База требований к организации проверки знаний

При побудові графа кінцевими  вершинами будуть вершини, що відповідають запитам.

Представлення ієрархічної  моделі даних предметної області  “ База вимог щодо організації перевірки якості знань ” показано на рисунку 4.1.

 

 

 

Рисунок 4.1 – Ієрархічна модель даних предметної області 

“ База вимог щодо організації перевірки якості знань ”

4.2 Мережева  модель даних

Мережева модель даних  дозволяє відображати відношення між  типами записів виду «багато до багатьох». У мережевій моделі кожних тип  запису може бути членом більш ніж  одного типу набору. В результаті можна  сформувати модель бази даних із довільними зв’язками між різними типами записів. Суттєва відмінність між  мережевою та ієрархічною моделями даних є в тому, що в мережевій  кожний запис може брати участь  у будь − якій кількості наборів.

 Перевагами мережевої  структури є наявність СУБД, які  успішно реалізують таку організацію,  а також простота реалізації  зв’язків «багато до багатьох»,  які часто стрічаються в реальному  світі.

Використання мережевої  моделі даних є кращим для відображення бази даних «База вимог щодо організації перевірки якості знань» ніж ієрархічна модель, тому що вона надає великі можливості у створенні довільних зв’язків. Проте можуть виникнути незручності при поданні даних у випадку великої кількості категорій предметної області та особливостей семантичних зв’язків.

Представлення мережевої  моделі даних предметної області  “ База вимог щодо організації перевірки якості знань” показано на рисунку 4.2.

 

 

 

Рисунок 4.2 – Мережева модель даних предметної області

«База вимог щодо організації перевірки якості знань»

4.3 Реляційна  модель даних

Реляційною є база даних, у якій усі дані, що доступні користувачу, подані у вигляді таблиць, а всі  операції над даними зводяться до операцій над цими таблицями. Для  представлення реляційних баз даних  розроблена формальна теорія баз  даних, теоретичну основу якої складає  алгебра та математична логіка.

У реляційній базі даних  інформація організована у вигляді  таблиць, розділених на рядки і стовпці, на перетині яких містяться значення даних. У кожної таблиці є унікальне ім’я , що описує її зміст, а масив значень, що можуть міститися в стовпці, є доменом цього стовпця.

Використання реляційної моделі надає такі переваги: простота і доступність розуміння кінцевим користувачем (єдиною інформаційною  конструкцією є таблиця); максимальна гнучкість при обробці непередбачених запитів; при проектуванні реляційної  БД застосовуються строгі правила, що базуються на математичному апараті; повна незалежність даних; можливість розширення бази приєднанням нових елементів й записів без зміни при цьому існуючих підсистем та прикладних програм; для побудови запитів і написання прикладних програм немає необхідності знання конкретної організації БД.

Представлення фрагменту  таблиці  реляційної моделі даних  предметної області  “ База вимог щодо організації перевірки якості знань ” показано на рисунку 4.3.

 

Сутність «Дисципліна»
Назва	Кількість академічних годин	Кількість національних кредитів	Кількість кредитів ECTS	Вид контролю	Назва циклу
Теорія алгоритмів	126	2,33	3,5	Іспит	Цикл математичної, природничо-наукової підготовки
...	...	...	...	...	...

 

Рисунок 4.3 – Фрагмент таблиці  реляційної моделі даних предметної області  “База вимог щодо організації перевірки якості знань”

4.4 Об’єктно-орієнтована  модель даних

Об'єктно-орієнтована база даних − база даних, яка створюється  і використовується в середовищі СУБД, яке засновано на принципах  об'єктно−орієнтованого підходу і підтримує об'єктну модель даних. Об'єктна база даних являє собою сукупність взаємозв'язаних об'єктів, які відповідають певній схемі. Проектування об'єктно-орієнтованих баз даних (ООБД) має багато спільних рис з проектуванням реляційних БД і в цілому можна застосовувати методологію концептуального і логічного моделювання, яка застосовується для створення традиційних БД.  Процес проектування реляційних БД в основному направлений на ідентифікацію елементів даних, а не на визначення операцій з даними.

При проектуванні ООБД визначаються як дані, так і процедури їх обробки. На етапі реалізації обов'язково повинні  використовуватися об'єктно-орієнтовані  мови. При проектуванні ООБД дані і  процедури вважаються єдиною сутністю і об'єкти розглядаються як окремі модулі.

