5Проектирование баз данных

5.1Этапы проектирования бд

Проектирование базы данных является одним из важнейших этапов жизненного цикла БД, который включает:

• проектирование БД;

• проектирование приложений;

• реализацию БД;

• разработку специальных средств администрирования БД;

• эксплуатацию БД.

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.

Можно выделить следующие этапы проектирования базы данных:

• системный анализ предметной области;

• инфологическое проектирование;

• выбор СУБД;

• даталогическое проектирование (логическое проектирование);

• Физическое проектирование.

В рамках системного анализа предметной области необходимо провести подробное словесное описание предметной области и реальных связей, которые существуют между описываемыми объектами.

В общем случае существуют два подхода к выбору состава и структуры предметной области:

• Функциональный подход. Применяется тогда, когда заранее известны задачи, для решения которых создается база данных. В этом случае можно четко выделить минимально необходимый набор объектов предметной области, которые должны быть описаны.

• Предметный подход. Информационные потребности будущих пользователей БД жестко не фиксированы. Невозможно точно выделить минимальный набор объектов предметной области, которые необходимо описать. В этом случае в описание предметной области включаются такие объекты и взаимосвязи, которые наиболее характерны и наиболее существенны для нее. БД, конструируемая при этом, называется предметной, то есть она может быть использована при решении множества разнообразных, заранее не определенных задач.

Чаще всего на практике рекомендуется использовать некоторый компромиссный вариант, который, с одной стороны, ориентирован на конкретные задачи или функциональные потребности пользователей, а с другой стороны, учитывает возможность наращивания новых приложений.

Системный анализ должен заканчиваться:

• подробным описанием объектов предметной области, информацию о которых требуется хранить в БД;

• формулировкой конкретных задач, которые будут решаться с использованием данной БД, с кратким описанием алгоритмов их решения;

• описанием выходных документов, которые должны генерироваться в системе;

• описанием входных документов, которые служат основанием для заполнения данными БД.

Инфологическое проектирование создает инфологическую модель предметной области, не привязанную к конкретной СУБД.

Инфологическое проектирование, прежде всего, связано с попыткой представления семантики предметной области в модели БД. Реляционная модель данных в силу своей простоты и лаконичности не позволяет отобразить семантику, то есть смысл предметной области.

Логическое проектирование приводит к разработке схемы БД, то есть совокупности схем отношений, которые адекватно моделируют абстрактные объекты предметной области и семантические связи между этими объектами.

Логическое проектирование заключается в определении числа и структуры таблиц, формировании запросов к базе данных, определении типов отчетных документов, разработке алгоритмов обработки информации, создании форм для ввода и редактирования данных в базе и решении ряда других задач.

Решение задач логического проектирования базы данных определяется спецификой предметной области. Наиболее важной является проблема структуризации данных.

При проектировании структур данных для автоматизированных систем можно выделить три подхода:

Сбор информации об объектах решаемой задачи в рамках одной таблицы (одного отношения) и последующая декомпозиция ее на несколько взаимосвязанных таблиц на основе процедуры нормализации отношений.

Формулирование знаний о системе (определение типов исходных данных и их взаимосвязей) и требований к обработке данных, получение с помощью CASE-системы (системы автоматизированного проектирования и разработки баз данных) готовой схемы базы данных или даже готовой прикладной информационной системы.

Структурирование информации для использования в информационной системе в процессе проведения системного анализа на основе совокупности правил и рекомендаций.

Первый из названных подходов является классическим и исторически первым.

Решение проблем проектирования на физическом уровне во многом зависит от используемой СУБД, зачастую автоматизировано и скрыто от пользователя. В ряде случаев пользователю предоставляется возможность настройки отдельных параметров системы.