Разработка базы данных «состояние здоровья учащихся» (на примере МОУ СОШ №44)

Классическая реляционная  модель предполагает неделимость данных хранящихся в полях записей таблиц [1].

Постреляционная модель данных представляет собой расширенную  реляционную модель, снимающую ограничение неделимости данных, хранящихся в записи таблиц. Постреляционная модель данных допускает многозначные поля - поля, значения которых состоят из подзначений. Набор значений многозначных полей считается самостоятельной таблицей, встроенной в основную таблицу.

Кроме обеспечения вложенности полей постреляционная модель поддерживает ассоциированные многозначные поля (множественные группы). Совокупность ассоциированных полей называется ассоциацией. При этом в строке первое значение одного столбца ассоциации соответствует первым значениям всех других столбцов ассоциации. Аналогичным образом связаны все вторые значения столбцов и т. д.

На длину полей и  количество полей в записях таблицы  не накладывается требование постоянства. Это означает, что структура данных и таблиц имеет большую гибкость.

Постреляционная модель данных поддерживается uniVers, системами Bubba и Dasdb.

Многомерная модель

Многомерный подход к представлению  данных в базе появился практически одновременно с реляционным. Многомерная система позволяет оперативно обрабатывать информацию для проведения анализа и принятия решения.

Многомерность модели данных означает не многомерность визуализации цифровых данных, а многомерные логическое представление структуры информации при описании и в операциях манипулирования данными.

Примерами систем, поддерживающих многомерные  модели данных, являются Essbase, Media Multi-matrix, Oracke Express Server и Cache.

Объектно-ориентированная  модель

В объектно-ориентированной модели при представлении данных имеется возможность распознать отдельные записи базы. Между записями базы данных идентифицировать их обработку устанавливаются взаимосвязи с помощью механизмов, подобных соответствующим средствам в объектно-ориентированных языках программирования.

Структура объектно-ориентированной  БД графически представима в виде дерева, узлами которого являются объекты. Свойства объектов описываются некоторым стандартным типом или типом, конструируемым пользователем.

Создание  и модификация БД сопровождается автоматическим формированием и последующей корректировкой индексов (индексных таблиц), содержащих информацию для быстрого поиска данных.

Таким образом, постреляционная, многомерная и объектно-ориентированная  модель данных являются улучшенной и дополненной моделью, чем иерархической, сетевой и реляционной модель данных. Постреляционная модель представляет собой расширенную модель реляционной, данные в ней хранятся более эффективно и при обработке не требуется выполнять операцию соединений данных из двух таблиц. Объектно-ориентированная модель позволяет идентифицировать отдельные записи данных, чтобы упростить функции их обработки. Для работы с этими моделями данных нужны высококвалифицированные специалисты.

Достоинства и недостатки различных  моделей представлены в таблице 2 (приложение 1).

Таким образом, от выбора модели зависит  правильное функционирование системы, которая упростит работу пользователя, ее простота использования. В данной работе объектом нашего исследования будет являться реляционная модель данных, которая является достаточно удобной для введения новой информации в базу данных и более доступной для современного пользователя.

1.2. Классификация баз данных.

Системы управления базами данных

Каждая БД предназначена  для решения определенного класса задач, для которых характерен свой набор объектов и их признаков.

Базы данных классифицируются: по характеру хранимой информации, по способу хранения данных и по структуре организации данных.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7 Классификация баз данных

1. По характеру хранимой информации [15]:

- фактографические: картотеки; краткая информация в строго определенном формате. Структурированные системы, в них организация данных представлена в виде некоторой структуры. Основное назначение – организация хранения различных сведений об объектах и поиск этих данных.

- документальные: всевозможные документы (текстовые, графические, видео, звук). Неструктурированные или слабоструктурированные, т.е. организация данных представлена в виде файлов с текстами, графическими сведениями, презентациями и т.д. Они предназначены для хранения информации и ее поиска, при этом сама информация не характерно какие-то объекты окружающей среды. Она является некоторой справочной.

2. По способу хранения данных [15]:

- централизованные: вся информация хранится на одном компьютере. Вся информация в централизованной БД хранится на компьютере. Это может быть автономный ПК или сервер сети, к которому имеют доступ пользователи или клиенты.

- распределенные: информация может хранится на нескольких компьютерах (используются в локальных, глобальных сетях). Распределенные БД используются в локальных и глобальных компьютерных сетях. В таком случае разные части базы хранятся на разных компьютерах.

3. По структуре организации данных [15]:

- табличные;

- иерархические;

- сетевые.

В настоящее время наибольшее развитие получили определенные типы баз данных, которые связаны с внедрением информационных технологий в специализированные отрасли хозяйства [7]:

- документографические и документальные БД, создаваемые в средствах массовой информации;

• БД по промышленной, строительной и сельскохозяйственной продукции;
• БД по экономической и конъюнктурной информации (статистическая, кредитно-финансовая, внешнеторговая);
• фактографические базы социальных данных, включающие сведения о населении и о социальной среде;
• БД транспортных систем;
• справочные данные для населения и учреждений (энциклопедии и справочники, расписания самолетов и поездов, адреса и телефоны граждан и организаций и др.);
• ресурсные БД, включающие фактографическую информацию о природных ресурсах (земля, вода, недра, биоресурсы, гидрометеорология, вторичные ресурсы и отходы, экологическая обстановка);
• фактографические базы и банки научных данных, обеспечивающие фундаментальные научные исследования;
• фактографические БД в области культуры и искусства;
• лингвистические БД, т.е. машинные словари разного типа и назначения.

