Автоматизированные банки данных в системах управления водным транспортом. Учебное пособие

7. Этапы проектирования базы данных

Процесс проектирования БД представляет собой сложный процесс проектирования отображения

< “описание предметной области” – “схема внутренней модели базы данных” >

Этот процесс представляют последовательностью более простых, обычно интерактивных, процессов проектирования менее сложных отображений между промежуточными моделями данных, т.е. процесс проектирования представляется последовательностью проектирования моделей данных соответствующих уровней абстрагирования.

Основные уровни абстрагирования в БнД – внешний, концептуальный, внутренний и предшествующий им информационный. В процессе проектирования БД разрабатываются схемы моделей перечисленных уровней, проверяется возможность отображения объектов одной модели объектами другой модели.

Впроектировании БД выделяют два основных этапа: инфологическое и датологическое проектирование, причем второй этап подразделяется на логическое и физическое проектирование (рис. 26).

Задача инфологического этапа проектирования БД – получение семантических (смысловых) моделей, отражающих информационное содержание производственно-хозяйственной деятельности конкретного объекта автоматизации управления.

Врезультате обследования управляемой производственнохозяйственной части (объекта управления), а также управляющей части (органа управления) определяют объекты, элементы подсистем, их свойства

исвязи, которые будут существенными при функционировании создаваемой АС. Результаты обследования оформляют в виде неформализованных описаний, математических формализаций решаемых задач, таблиц, диаграмм информационных связей и т.п. Эти сведения используются для формирования концептуальной инфологической модели БД, при этом учитываются потребности будущих пользователей БнД.

Описывается информация, требуемая каждому конкретному пользователю, т.е. описываются запросы в БД. Формируется описание внешних инфологических моделей, их взаимная увязка с концептуальной инфологической моделью.

Полученные описания инфологических моделей не должны зависеть от методов представления данных в конкретной СУБД. Концептуальная инфологическая модель должна выдерживать замену одной используемой СУБД на другую.

Задача логического этапа проектирования – организация данных, определенных на предыдущем инфологическом этапе в форму, принятую в выбранной конкретной СУБД.

●независимость данных и способов их хранения от машинных программ и технологии решения задач АС. Независимость данных достигается отделением БД и описания данных от программ обработки данных. Осуществление данного принципа позволяет совершенствовать информационное обеспечение АС независимо и без изменения алгоритмов и программ решения функциональных задач АС;

●неизбыточность данных в БД и многократное использование данных для различных пользователей. В условиях функционирования БнД удается наилучшим образом реализовать принцип комплексности использования информации, предусматривающий однократную подготовку данных и ввод в

ЭВМ с последующим многократным использованием данных. За счет этого достигается эффективность системы подготовки данных, рациональное использование памяти ЭВМ для хранения данных;

●формирование и поддержание связей в БД между сопряженными данными. Эти связи определяются при создании конкретного БнД. Такие связи между массивами данных в БнД упрощает процедуры поиска сопряженных данных;

●возможность расширения БД без изменения действующих прикладных программ данной АС. Этот принцип позволяет развить БД для решения все новых задач учета, контроля, планирования и т.п. при развитии АС данного предприятия;

●постоянная готовность данных, хранящихся в БД к использованию прикладными программами и телекоммуникационными системами обработки данных. Поддержание данных в актуальном состоянии достигается реализацией системы постоянной корректировки и обновления данных в БД. Возможность прямого доступа к данным улучшает качество управления предприятием за счет оперативного предоставления пользователю необходимой информации. Этот принцип требует создания ЗУ большой емкости с прямым доступом;

●реализация запросов со скоростью, требуемой пользователями информации. Применяемые технические средства хранения, поиска, отображения информации, используемые СУБД должны обеспечивать выдачу нужных данных с минимальным запаздыванием после запроса;

●защита и сохранность данных. Это означает применение специальных программных средств, ограничивающих доступ к данным без соответствующего разрешения и исключающих порчу данных в БД.

Из числа других принципов создания БнД следует отметить независимость логической организации БД от их физического представления, возможность восстановления данных после сбоев без потери хранящейся информации и др.

С появлением БД возникла необходимость защиты данных. Термин «защита данных» означает, во-первых, предупреждение несанкционированного или случайного доступа к данным, их изменение или разрушение со стороны пользователей. И во-вторых, предупреждение

изменения или разрушения данных при сбоях аппаратных и программных средств и ошибках в работе сотрудников группы эксплуатации.

