1. Основные этапы проектирования базы данных

1. Концептуальное проектирование — сбор, анализ и редактирование требований к данным. Для этого осуществляются следующие мероприятия:

• обследование предметной области, изучение ее информационной структуры

• выявление всех фрагментов, каждый из которых характеризуется пользовательским представлением, информационными объектами и связями между ними, процессами над информационными объектами

• моделирование и интеграция всех представлений

По окончании данного этапа получаем концептуальную модель, инвариантную к структуре базы данных. Часто она представляется в виде модели «сущность-связь».

2. Логическое проектирование — преобразование требований к данным в структуры данных. На выходе получаем СУБД-ориентированную структуру базы данных и спецификации прикладных программ. На этом этапе часто моделируют базы данных применительно к различным СУБД и проводят сравнительный анализ моделей.

3. Физическое проектирование — определение особенностей хранения данных, методов доступа и т. д.

Различие уровней представления данных на каждом этапе проектирования реляционной базы данных:

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ — Представление аналитика (используется инфологическая модель «сущность-связь»)

* сущности

* атрибуты

* связи

ЛОГИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ — Представление программиста

* записи

* элементы данных

* связи между записями

ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ — Представление администратора

* группирование данных

* индексы

* методы доступа

2. Модель «сущность-связь» (ER-модель): основные понятия (типы сущностей, типы связей, атрибуты, ключи), структурные ограничения (ограничения кратности), графическое изображение в виде ER-диаграмм с использованием UML

Тип сущности – группа объектов с одинаковыми свойствами, которая рассматривается в конкретной предметной области как имеющая независимое существование.

Тип сущности может быть объектом с физическим (реальным) существованием или объектом с концептуальным (абстрактным) существованием. Пример типа сущности – студент, дисциплина, продажа, аттестация т.д.Тип связи – набор осмысленных ассоциаций между сущностями разных типов. Каждому типу связи присваивается имя, которое должно описывать его назначение.Экземпляр связи – однозначно-идентифицируемая ассоциация, которая включает по одному экземпляру сущности из каждого участвующего в связи типа сущности.Каждый тип связи изображается в виде линий, соединяющий соответствующие типы сущности и обозначенные именем этой связи (обычно глагол). На схеме должно быть показано направления действия каждой связи. Поскольку на обычно имеет смысл только одно Атрибут – свойство типа сущности или типа связи. Простой атрибут – атрибут, состоящий из одного компонента с независимым существованием. Составной атрибут – атрибут, состоящий из нескольких компонентов, каждый из которых характеризуется независимым существованиемСоставной атрибут – АДРЕС включает в себя (регион, район, город, улица). Однозначный атрибут – атрибут, который содержит одно значение для каждого экземпляра сущности определенного типа. Многозначный атрибут – номер телефона. Производный атрибут (вычисляемый) – атрибут, который представляет значение производное от значения связанного с ним атрибута или некоторого множества атрибутов, принадлежащих некоторому типу сущности (необязательного данного)

Ключ

Потенциальный ключ – атрибут или минимальный набор атрибутов, который однозначно идентифицируют каждый экземпляр типа сущностиПервичный ключ – потенциальный ключ, который выбран для однозначной идентификации каждого экземпляра сущности определенного типа. Составной ключ – потенциальный ключ, который состоит из 2 или нескольких атрибутов. AK – альтернативный ключ. PK – потенциальный ключ. PPK – часть потенциального ключа. Сущность сильного типа – тип сущности, существование которого не зависит от какого-то другого типа сущности. Характерной особенностью сильного типа является то, что каждый экземпляр сущности может быть однозначно идентифицирован с помощью атрибутов первичного ключа сущности этого типа. Сущность слабого типа – тип сущности, существование которого зависит от какого-то другого типа сущности. Структурные ограничения. Кратность – количество (заданное как одно значение или как диапазон значений) возможных экземпляров сущности некоторого типа, которые могут быть связаны с одним экземпляром сущности другого типа с помощью определенной связи. Кратность сложной связи – количество (заданное как одно значение или как диапазон значений) экземпляров сущности определённого типа в n-ой связи определяемая после фиксации остальных n-1 значений.

Ограничение кратности фактически состоит из двух отдельных ограничений:

1. Кардинальность – определяет максимальное количество возможных экземпляров связи для каждой сущности участвующей в связи конкретного типа

2. Степень участия – определяет, участвуют ли в связи все или только некоторое экземпляры сущности