Лабораторная работа № 4

Курс: «Информационные технологии в управлении безопасностью жизнедеятельности (БЖД)».

Специальность: 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»

Тема: «Разработка моделей баз данных в области управления БЖД».

Цели лабораторной работы: закрепить теоретические знания по темам «Структура базовой информационной технологии в сфере управления безопасностью жизнедеятельности» и «Базы данных в информационных системах»; выработать навыки в использовании компьютерных средств в процессе разработки моделей баз данных в сфере управления БЖД; привить творческие способности в процессе разработки реляционной модели баз данных в области управления БЖД с использованием программы Access.

Время: 4 часа.

Учебные вопросы:

1. Функциональные возможности баз данных.

2. Иерархическая модель баз данных.

3. Сетевая модель баз данных.

4. Реляционная модель баз данных.

5. Преимущества реляционной модели баз данных в сфере БЖД.

6. Использование различных моделей баз данных в области управления безопасностью жизнедеятельности.

Техническое и программное обеспечение:

1. Класс пэвм, объединенных в локальную сеть.

2. Операционная система Microsoft Windows xp.

3. Учебно-методическая литература и пособия.

1. Краткая теоретическая справка

База данных определяется как совокупность взаимосвязанных данных, характеризующихся возможностью использования для большого количества приложений, возможностью быстрого получения и модификации необходимой информации, минимальной избыточностью информации, независимостью от прикладных программ, общим управляемым способом поиска.

Возможность применения баз данных для многих прикладных программ пользователя упрощает реализацию комплексных запросов, снижает избыточность хранимых данных и повышает эффективность использования информационной технологии. Минимальная избыточность и возможность быстрой модификации позволяют поддерживать данные на одинаковом уровне актуальности. Независимость данных и использующих их программ является основным свойством баз данных. Независимость данных подразумевает, что изменение данных не приводит к изменению прикладных программ и наоборот. Модели баз данных базируются на современном подходе к обработке информации, состоящем в том, что структуры данных обладают относительной устойчивостью. Действительно, типы объектов, для управления которым создается информационная технология, если и изменяются во времени, то достаточно редко, а это приводит к тому, что и структура данных для этих объектов достаточно стабильна. Поэтому возможно построение информационной базы с постоянной структурой и изменяемыми значениями данных. Каноническая структура информационной базы, отображающая в структурированном виде информационную модель предметной области, позволяет сформировать логические записи, их элементы и взаимосвязи между ними. Взаимосвязи могут быть типизированы по следующим основным видам:

 «один к одному», когда одна запись может быть связана только с одной записью;

 «один ко многим», когда одна запись взаимосвязана со многими другими;

 «многие ко многим», когда одна и та же запись может входить в отношения со многими другими записями в различных вариантах.

Применение того или иного вида взаимосвязей определило три основные модели баз данных:

 иерархическую;

 сетевую;

 реляционную.

Для пояснения логической структуры основных моделей баз данных рассмотрим такую простую задачу: необходимо разработать логическую структуру БД в области управления безопасностью жизнедеятельности для хранения данных о трех опасностях: П₁ П₂ и П₃, которые могут иметь последствия Т₁, Т₂ и Т₃ в следующих комбинациях: опасность П₁ - все три вида последствий, опасность П₂ - последствия Т₁ и Т₂, опасность П₃ - последствия Т₁ и Т₂.

Сначала построим логическую модель БД, основанную на иерархическом подходе. Иерархическая модель представляется в виде древовидного графа, в котором объекты выделяются по уровням соподчиненности (иерархии) объектов (рис. 1).

На верхнем, первом уровне находится информация об объекте "ОПАСНОСТЬ" (П), на втором - о конкретных опасностях П₁, П₂, и П₃, на нижнем, третьем, уровне - о последствиях, которые могут возникнуть от конкретных опасностей.

Рис. 1. Иерархическая модель баз данных в области безопасности жизнедеятельности

В иерархической модели должно соблюдаться правило: каждый порожденный узел не может иметь больше одного порождающего узла (только одна входящая стрелка); в структуре может быть только один непорожденный узел (без входящей стрелки) - корень. Узлы, не имеющие входных стрелок, носят название листьев. Узел интегрируется как запись. Для поиска необходимой записи нужно двигаться от корня к листьям, т.е. сверху вниз, что значительно упрощает доступ. Достоинство иерархической модели данных состоит в том, что она позволяет описать их структуру как на логическом, так и на физическом уровне.

Недостатками данной модели являются жесткая фиксированность взаимосвязей между элементами данных, вследствие чего любые изменения связей требуют изменения структуры, а также жесткая зависимость физической и логической организации данных. Быстрота доступа в иерархической модели достигнута за счет потери информационной гибкости (за один проход по дереву невозможно, например, получить информацию о том, какие опасности жизнедеятельности порождают последствия). Указанные недостатки ограничивают применение иерархической структуры. В иерархической модели используется вид связи между элементами данных «один ко многим». Если применяется взаимосвязь вида «многие ко многим», то приходят к сетевой модели данных.

Сетевая модель базы данных для поставленной задачи представлена в виде диаграммы связей (рис. 2). На диаграмме указаны независимые (основные) типы опасностей П₁, П₂ и П₃, т.е. информация об опасностях, и зависимые - информация о последствиях Т₁, Т₂ и Т_3. В сетевой модели допустимы любые виды связей между записями и отсутствует ограничение на число обратных связей. Но должно соблюдаться одно правило: связь включает основную и зависимую записи.

Рис. 2. Сетевая модель баз данных в области безопасности жизнедеятельности

Достоинство сетевой модели БД в сфере управления безопасностью жизнедеятельности - большая информационная гибкость по сравнению с иерархической моделью. Однако сохраняется общий для обеих моделей недостаток - достаточно жесткая структура, что препятствует развитию информационной базы системы управления. При необходимости частой реорганизации информационной базы (например, при использовании настраиваемых базовых информационных технологий) применяют наиболее совершенную модель БД - реляционную, в которой отсутствуют различия между объектами и взаимосвязями.

В реляционной модели базы данных взаимосвязи между элементами данных представляются в виде двумерных таблиц, называемых отношениями. Отношения обладают следующими свойствами: каждый элемент таблицы представляет собой один элемент данных (повторяющиеся группы отсутствуют); элементы столбца имеют одинаковую природу, и столбцам однозначно присвоены имена; в таблице нет двух одинаковых строк; строки и столбцы могут просматриваться в любом порядке вне зависимости от их информационного содержания.

Преимуществами реляционной модели БД являются простота логической модели (таблицы привычны для представления информации); гибкость системы защиты (для каждого отношения может быть задана правомерность доступа); независимость данных; возможность построения простого языка манипулирования данными с помощью математически строгой теории реляционной алгебры (алгебры отношений). Собственно, наличие строгого математического аппарата для реляционной модели баз данных и обусловило ее наибольшее распространение и перспективность в современных информационных технологиях.

Для приведенной выше задачи об опасностях П₁ , П₂, П₃ и последствиях Т₁, Т₂, и Т₃ логическая структура реляционной БД будет содержать три таблицы (отношения): R₁, R₂, R₃, состоящие соответственно из записей об опасностях, о последствиях и о конкретной взаимосвязи последствий с опасностями (рис. 3). Например, техногенная опасность П₁ порождает только последствия Т₁, Т₂ и Т₃; природная опасность П₂ порождает только последствия Т₁ и Т₃; экологическая опасность П₃ – только последствия Т₂ и Т₃.