Защита данных обеспечивает их безопасность и секретность. Эти две функции тесно связанны между собой и для их реализации используются одни и те же технические методы защиты данных в БД. Но между этими функциями существует и принципиальное различие.

Под функцией безопасности понимается защита данных от непреднамеренного доступа к данным и возможности их искажения со стороны пользователей или лиц, выполнявших эксплуатацию, а также при сбоях в программных средствах. Поэтому обеспечение безопасности это внутренняя задача БнД, поскольку связанна с его нормальным функционированием.

Под функцией секретности понимается защита данных от преднамеренного доступа пользователей или лиц, выполняющих эксплуатацию, или посторонних лиц. Обеспечение секретности требует разделения всей хранимой в БД информации на общедоступные массивы и данные, которые должны использоваться конфиденциально.

Обеспечение секретности достигается техническими и организационными средствами.

В процессе проектирования БнД администратор БнД совместно с пользователями анализирует задачи последних, устанавливает состав необходимой информации для конкретных задач АС, определяет условия пользования ими баз данных (на ЯОД). В результате такой работы формируют рациональную схему БнД, физическую схему размещения массивов информации во внешней памяти ЭВМ.

Пользователь задает подсхему (на ЯОД для подсхем), которая выделяет нужное программное множество СУБД и определяет правила структурных преобразований информации.

При проектировании БнД учитывается, что процесс обращения пользователей в банк за получением информации включает запросы трех основных типов: детерминированные (строго определенные) по информационному содержанию и регулярные по времени поступления; детерминированные по содержанию и случайные по времени; полностью произвольные по содержанию и времени поступления.

Поскольку АС обслуживает в основном устойчивую производственнохозяйственную деятельность предприятий и объединений, регулярные задачи управления и стандартные запросы в БД должны составлять основную часть потока заявок в БнД. Число запросов третьего типа в основном отражает неопределенность в организации управления и неустойчивость в функционировании объекта, поэтому в условиях как транспортных, так и промышленных предприятий должно быть сведено к минимуму.

Поскольку БнД является составной частью АС объединения или предприятия, БнД целесообразно формировать в согласовании с созданием, развитием АС и расширением ее функций.

На первом этапе создания БнД разрабатывают общую структуру БД с учетом развития АС, выбирают СУБД, формируют массивы информации, решают вопросы организации БД для обеспечения регулярных задач АС и наиболее важных стандартных запросов. На втором этапе создания БнД полностью задействуют систему обработки регулярных и случайных стандартных запросов, решают вопросы расширения БД. На третьем этапе функции БнД дополняют обработкой произвольных запросов.

Список литературы

1.Автоматизированные информационные технологии в экономике: Учебник /М.И. Семенов, И.Т.Трубилин, В.И.Лойко, Т.П. Барановская; Под общ. Ред. И.Т.Трубилина. – М,: Финансы и статистика, 2000.

2.Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных.-СПб.: Изд. дом «Вильямс»,

2000.

3.Диго С.М. Проектирование и использование баз данных: Учебник. – М.: Финансы и статистика, 1995.

4.Каратыгин С., Тихонов А., Долголаптев В. Компьютер для носорога. Кн.3: Носорог в мире данных. Базы данных: простейшие средства обработки информации; электронные таблицы; системы управления базами данных.

Том I и II. –М.: ABF,1995.

5.Компьютерные технологии обработки информации: Учеб. пособие / С.В. Назаров, В.И. Першиков, В.А. Тафинцев и др; под ред. С.В. Назарова. – М.: Финансы и статистика, 1995.

6.Ревунков Г.И. и др. Базы и банки данных и знаний: Учебник /Г.И.Ревунков, Э.Н. Самохвалов, В.В. Чистов; под ред. В.Н. Четвериова. –

М.: Высш. шк., 1992.

7.Саймон А.Р. Стратегические технологии баз данных: менеджмент на 2000 год. –М.: Финансы и статистика, 1999.

8.Советов Б.Я. Информационная технология: Учебник. –М.: Высш. шк.,

1994.

9.Холюненко А.Д., Циганков В.М., Мальцев М.Р. Базы данных. Учеб. для высших учебных заведений.- СПб.: Корона, 2000.

10.Эффективная работа с СУБД /А. Горев, Р. Ахаян, С. Макашаринов. –СПб.:

Питер, 1997.

Ю.М. Миронов В.И. Савин

Автоматизированные банки данных в системах управления водным транспортом

Выпущено Центром дистанционного обучения и маркетинговых услуг:

Издательство ЦДМУ МГАВТ 115407, г. Москва, ул. Судостроительная, д. 46, ком. 301