Вопрос 3. Инструментальная среда AllFusion eRwin Data Modeler 4.1 (eRwin)
AllFusion ERwin Data Modeler 4.1 (ERwin) позволяет проектировать, документировать и сопровождать БД и хранилища данных. Создав наглядную модель БД, вы сможете оптимизировать структуру БД и добиться её полного соответствия требованиям и задачам организации. Визуальное моделирование повышает качество создаваемой БД, продуктивность и скорость её разработки.
Основным требованием, предъявляемым проектировщиками БД к решениям для моделирования данных является поддержка полного жизненного цикла разработки приложения. ERwin – это мощное и удобное в использовании средство моделирования данных и проектирования БД, которое эффективно работает на любой стадии жизненного цикла разработки, включая проектирование, генерацию кода и поддержку приложений БД.
Возможности ERwin:
Многоуровневая архитектура проектирования. Наряду с традиционной комбинированной логической и физической моделью, ERwin поддерживает и раздельные логическую и физическую модели. ERwin поддерживает сведения об отношениях и полной истории проектирования, а также позволяет пользователю быстро оценить влияние одного уровня на другой.
Технология трансформации. Физический дизайн БД редко совпадает с ее изначальным логическим дизайном. Технология трансформации, примененная в ERwin, позволяет вносить такие изменения, как денормализация, одновременно с поддержкой целостности изначального дизайна.
Определяющие стандарты. ERwin поддерживает определение и поддержку стандартов через доменный словарь, редактор стандартов именования и редактор стандартов типов данных. Доменный словарь содержит многократно используемые атрибуты и обеспечивает целостность имен и определений в процессе проектирования БД. Редактор стандартов наименований позволяет пользователю создавать словарь допустимых слов, аббревиатур и правил наименования, которые можно многократно использовать в модели данных масштаба предприятия. Редактор стандартов типов данных позволяет пользователю определять стандарты соответствия определенным типам данных СУБД как для определяемых пользователем типов данных, так и для типов данных по умолчанию.
Управление большими моделями. ERwin облегчает управление большими моделями благодаря использованию предметных областей и хранимых изображений. Предметные области предоставляют отдельным проектировщикам подробное представление модели, что достигается разбиением модели на небольшие управляемые подмножества. Хранимые изображения предлагают множество графических представлений модели и ее предметных областей, облегчая специализированным группам пользователей обмен информацией.
Полное сравнение. Эта передовая технология автоматизирует синхронизацию модели и БД. Она сравнивает модель с БД, показывает отличия между ними, и позволяет пользователю выбрать, какое отличие отразить в модели, а какое внести в БД. Если изменения в модели переносятся в БД, то ERwin автоматически сгенерирует сценарий изменения базы.
Генерация дизайна БД. ERwin располагает оптимизированными шаблонами триггеров ссылочной целостности и богатым макроязыком, пригодным для различных БД, для обеспечения настройки триггеров и хранимых процедур. ERwin генерирует из физического дизайна модели полные определения следующих объектов (с поправками на конкретную целевую базу данных): БД, табличные пространства, таблицы, представления, столбцы со значениями по умолчанию, доменные ограничения, первичные и внешние ключи, индексы, хранимые процедуры, триггеры, размеры объектов и другие физические параметры.
Проектирование хранилищ данных. Производительность, удобство, простота использования и полезность хранилища данных определяются лежащим в его основе дизайном. Для оптимизации соответствия характеристик хранилищ данных требованиям производительности и задачам пользователей ERwin предоставляет специфичные для хранилищ данных техники моделирования, например, схему звезды и моделирование измерений в виде снежинки. Также ERwin собирает и документирует широкий спектр информации о хранилище данных, включая источники данных, логику трансформации данных и правила управления данными.
Преимущества для пользователей ERwin:
Увеличенная продуктивность благодаря удобной в использовании графической среде, которая упрощает проектирование БД и автоматизирует многие трудоемкие задачи. ERwin ускоряет процесс создания высококачественных и высокопроизводительных БД и хранилищ данных.
