📄Работа №197224
Тема: Разработка программного комплекса для проведения практических занятий по теме «Реляционная алгебра» в курсе «Базы данных»
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Математика
Объем:
67 листов
Год:
2018
Просмотров:
43
4600
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ РЕЛЯЦИОННОЙ АЛГЕБРЫ 5
1.1 Основная терминология 5
1.2 Логические выражения реляционной алгебры 5
1.3 Операции реляционной алгебры 6
1.4 Обзор существующих решений 9
Выводы по главе 13
2. ФОРМУЛИРОВАНИЯ ТРЕБОВАНИЙ. ВЫБОР СРЕДСТВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ
ПРОГРАМНОГО КОМПЛЕКСА 14
2.1 Модель процесса решения задачи студентом 14
2.2 Модель взаимодействия с основной БД 14
2.3 Анализ требований к программе 18
2.4 Выбор инструментов для создания ПО и языка программирования 21
Выводы по главе 22
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И РАЗРАБОТКА ИНТЕРПРЕТАТОРА
ВЫРАЖЕНИЙ РЕЛЯЦИОННОЙ АЛГЕБРЫ 24
3.1 База данных Relation 24
3.2 Форма записи ответа 28
3.3 Интерпретатор 29
3.4 Трансляция операций в операторы SQL 31
3.5 Представление операций в приложении 33
3.6 Обработка запросов с ошибкой 33
Выводы по главе 34
4. РАЗРАБОТКА ИНТЕРФЕЙСОВ ПРИЛОЖЕНИЙ 35
4.1 Приложение преподавателя 35
4.2 Приложение студента 48
Выводы по главе 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 54
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ РЕЛЯЦИОННОЙ АЛГЕБРЫ 5
1.1 Основная терминология 5
1.2 Логические выражения реляционной алгебры 5
1.3 Операции реляционной алгебры 6
1.4 Обзор существующих решений 9
Выводы по главе 13
2. ФОРМУЛИРОВАНИЯ ТРЕБОВАНИЙ. ВЫБОР СРЕДСТВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ
ПРОГРАМНОГО КОМПЛЕКСА 14
2.1 Модель процесса решения задачи студентом 14
2.2 Модель взаимодействия с основной БД 14
2.3 Анализ требований к программе 18
2.4 Выбор инструментов для создания ПО и языка программирования 21
Выводы по главе 22
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И РАЗРАБОТКА ИНТЕРПРЕТАТОРА
ВЫРАЖЕНИЙ РЕЛЯЦИОННОЙ АЛГЕБРЫ 24
3.1 База данных Relation 24
3.2 Форма записи ответа 28
3.3 Интерпретатор 29
3.4 Трансляция операций в операторы SQL 31
3.5 Представление операций в приложении 33
3.6 Обработка запросов с ошибкой 33
Выводы по главе 34
4. РАЗРАБОТКА ИНТЕРФЕЙСОВ ПРИЛОЖЕНИЙ 35
4.1 Приложение преподавателя 35
4.2 Приложение студента 48
Выводы по главе 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 54
📖 Аннотация
В данной работе представлена разработка программного комплекса, предназначенного для автоматизации и повышения эффективности практических занятий по теме «Реляционная алгебра» в рамках курса «Базы данных». Актуальность исследования обусловлена фундаментальной ролью реляционной алгебры как теоретической основы для понимания принципов построения запросов и оптимизации их выполнения в СУБД, при этом существующие учебные инструменты зачастую не обеспечивают полноценной интерактивной практики с автоматизированной проверкой. Основным результатом работы является создание клиент-серверного программного комплекса, включающего базу данных, приложение для преподавателя и приложение для студента, который позволяет выполнять и проверять задания, обеспечивая детальную диагностику ошибок и гибкий процесс обучения. Научная значимость заключается в разработке математической модели и алгоритмов интерпретации выражений реляционной алгебры с их трансляцией в SQL, а практическая — во внедрении инструмента, расширяющего возможности дистанционного взаимодействия и индивидуализации учебного процесса. В контексте существующих решений, таких как система Stanford Lagunita для упражнений по алгебре, а также исследования в области автоматизации проверки лабораторных работ Минкина И.В. и Подлесных Д.А., разработанный комплекс выделяется комплексным подходом, объединяющим среду выполнения задач, систему автоматической верификации решений и средства аналитики для преподавателя на основе теоретических основ, изложенных, в частности, в работах Буракова П.В. и Петрова В.Ю.