Таким образом, БД представляет собой совокупность организованных сведений, в соответствии с поставленной целью. Она может быть иерархического, сетевого и реляционного типов. Для проектировании базы данных для школьного врача мы будем использовать реляционную модель данных, так как она более приемлема для ведения состояния здоровья учащихся, данные можно заносить в удобную для использования таблицу (форму), структурировать и обрабатывать.

Для работы с БД, представленными в электронном виде, существуют специальный класс программ, называемых системами управления базами данных (СУБД).

Основная особенность  СУБД – это наличие процедур для  ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры.

Система управление базами данных (СУБД) – это программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определить, создавать и поддерживать базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ [2]. Например, MS Access, Oracle, FoxPro, dBase и др.

СУБД обрабатывает обращения к базе данных, поступающие от пользователей, прикладных процессов и выдает необходимые им сведения. СУБД характеризуется используемой моделью и средствами администрирования, разработки прикладных процессов, работы в информационной сети.

Выделяются следующие функции СУБД [1, 5].

1. Непосредственное  управление данными во внешней  памяти.

Данная функция предоставляет  пользователю возможность выполнения основных операций с данными –  хранение, извлечение и обновление информации. Она включает в себя обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей, например, для убыстрения доступа к данным. СУБД поддерживает собственную систему именования объектов БД.

2. Управление транзакциями

Транзакция – это последовательность операций над данными, выполняющаяся как единое целое (принцип «все или ничего») и переводящая базу данных из одного целостного состояния (т.е. состояния, в котором удовлетворены все ограничения целостности, определенные для базы данных) в другое целостное состояние [5]. Транзакция позволяет вернуть базу в первоначальное непротиворечивое состояние (отменить все выполненные изменения).

3. Журнализация

Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя (аварийное выключение питания, аварийное завершение работы СУБД или аварийное завершение пользовательской программы) [6]. Следует отметить, что в любом случае для восстановления БД нужно располагать некоторой дополнительной информацией. Наиболее распространенным методом поддержания надежности хранения является ведение журнала изменений БД.

4. Восстановление базы данных.

Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью  хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее  согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматриваются два возможных вида аппаратных сбоев: мягкие сбои, которые можно трактовать как внезапную остановку работы компьютера; жесткие сбои, характеризуемые потерей информации на носителях внешней памяти.

Для восстановления БД нужно располагать некоторой дополнительной информацией. Другими словами, поддержание надежности хранения в БД требует избыточности хранения данных, причем та часть данных, которая используется для восстановления, должна хранится особо надежно.

5. Поддержка  языков БД

СУБД включает язык определения данных, с помощью которого описывается предметная область: именуются объекты, определяются их свойства и связи между объектами. Он используется главным образом для определения логической структуры БД [1]. Кроме того, СУБД позволяет вставлять, удалять, обновлять и извлекать информацию из базы данных посредством языка управления данными – языка запросов, предназначенный для управления доступом к информации, хранящейся в базе данных. Он содержит набор различных операторов (заносить данные, удалять, модифицировать, выбирать и т.д.) [8]. Процесс извлечения данных и их обработка скрыты от пользователя.

Таким образом, СУБД называют программную систему, предназначенную для создания ПК общей базы данных для множества приложений, поддержания ее в актуальном состоянии и обеспечения эффективности доступа пользователей к содержащимся в ней данным в рамках предоставленных им полномочий. В реляционных системах управления базами данных данные представляются в форме таблиц, определяющих взаимосвязь записей. Реляционные СУБД характеризуются простотой, гибкостью и точностью.

Следует отметить, что  предметом нашего исследования являются документы, которые необходимо автоматизировать для учета состояния здоровья учащихся. В сети Интернет размещены различные БД для автоматизации деятельности врача. Сайт www.esag.biz принадлежит Экспертной системе ESAG [22]. Данная экспертная система разработала БД «Электронная медицинская карта». Сайт www.dpb6.ru является официальным сайтом Детской психиатрической больницей №6 г. Москва. На указанном сайте размещена программа «МедКарта» и руководство к ней [23].

Проанализируем каждую из перечисленных БД.

Для облегчения ведения медицинских карт для врача была разработана «Новая электронная медицинская карта» экспертной системой «ESAG». Авторские права принадлежат НПФ «Инженер-ЛТД» (рис. 8).

Рис. 8. Электронная медицинская карта

Врач с помощью данной «Электронной медицинской карты», может создавать новую карту, в которой вводит все необходимые данные (рисунок 9).

Рис. 9. Создание новой медицинской карты.

При создании новой медицинской  карты необходимо заполнять следующие поля: Паспорт, Анализ, Приемный покой, Адрес.

Вкладка приемный покой (рис. 10) вводятся дата поступления, от кого направлен, сфера деятельности, диагноз, температура и артериальное давление.

Рис.10. Ввод данных при поступлении в приемный покой.

На вкладе Адрес вводится место жительство (рисунок 11).

Рис. 11. Ввод места жительства.

Электронная медицинская  карта включает в себя список скринингов, который позволяет полностью  заполнить медицинскую карту от поступления до выписки (рисунок 12).

Рис. 12. Список скринингов

Таким образом, данная программа позволяет автоматизировать и упростить работу врача.

Рассмотрим БД «МедКарта» разработанная для Детской психиатрической больницей №6 г. Москва.

После запуска программа  МедКарта открывается в главном  окне. Главное окно программы МедКарта можно назвать его рабочим столом или экраном (рисунок 13).