Эффективное общение между администраторами БД и разработчиками благодаря совместному и повторному использованию моделей, а также графическому отображению громоздких и сложных массивов корпоративных данных в удобном для понимания и сопровождения формате.
Быстрое реагирование на меняющиеся требования благодаря улучшенному пониманию влияния изменения свойств информации в масштабе всей организации и облегченному быстрому внедрению этих изменений.
Для создания моделей ERwin использует 3 международно признанные системы обозначений (нотации):
Integration DEFinition for Information Modeling (IDEF1X) – федеральный стандарт США, стандарт в ряде международных организаций.
Information Engineering (IE) – используется преимущественно в промышленности.
Dimensional Modeling (DM) – специализированная нотация, предназначенная для разработки хранилищ данных.
На логическом уровне ERwin поддерживает 2 нотации (IDEF1X и IE), на физическом – 3 (IDEF1X, IE, DM). Рассмотрим подробнее нотацию IDEF1X.
IDEF1X является методом для разработки реляционных БД и использует условный синтаксис, специально разработанный для удобного построения концептуальной схемы.
Концептуальная схема – это универсальное представление структуры данных в рамках коммерческого предприятия, независимое от конечной реализации БД и аппаратной платформы.
Использование нотации IDEF1X наиболее целесообразно для построения логической структуры БД после того, как все информационные ресурсы исследованы (скажем с помощью метода IDEF1) и решение о внедрении реляционной БД, как части корпоративной ИС, было принято. Однако не стоит забывать, что средства моделирования IDEF1X специально разработаны для построения реляционных ИС. Если существует необходимость проектирования другой системы, скажем объектно-ориентированной, то лучше избрать другие методы моделирования.
Логическая и физическая модели данных
Методология IDEF1X имеет два уровня представления данных – логический и физический, соответствующие проектируемой модели данных системы. Каждый такой уровень соответствует определенной фазе проекта. Такой подход полезен при создании систем по принципу «сверху вниз».
Логический уровень – это абстрактный взгляд на данные. На нем данные представляются так, как выглядят в реальном мире, и могут называться так, как они называются в реальном мире, например «Постоянный клиент» или «Фамилия сотрудника». Объекты модели, представляемые на логическом уровне, называются сущностями и атрибутами (подробнее о сущностях и атрибутах будет рассказано ниже). Логическая модель данных может быть построена на основе другой логической модели, например на основе модели процессов. Логическая модель данных является универсальной и никак не связана с конкретной реализацией СУБД.
Физическая модель данных, напротив, зависит от конкретной СУБД, фактически являясь отображением системного каталога. Физическая модель содержит информацию, необходимую системным разработчикам для понимания механизма реализации логической модели в СУБД. В ней содержится информация обо всех объектах БД. Поскольку стандартов на объекты БД не существует (например, нет стандарта на типы данных), физическая модель зависит от конкретной реализации СУБД. Следовательно, одной и той же логической модели могут соответствовать несколько разных физических моделей. Если в логической модели не имеет значения, какой конкретно тип данных имеет атрибут, то в физической модели важно описать всю информацию о конкретных физических объектах – таблицах, колонках, индексах, процедурах и т. д.
Документирование модели
Многие СУБД имеют ограничение на именование объектов (например, ограничение на длину имени таблицы или запрет использования специальных символов – пробела и т. п.). Зачастую разработчики ИС имеют дело с нелокализованными версиями СУБД. Это означает, что объекты БД могут называться короткими словами, только латинскими символами и без использования специальных символов (т. е. нельзя назвать таблицу, используя предложение – ее можно назвать только одним словом). Кроме того, проектировщики БД нередко злоупотребляют «техническими» наименованиями, в результате таблица и колонки получают наименования типа RTD_324 или CUST_A12 и т.д. Полученную в результате структуру могут понять только специалисты (а чаще всего – только авторы модели), ее невозможно обсуждать с экспертами предметной области.
Разделение модели на логическую и физическую позволяет решить эту проблему. На физическом уровне объекты БД могут называться так, как того требуют ограничения СУБД. На логическом уровне можно этим объектам дать синонимы – имена более понятные неспециалистам, в том числе на кириллице и с использованием специальных символов. Например, таблице CUST_A12 может соответствовать сущность Постоянный клиент. Такое соответствие позволяет лучше документировать модель и дает возможность обсуждать структуру данных с экспертами предметной области.
Инструментарий ERwin
Интерфейс ERwin выполнен в стиле Windows-приложений, достаточно прост и интуитивно понятен. Рассмотрим кратко основные функции ERwin по отображению модели и панели инструментов.
ERwin имеет 8 перемещаемых панелей инструментов:
стандартную (Standard);
палитру инструментов (ToolBox);
выбора шрифтов и цветов (Font & Color);
трансформации таблиц (Transforms);
рисования (Drawing);
выравнивания (Alignment);
работы с сервером БД (Database);
работы с хранилищем моделей ModelMart.
Каждому уровню отображения модели соответствует своя палитра инструментов.
Окно диаграммы содержит заголовок, рабочую область и соответствующие возможности (рис. 3.1).
Model
Explorer
Diagram Window
Рисунок 3.1 – Стандартное окно диаграммы
Diagram Window – окно диаграммы, отображающее графическое представление модели данных.
Model Explorer – обеспечивает иерархию базового текстового представления модели данных, которая отображена в окне: обеспечивает структурное представление модели данных и содержание. В Model Explorer можно увидеть другие виды моделей.
Erwin Toolbox – панель инструментов. Каждому уровню отображения модели соответствует своя панель инструментов.
Stored Display – графическое представление области, содержащее координаты сущностей и связей и графические режимы демонстрации изображения. Каждая модель в ERwin имеет загруженный дисплей, который называется Display1. Его можно переименовывать. Можно создавать другие дисплеи для модификации представления модели данных.
Model Type Indicator – указатель на тип модели, идентифицирующий текущий тип модели. Модели подразделяются на:
Logical – логическая модель, которая содержит сущности, атрибуты и ключевые группы;
Physical – физическая модель (БД), которая содержит столбцы таблиц и типы данных;
Logical/Physical – стандартная модель ERwin, включающая логическую и физическую модели.
Он может быть переключен между логической и физической моделью только для логико-физической модели.
Каждому уровню отображения модели соответствует своя палитра инструментов.
Создание новой модели
При создании новой модели возникает диалоговое окно Create Model – Select Template, в котором следует указать тип новой модели (рис. 3.2).
Рисунок 3.2 – Диалог создания новой модели
Как было указано выше, ERwin поддерживает три модели – Logical, Physical и Logical/Physical. В зависимости от типа выбранной модели будет меняться вид данного диалогового окна. Состав палитры инструментов также изменяется автоматически, когда происходит переключение с одной модели на другую.
Установка цвета и шрифта
Установить шрифт и цвет объектов в ERwin можно несколькими способами.
Во-первых, для установки можно использовать панель инструментов выбора шрифтов и цветов Font & Color.
Во-вторых, для редактирования шрифта и цвета конкретного объекта следует, щелкнув правой клавишей мыши по сущности или связи и выбрав из всплывающего меню пункт Object Font/Color, вызвать диалог Font/Color, в котором можно выбрать шрифт и установить его размер, стиль и цвет, установить цвет заливки.
Третьим способом изменения шрифта и цвета для всех объектов модели или для какой-либо отдельной категории объектов является диалог Default Font & Color (пункт меню Format/ Default Font&Color). Каждая вкладка на диалоге позволяет редактировать шрифт и цвет для определенной категории объектов (рис. 3.3):
General – все объекты модели – цвет фона диаграммы;
Entities (Tables) – наименования сущностей и таблиц; заливка сущностей и таблиц; линии, которыми прорисовываются сущности и таблицы;
Attributes (Columns) – атрибуты и колонки, включая отдельные настройки для атрибутов и колонок внешних ключей;
Relationships – связи, включая имя и обозначение мощности;
Subtypes – иерархия категорий, включая дискриминатор категории;
Drawing Object Text – текстовые блоки;
Drawing Object Colors – текстовые блоки.
Рисунок 3.3 – Диалог Default Font & Color