ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗ ДАННЫХ

Задачи проектирования баз данных

Процесс проектирования баз данных длительный, он требует обсуждений с заказчиком, со специалистами в предметной области. При разработке серьезных корпоративных информационных систем проект базы данных является тем фундаментом, на котором строится вся система в целом. Проектирование баз данных состоит в построении комплекса взаимосвязанных моделей данных.

При создании базы данных для информационной системы наиболее важными являются задачи, связанные с разработкой правильной логической структуры данных, обеспечивающей выполнение всего требуемого набора функций информационной системы. Плохо продуманная база данных оказывается, как правило, неэффективной и даже бесполезной. Разработка базы данных — достаточно сложная задача. Зачастую к ней предъявляется много противоречивых требований. Создание правильной логической структуры предусматривает комплексный анализ всех факторов, влияющих на формирование и обработку данных.

Задача проектировщика состоит в учете всех этих факторов с целью разработки наиболее оптимальной базы данных. Основные задачи проектирования баз данных можно сформулировать следующим образом:

  • • обеспечение хранения в БД всей необходимой информации;
  • • обеспечение возможности получения данных по всем необходимым запросам;
  • • сокращение избыточности и дублирования данных;
  • • обеспечение целостности базы данных.

В том, как решаются эти задачи, мы и будем разбираться.

Процесс проектирования БД представляет собой последовательность переходов от неформального словесного описания информационной структуры предметной области к формализованному описанию объектов предметной области в терминах некоторой модели.

В общем случае можно выделить следующие этапы проектирования:

  • 1) системный анализ и словесное описание информационных объектов предметной области;
  • 2) проектирование концептуальной (инфологической) модели предметной области — частично формализованное описание объектов предметной области в терминах некоторой семантической модели;
  • 3) даталогическое или логическое проектирование БД, т.е. описание БД в терминах принятой логической модели данных;
  • 4) физическое проектирование БД, т.е. выбор эффективного размещения БД на внешних носителях для обеспечения наиболее эффективной работы приложения.

На каждом из этих этапов разрабатывается та или иная модель данных. Если мы учтем, что между вторым и третьим этапами необходимо принять решение, с использованием какой стандартной СУБД будет реализовываться наш проект, то условно процесс проектирования БД можно представить последовательностью выполнения соответствующих этапов (рис. 8.1).

Этапы проектирования БД

Рис. 8.1. Этапы проектирования БД

Концептуальное (инфологическое) проектирование — построение семантической модели предметной области, т.е. информационной модели наиболее высокого уровня абстракции. Такая модель создается без ориентации на какую-либо конкретную СУБД и модель данных. Термины «семантическая модель», «концептуальная модель» и «инфологическая модель» являются синонимами. Кроме того, в этом контексте равноправно могут использоваться слова «модель базы данных» и «модель предметной области» (например, «концептуальная модель базы данных» и «концептуальная модель предметной области»), поскольку такая модель является образом как реальности, так и проектируемой базы данных для этой реальности.

Конкретный вид и содержание концептуальной модели базы данных определяются выбранным для этого формальным аппаратом. Обычно используются графические нотации, подобные ER-диаграм- мам.

Чаще всего концептуальная модель базы данных включает в себя:

• описание информационных объектов, или понятий предметной

области и связей между ними;

• описание ограничений целостности, т.е. требований к допустимым значениям данных и к связям между ними.

Логическое (даталогическое) проектирование — создание схемы базы данных на основе конкретной модели данных, например реляционной. Для реляционной модели данных логическая модель — набор схем отношений, обычно с указанием первичных ключей, а также «связей» между отношениями, представляющих собой внешние ключи. Преобразование концептуальной модели в логическую, как правило, осуществляется по формальным правилам. Этот этап может быть в значительной степени автоматизирован.

На этапе логического проектирования учитывается специфика конкретной модели данных, но может не учитываться специфика конкретной СУБД.

Физическое проектирование — создание схемы базы данных для конкретной системы управления базами данных. Специфика конкретной СУБД может включать в себя ограничения на именование объектов базы данных, на под держиваемые типы данных и т.п. Кроме того, специфика конкретной СУБД при физическом проектировании включает выбор решений, связанных с физической средой хранения данных (выбор методов управления дисковой памятью, разделение БД по файлам и устройствам, методов доступа к данным), создание индексов и т.д.

В области проектирования и разработки баз данных используются различные средства моделирования предметной области и БД, причем даже в рамках одной конкретной системы необходим целый комплекс моделей разного назначения. Далее рассмотрим каждый из этих этапов более подробно.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >