Базы данных
Общая задача проектирования БД – преобразование описания предметной области во внутреннюю схему БД.
1. Этапы проектирования бд
1. Инфологическое проектирование – получение семантических моделей, отражающих информационное содержание конкретной предметной области. На этом этапе выполняется восприятие реальной действительности, абстрагирование, изучение и описание предметной области. В результате этого определяются объекты, свойства и связи объектов.
2. Датологическое проектирование – организация данных, выделенных на предыдущем этапе проектирования в форму, принятую в выбранной СУБД. Определяются внешние ограничения по использованию СУБД.
3. Физический проектирование – выбор рациональной структуры хранения данных и методов доступа к ним, исходя из арсенала методов и средств, которые предоставляются разработчику конкретной СУБД.
2. Архитектурные уровни субд
В процессе научных исследований, посвященных тому, как должна быть устроена СУБД, предлагались различные способы реализации. Самым жизнеспособным из них оказалась предложенная американским комитетом по стандартизации ANSI (American National Standards Institute) трехуровневая система организации СУБД:
Уровень внешних моделей – самый верхний уровень, где каждая модель имеет свое представление о данных. Этот уровень определяет точку зрения на БД отдельных приложений. Каждое приложение видит и обрабатывает только те данные, которые необходимы именно этому приложению (например, система распределения работ использует сведения о квалификации сотрудника, но ее не интересуют сведения об окладе, домашнем адресе и телефоне сотрудника, и наоборот, именно эти сведения используются в подсистеме отдела кадров).
Концептуальный уровень – центральное управляющее звено, здесь база данных представлена в наиболее общем виде, который объединяет данные, используемые всеми приложениями, работающими с данной базой данных. Фактически концептуальный уровень отражает обобщенную модель предметной области (объектов реального мира), для которой создавалась база данных. Как любая модель, концептуальная модель отражает только существенные, с точки зрения обработки, особенности объектов реального мира.
Физический уровень – собственно данные, расположенные в файлах или в страничных структурах, расположенных на внешних носителях информации.
Эта архитектура позволяет обеспечить логическую (между уровнями 1 и 2) и физическую (между уровнями 2 и 3) независимость при работе с данными.
Логическая независимость предполагает возможность изменения одного приложения без корректировки других приложений, работающих с этой же базой данных.
Физическая независимость предполагает возможность переноса хранимой информации с одних носителей на другие при сохранении работоспособности всех приложений, работающих с данной базой данных.
3. Инфологическое моделирование. Компоненты инфологической модели
Инфологическая модель применяется на втором этапе проектирования БД, то есть после словесного описания предметной области. При разработке серьезных корпоративных информационных систем проект базы данных является тем фундаментом, на котором строится вся система в целом, и вопрос о возможном кредитовании часто решается экспертами банка на основании именно грамотно сделанного инфологического проекта БД. Следовательно, инфологическая модель должна включать такое формализованное описание предметной области, которое легко будет читаться не только специалистами по базам данных.
Инфологическое проектирование, прежде всего, связано с попыткой представления семантики предметной области в модели БД.
Проблема представления семантики давно интересовала разработчиков, и в семидесятых годах было предложено несколько моделей данных, названных семантическими моделями. К ним можно отнести семантическую модель данных, предложенную Хаммером (Hammer) и Мак-Леоном (McLeon) в 1981 году, функциональную модель данных Шипмана (Shipman), также созданную в 1981 году, модель сущность-связь, предложенную Ченом (Chen) в 1976 году, и ряд других моделей.
У всех моделей были свои положительные и отрицательные стороны, но испытание временем выдержала только последняя, и в настоящий момент именно модель Чена сущность-связь (Entity Relationship) стала фактическим стандартом при инфологическом моделировании баз данных.