          Ознайомившись з основними моделями  даних, в курсовій роботі використовується  реляційна модель даних. Саме  ця модель має ряд переваг,  через що вибір зупинився саме  на ній. Ця модель є зрозумілою  для користувача та гнучкою  при обробці запитів.

 

5 ПРОЕКТУВАННЯ  НОРМАЛІЗОВАНИХ ВІДНОШЕНЬ ПРЕДМЕТНОЇ  ОБЛАСТІ    «БАЗА ВИМОГ ЩОДО  ОРГАНІЗАЦІЇ ПЕРЕВІРКИ ЯКОСТІ  ЗНАНЬ»

          Проведемо нормалізацію таблиць  бази даних «База вимог щодо  організації перевірки якості  знань» до третьої повної нормальної  форми[4], для отримання такого  проекту бази даних, у якому  кожний атрибут з’являється лише  в одному місці, тобто виключена  надлишковість інформації.

          Універсальне відношення даної  предметної області знаходиться  в 1НФ, оскільки таблиця має  основний ключ: мінімальний набір  колонок, які ідентифікують запис,  таблиця задовольняє умову, у  відповідності з якою у позиції  на перетині кожного рядка  і стовпця таблиці знаходиться  єдине атомарне значення, а не  множина таких значень, в таблиці  немає кортежів, що повторюються:

R: (назва галузі знань, код галузі знань, назва освітньо-професійної програми підготовки, код освітньо-професійної програми підготовки, тип освітньо-професійної програми підготовки, назва кваліфікації, код кваліфікації, назва компетенції, шифр компетенції, тип компетенції, зміст вміння, шифр вміння, назва навички, зміст навички, назва дисципліни, кількість академічних годин, кількість національних кредитів, кількість кредитів ECTS, вид контролю, назва циклу, назва змістовного модуля, шифр змістовного модуля, назва теми, шифр теми, номер завдання в темі,  текст завдання, тип завдання, шифр типового завдання діяльності, зміст типового завдання діяльності, назва виробничої функції).

Відношення знаходиться  в другій нормальній формі (2НФ), якщо  воно знаходиться в 1НФ і кожний неключовий атрибут функціонально повно залежить від складеного ключа [1]. Якщо проаналізувати такі умови – то можна зробити висновок, про те, що не всі атрибути функціонально повно залежать від ключа – наприклад, атрибут «кількість академічних годин» залежить лише від частини складеного ключа «назва дисципліни», але зовсім не залежить від таких складових як «код галузі знань,  код освітньо-професійної програми підготовки,  код кваліфікації,  шифр компетенції, шифр вміння, назва навички, шифр змістовного модуля, шифр теми, номер завдання, шифр типового завдання діяльності».  

Друга нормальна форма  вимагає, щоб відношення знаходилось  у 1НФ, а також, щоб кожен не ключовий атрибут функціонально повно  залежав тільки від первинного ключа. Визначимо функціональні залежності, що присутні в універсальному відношенні. 

Код галузі знань →  назва  галузі знань.

Код освітньо-професійної  програми підготовки →  назва освітньо-професійної  програми підготовки, тип освітньо-професійної  програми підготовки, код галузі знань, код кваліфікації.

Код кваліфікації → назва  кваліфікації.

Назва виробничої функції  → код кваліфікації

Шифр типового завдання діяльності → зміст типового завдання діяльності,  назва виробничої функції.

Шифр компетенції →  назва компетенції, тип компетенції.

Шифр вміння → зміст  вміння, шифр компетенції, шифр типового завдання діяльності.

Назва навички → зміст  навички, шифр компетенції, шифр типового завдання діяльності.

Назва дисципліни →  кількість  академічних годин, кількість національних кредитів, кількість кредитів, ECTS, вид  контролю,  назва циклу.

Шифр змістовного модуля →  назва змістовного модуля, назва дисципліни.

Шифр теми →  назва  теми, шифр змістовного модуля.

Номер завдання в темі, шифр теми → текст завдання, тип завдання.

На основі функціональних залежностей визначимо відношення, присутні у базі даних «База вимог  щодо організації перевірки якості знань». Ключові атрибути у даних  відношеннях виділимо підкресленням.