📖 Введение
Целью данной работы является разработка программного комплекса, который предназначен для проведения практических занятий по теме «Реляционная алгебра». Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- выполнить анализ требований к программному обеспечению;
- выбрать платформу, средства и инструменты для создания программного обеспечения;
- спроектировать архитектуру программного комплекса;
- разработать алгоритмы работы программы.
- разработать интерфейс приложений;
Актуальность темы.
Реляционная алгебра - это один из разделов курса базы данных. Изучение курса невозможно без понимания, что такое реляционная алгебра, какие операнды и операции она использует. Большинство SQL-серверов преобразует тексты, написанные на языке Structured Query Language в планы выполнения запросов. План выполнения запроса представляет собой дерево, узлами которой являются алгебраические операции. Анализ этих планов позволяет оптимизировать эффективность запросов. Незнание алгебры приводит к невозможности чтения планов запросов.
- выполнить анализ требований к программному обеспечению;
- выбрать платформу, средства и инструменты для создания программного обеспечения;
- спроектировать архитектуру программного комплекса;
- разработать алгоритмы работы программы.
- разработать интерфейс приложений;
Актуальность темы.
Реляционная алгебра - это один из разделов курса базы данных. Изучение курса невозможно без понимания, что такое реляционная алгебра, какие операнды и операции она использует. Большинство SQL-серверов преобразует тексты, написанные на языке Structured Query Language в планы выполнения запросов. План выполнения запроса представляет собой дерево, узлами которой являются алгебраические операции. Анализ этих планов позволяет оптимизировать эффективность запросов. Незнание алгебры приводит к невозможности чтения планов запросов.
✅ Заключение
В данной работе были проанализированы требования к приложению, проведен обзор существующих решений, описаны их достоинства и недостатки. Был выполнен сравнительный анализ рассмотренных средств и разработанного приложения, на основе чего были выявлены его основные функциональные преимущества.
В результате работы над проектом:
Разработан программный комплекс, который состоит из основной базы данных и ряда тестовых, а также двух приложений-клиентов:
- приложение преподавателя;
- приложение студента.
Описана архитектура системы и ее интерфейс, приведены схемы основных алгоритмов, обеспечивающих корректное функционирование системы. Для тестирования и отладки были разработаны задачи и отладочная база данных.
В результате студент приобретает возможности:
- решать задачи как в аудитории, так и в любом месте, где есть доступ к сети кафедры;
- обмениваться вопросами, ответами и замечаниями с преподавателем вне личного контакта;
- получать диагностику ошибок;
- видеть весь набор задач и выбирать личную последовательность их решения.
Преподаватель приобретает возможность:
- готовить упражнения по курсу;
- просматривать и анализировать студенческие решения в любое время и в любом месте;
- оказать помощь студенту в решении задач вне личного контакта;
- в любой данный момент видеть успехи группы.
Для каждого оператора задано функциональное представление и приоритеты. На примере рассмотрено преобразование выражение в обратную польскую запись. Подробно описаны последовательность преобразования функциональной формы записи в SQL запрос. Процесс выполнения текста решения состоит из 3 фаз:
1) Лексический анализ-выделение операций, отношений, списков полей, логических выражений и скобок.
2) Преобразование в ПОЛИЗ.
3) Преобразование ПОЛИЗ в последовательность SQL операторов.
4) Выполнение полученных SQL операторов.
Разного рода ошибки в решении выявляются как приложением, так и SQL- сервером. Синтаксические ошибки в реляционных выражениях выявляются приложениями, а синтаксические ошибки SQL операторов выявляются SQL сервером и сообщаются пользователю. Приведены основные ошибки и их обработка.
