11. Основы, принципы и аспекты проектирования.

Этапы проектирования реляционной базы данных

Проектирование реляционной БД в общем случае включает три самостоятельных этапа: концептуальное, логическое и физическое проектирование.

На этапе концептуального проектирования изучается и описывается предметная область. Выявляется совокупность сведений и документов об объектах и процессах, характеризующих предметную область и подлежащих загрузке в БД. То есть, определяется информация, обеспечивающая реализацию возможных запросов к БД и решение задач пользователя.

На этом этапе разрабатывается словарь данных. Цель создания словаря данных – документирование данных. Он содержит информацию: об источниках данных, их форматах, взаимосвязях, характере использования. Два важнейших назначения у словаря данных:

1) централизованное ведение и управление данными как ресурсом на всех этапах проектирования, эксплуатации и развития БД;

2) обеспечение эффективного взаимодействия между всеми участниками проекта БД.

Конечный результат этапа концептуального проектирования - информационно-логическая модель данных предметной области (концептуальная модель). Она определяет состав и структуры данных предметной области, функциональную связь между ними.

На этапе логического проектирования осуществляется выбор конкретной системы управления базами данных (СУБД) и отображение концептуальной модели в логическую модель, основанную уже на структурах, характерных для выбранной СУБД. Для реляционной БД - это разработка структуры таблиц, определение их ключей, связей между ними, оптимизация создаваемой модели БД (минимизация избыточности данных, устранение их дублирования).

На этапе физического проектирования логическая модель расширяется характеристиками, необходимыми для определения способов физического хранения и использования БД, типа устройств для хранения, объема памяти, правил сопровождения БД и т.п.

12. Проектирование модели бд в терминах «сущность-связь»

Основные задачи проектирования баз данных:

• Обеспечение хранения в БД всей необходимой информации.

• Обеспечение возможности получения данных по всем необходимым запросам.

• Сокращение избыточности и дублирования данных.

• Обеспечение целостности базы данных.

Основные этапы проектирования баз данных:

Концептуальное (инфологическое) проектирование — построение семантической модели предметной области, то есть информационной модели наиболее высокого уровня абстракции.

Логическое (даталогическое) проектирование — создание схемы базы данных на основе конкретной модели данных, например, реляционной модели данных.

Физическое проектирование — создание схемы базы данных для конкретной СУБД.

Модели «сущность-связь»

Модель «сущность-связь» или ER-модель, предложенная П. Ченом[1] в 1976 г., является наиболее известным представителем класса семантических (концептуальных, инфологических) моделей предметной области.

Основные преимущества ER-моделей:

• наглядность;

• модели позволяют проектировать базы данных с большим количеством объектов и атрибутов;

• ER-модели реализованы во многих системах автоматизированного проектирования баз данных (например, ERWin).

Основные элементы ER-моделей:

• объекты (сущности);

• атрибуты объектов;

• связи между объектами.

Связь между сущностями характеризуется:

• типом связи (1:1, 1:N, N:М);

• классом принадлежности. Класс может быть обязательным и необязательным. Если каждый экземпляр сущности участвует в связи, то класс принадлежности — обязательный, иначе — необязательный.

Семантическая модель (концептуальная модель, инфологическая модель) – модель предметной области, предназначенная для представления семантики предметной области на самом высоком уровне абстракции.