Галузь знань (код галузі знань, назва галузі знань)

Освітньо-професійна програма підготовки (код освітньо-професійної програми підготовки, назва освітньо-професійної програми підготовки, тип освітньо-професійної програми підготовки, код галузі знань, код кваліфікації)

Кваліфікація (код кваліфікації, назва кваліфікації, код освітньо-професійної програми підготовки)

Компетенція (шифр компетенції, назва компетенції, тип компетенції, код освітньо-професійної програми підготовки)

Вміння  (шифр вміння, зміст вміння, шифр компетенції, шифр типового завдання діяльності)

Навички (назва навички, зміст навички, шифр компетенції, шифр типового завдання діяльності)

Дисципліна (назва дисципліни, кількість академічних годин, кількість

національних кредитів, кількість  кредитів, ECTS, вид контролю,  назва  циклу)

Змістовний модуль (шифр змістовного модуля, назва змістовного модуля)

Тема ( шифр теми,  назва теми, шифр змістовного модуля)

Завдання (шифр теми, номер завдання в темі, текст завдання, тип завдання)

Типове завдання діяльності (шифр типового завдання діяльності, зміст типового завдання діяльності, назва виробничої функції)

Перевіримо чи знаходяться  дані відношення у 2НФ.

У відношенні «Галузь знань» ключовим атрибутом є «Код галузі знань». Неключові атрибути: «Назва галузі знань», функціонально повно залежать від ключа.

У відношенні «Освітньо-професійна програма підготовки» ключовим атрибутом є «Код освітньо-професійної програми підготовки». Неключові атрибути: «Назва освітньо-професійної програми підготовки», «тип освітньо-професійної програми підготовки», «Код кваліфікації», «Код галузі знань», функціонально повно залежать від ключа.

У відношенні «Кваліфікація» ключовим атрибутом є «Код кваліфікації». Неключові атрибути: «Назва кваліфікації», функціонально повно залежать від ключа.

У відношенні «Компетенція» ключовим атрибутом є «Шифр компетенції». Неключові атрибути: «Назва компетенції», «Тип компетенції», «код освітньо-професійної програми підготовки», функціонально повно залежать від ключа.

У відношенні «Вміння» ключовим атрибутом є «Шифр вміння». Неключові атрибути: «Зміст вміння», функціонально повно залежать від ключа.

У відношенні «Навички» ключовим атрибутом є «Назва навички». Неключові атрибути: «Зміст навички», функціонально повно залежать від ключа.

У відношенні «Дисципліна» ключовим атрибутом є «Назва дисципліни». Неключові атрибути: «Кількість академічних годин», «Кількість національних кредитів», «Кількість кредитів», «ECTS», «Вид контролю»,  «Назва циклу», функціонально повно залежать від ключа.

У відношенні «Змістовний модуль» ключовим атрибутом є «Шифр змістовного модуля». Неключові атрибути: «Назва змістовного модуля», функціонально повно залежать від ключа.

У відношенні «Тема» ключовим атрибутом є «Шифр теми». Неключові атрибути: «Назва теми», функціонально повно залежать від ключа.

У відношенні «Завдання» ключовими атрибутами є «Шифр теми», «Номер завдання в темі». Неключові атрибути: «Текст завдання», «Тип завдання», функціонально повно залежать від ключа.

У відношенні «Типове завдання діяльності» ключовим атрибутом є «Шифр типового завдання діяльності». Неключові атрибути: «Зміст типового завдання діяльності», «Назва виробничої функції», функціонально повно залежать від ключа.

Тепер отримані відношення знаходяться у другій нормальній формі.

Третя нормальна форма [5] вимагає, щоб будь-які неключові атрибути відношення транзитивно не залежали один від одного, тобто будь-який такий стовпець, повинен залежати лише від стовпця первинного ключа. Проведемо аналіз уже зведених до другої нормальної форми відношень.

У відношенні «Галузь знань» ключовим атрибутом є «Код галузі знань». Неключові атрибути: «Назва галузі знань», транзитивно не залежать від ключа.

У відношенні «Освітньо-професійна програма підготовки» ключовим атрибутом є «Код освітньо-професійної програми підготовки». Неключові атрибути: «Назва освітньо-професійної програми підготовки», «тип освітньо-професійної програми підготовки», «Код кваліфікації», «Код галузі знань», транзитивно не залежать від ключа.

У відношенні «Кваліфікація» ключовим атрибутом є «Код кваліфікації». Неключові атрибути: «Назва кваліфікації», транзитивно не залежать від ключа.