Для обеспечения безопасности предусмотрены полномочия.
Роль «Преподаватель»:
- имеет право выполнять операции insert, update, delete над любыми таблиц как основной БД, так и тестовых БД.
- не имеет прав на какие бы то ни было изменения структур БД, их таблиц, программных текстов на стороне сервера
Все студенты выполняют соединение с БД через один и тот же логин и пароль известный приложению. Право входа в приложение студента контролируется таблицей, где для каждого студента указан его зашифрованный пароль.
Абсолютными правами по отношению ко всем БД обладает администратор БД.
В результате было разработано программное обеспечение для решения задач по теме «Реляционная алгебра», отвечающее всем указанным требованиям. Таким образом, все поставленные задачи были успешно выполнены.
Возможно расширение функциональности за счет изменений в структуре базы данных, повышение удобства работы с приложением за счет изменения разметки и визуального оформления. Также возможно усовершенствование контрольной части путем отображение сводных данных по задачам, по посещаемости, по процессу выполнения всех заданий, по количеству или суммарной сложности выполнения задач.
В результате работы над проектом:
Разработан программный комплекс, который состоит из основной базы данных и ряда тестовых, а также двух приложений-клиентов:
- приложение преподавателя;
- приложение студента.
Описана архитектура системы и ее интерфейс, приведены схемы основных алгоритмов, обеспечивающих корректное функционирование системы. Для тестирования и отладки были разработаны задачи и отладочная база данных.
В результате студент приобретает возможности:
- решать задачи как в аудитории, так и в любом месте, где есть доступ к сети кафедры;
- обмениваться вопросами, ответами и замечаниями с преподавателем вне личного контакта;
- получать диагностику ошибок;
- видеть весь набор задач и выбирать личную последовательность их решения.
Преподаватель приобретает возможность:
- готовить упражнения по курсу;
- просматривать и анализировать студенческие решения в любое время и в любом месте;
- оказать помощь студенту в решении задач вне личного контакта;
- в любой данный момент видеть успехи группы.
Для каждого оператора задано функциональное представление и приоритеты. На примере рассмотрено преобразование выражение в обратную польскую запись. Подробно описаны последовательность преобразования функциональной формы записи в SQL запрос. Процесс выполнения текста решения состоит из 3 фаз:
1) Лексический анализ-выделение операций, отношений, списков полей, логических выражений и скобок.
2) Преобразование в ПОЛИЗ.
3) Преобразование ПОЛИЗ в последовательность SQL операторов.
4) Выполнение полученных SQL операторов.
Разного рода ошибки в решении выявляются как приложением, так и SQL- сервером. Синтаксические ошибки в реляционных выражениях выявляются приложениями, а синтаксические ошибки SQL операторов выявляются SQL сервером и сообщаются пользователю. Приведены основные ошибки и их обработка.
Для обеспечения безопасности предусмотрены полномочия.
Роль «Преподаватель»:
- имеет право выполнять операции insert, update, delete над любыми таблиц как основной БД, так и тестовых БД.
- не имеет прав на какие бы то ни было изменения структур БД, их таблиц, программных текстов на стороне сервера
Все студенты выполняют соединение с БД через один и тот же логин и пароль известный приложению. Право входа в приложение студента контролируется таблицей, где для каждого студента указан его зашифрованный пароль.
Абсолютными правами по отношению ко всем БД обладает администратор БД.
В результате было разработано программное обеспечение для решения задач по теме «Реляционная алгебра», отвечающее всем указанным требованиям. Таким образом, все поставленные задачи были успешно выполнены.
Возможно расширение функциональности за счет изменений в структуре базы данных, повышение удобства работы с приложением за счет изменения разметки и визуального оформления. Также возможно усовершенствование контрольной части путем отображение сводных данных по задачам, по посещаемости, по процессу выполнения всех заданий, по количеству или суммарной сложности выполнения задач.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.