3. Етапи проектування бази даних

Створення додатка бази даних містить у собі строго певну послідовність виконання дій, називаних етапами проектування

Перший етап проектування: побудова інформаційної моделі й визначення сутностей

• На цьому етапі проектування бази даних вирішуються наступні питання ставиться задача на проектування бази даних, тобто доводиться актуальність створення бази даних;

• збираються концептуальні вимоги й, на їхній основі будується концептуальна модель даних. Концептуальна модель даних складається за результатами аналізу поставленої замовником задачі й обробки концептуальних вимог кінцевих користувачів. Результатом виконання першого етапу проектування є інформаційна модель даних і список основних сутностей - прообраз майбутніх таблиць. У цьому випадку під сутністю розуміється структурний підрозділ фірми. Концептуальна модель даних буде складатися із сукупності груп концептуальних вимог для кожного структурного підрозділу фірми, причому деякі концептуальні вимоги можуть повторюватися в різних групах.

Другий етап проектування бази даних: визначення взаємозв'язків між сутностями

Н а цьому етапі проектування визначаються напрямок руху потоків інформації між структурними підрозділами фірми-замовника бази даних, джерела виникнення інформації, місця її модифікації й споживання. Результатом виконання цього етапу проектування буде

функціональна схема руху потоків інформації, із вказівкою типів взаємозв'язків, між структурними підрозділами фірми .

Рух потоків інформації між підрозділами фірми.

Третій етап проектування бази даних: завдання первинних і альтернативних ключів

Для кожної структурної одиниці фірми визначаються атрибути (дані), які будуть зберігатися в базі даних, а також первинний і альтернативний ключі. Додавання ключів у список концептуальних вимог необхідно для забезпечення організації руху потоків інформації між структурними підрозділами фірми, у відповідності із другим етапом проектування бази даних. Крім того, при аналізі концептуальних вимог визначається, які алгоритми й розрахунки вихідних величин (збережені процедури) будуть зберігатися разом з базою даних. При цьому кількість збережених процедур повинне бути мінімальним.

Четвертий етап проектування бази даних: приведення моделі до необхідного рівня нормальної форми

На цьому етапі проектування виконується головна задача - нормалізація відносин. У процесі нормалізації концептуальні вимоги групуються в таблиці. На цьому етапі проектування концептуальні вимоги для кожного структурного підрозділу можуть бути зведені або в одну таблицю, або в кілька таблиць. Тут також вирішується питання ліквідації надлишкової інформації, тобто концептуальні вимоги, використовувані декількома структурними підрозділами, зводяться в одну таблицю з одночасним додаванням ключів Для переходу в інші таблиці (для інших структурних підрозділів). У такий спосіб домагаються істотного скорочення об'єму пам'яті. На цьому етапі також вирішується питання про те, які таблиці будуть довідниками, тобто інформація в цих таблицях не змінюється або змінюється дуже повільно. Варто мати на увазі, що надмірне збільшення кількості таблиць приводить до втрати загальної ідеї створення бази даних, і сама база даних стає важкої для розуміння й керування. Для бази даних

об'єму підприємства оптимальна кількість таблиць повинне бути не більше сорока або п'ятдесяти.

Усього існує п'ять нормальних форм таблиці. При створенні додатків баз даних в об'ємі підприємства використають перші три нормальні форми.

Перша нормальна форма

Для таблиці будуть виконані умови першої нормальної форми, якщо:

• кожне поле (концептуальна вимога) неподільно;

• відсутні повторювані поля або групи полів.

Якщо перераховані вище умови виконуються, то всі концептуальні вимоги можуть бути зведені або в одну загальну таблицю, або можна створити по одній таблиці для кожного структурного підрозділу.

Друга нормальна форма

Умови другої нормальної форми:

• виконуються умови першої нормальної форми;

• первинний ключ однозначно визначає весь запис;

• всі поля залежать від первинного ключа;

• первинний ключ не повинен бути надлишковим.

Зберігаючи первинні й альтернативні ключі, призначені на третьому етапі, призначаємо, при необхідності, додаткові первинні й зовнішні ключі, у результаті чого виділяємо з таблиці структурного підрозділу одну або кілька таблиць. Таким чином, дані для одного структурного підрозділу можуть бути представлені як однією таблицею, так і декількома таблицями. Перехід між таблицями різних структурних підрозділів здійснюється по первинних ключах, призначеним на третьому етапі, а перехід між таблицями усередині одного структурного підрозділу здійснюється по первинних ключах, призначеним при виконанні другої нормальної форми.

Третя нормальна форма

Умови третьої нормальної форми:

• виконуються умови другої нормальної форми;

• кожне не ключове поле не повинне залежати від іншого не ключового поля.

При виконанні третьої нормальної форми повинні бути зруйновані транзитивні зв'язки усередині кожної таблиці. При цьому одне (або трохи) залежних не ключових полів виділяються в нову таблицю з обов'язковим додаванням первинних ключів для зв'язку знову виділеної таблиці з іншими таблицями.

Після виконання четвертого етапу проектування повинна бути отримана структура бази даних: кількість таблиць, список атрибутів (концептуальних вимог), які зберігаються в кожній таблиці, первинні й зовнішні ключі для переходу між таблицями, види взаємозв'язків між таблицями й список збережених процедур.

П'ятий етап проектування бази даних: фізичний опис моделі

На цьому етапі кожна таблиця, створена на четвертому етапі:

• одержує своє ім'я, під яким вона буде зберігатися в базі даних;

• кожний атрибут (концептуальна вимога) таблиці одержує своє ім'я, тип і розмір;

• для кожного ключа, як первинного, так і зовнішнього, визначаються його характеристики: Primary - первинний (обов'язково унікальний), Candidate - альтернативний (обов'язково унікальний), Maintain - зовнішній (може бути як унікальним, так і не унікальним)

На п'ятому етапі також передбачаються заходи щодо забезпечення посилальної цілісності, тобто встановлення між таблицями не суперечливих взаємозв'язків. Установлення не суперечливих взаємозв'язків і забезпечення вірогідності в даних у будь-який момент часу є головною й самою трудомісткою задачею. У результаті виконання робіт з п'ятого етапу можна визначити технічні характеристики персонального комп'ютера: ' об'єм оперативної пам'яті, об'єм пам'яті на жорсткому диску й т.д.