Лекция 2. Общие сведения о методологии построения баз данных

Цель:

• дать определение основных терминов, используемых при построении БД;

• рассмотреть основные подходы к проектированию ИС;

• рассмотреть порядок создания информационной модели БД;

• рассмотреть преимущества использования БД.

2.1. Основные термины и определения.

На практике результатом разработки информационного обеспечения ИС является модель, структура и реализация базы данных, доступ пользователей к которой осуществляется на этапе разработки программного обеспечения. Т. о. база данных - важнейший компонент любой информационной системы.

База данных (БД, database) - поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.

Предметная область - некоторая часть реально существующей системы, функционирующая как самостоятельная единица. Полная предметная область может представлять собой экономику страны или группы союзных государств, однако на практике для информационных систем наибольшее значение имеет предметная область масштаба отдельного предприятия или корпорации.

Таким образом, на практике база данных это некоторый набор постоянно хранимых данных, используемых прикладными программными системами какого-либо предприятия, организации, иной структурной единицы. Физически база данных представляет собой один или несколько специальным образом организованных файлов, хранящихся во внешней памяти. Пользователи не работают с базой данных непосредственно. Процесс взаимодействия между ними реализуется через систему управления базами данных.

Система управления базами данных (СУБД) - комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания и модификации базы данных, добавления, модификации, удаления, поиска и отбора информации, представления информации на экране и в печатном виде, разграничения прав доступа к информации, выполнения других операций с базой.

2.2. Подходы к проектированию ис.

При разработке ИС может быть использовано два подхода:

• классический подход представляет собой структурное проектирование, при котором осуществляется алгоритмическая декомпозиция системы по методу "сверху вниз". Именно в этом случае можно построить хорошо функционирующую систему с общей базой данных, согласованными форматами использования и обработки информации на всех участках, с оптимальным взаимодействием всех подсистем. Т.е. сначала производится анализ предметной области, разработка модели и структуры БД, реализация БД, а затем разработка отдельных автоматизированных рабочих мест (АРМов), которые используют общую БД. Суть данного подхода отображена на рисунке 3;

Рисунок 3. Классический подход к разработке ИС

• разработка ИС по методу "снизу вверх": вначале создаются отдельные АРМы, затем предпринимаются попытки объединения их в единую информационную систему (рисунок 4). Подобные разработки для крупных систем не могут быть успешны. Этот подход сложился исторически в процессе становления науки.

Рисунок 4. Подход к разработке ИС по схеме «снизу-вверх»

При разработке ИС необходимо воспроизвести информационную модель предметной области и структурировав полученные данные произвести разработку модели ИС. Этапы этого изображены на рисунке 5.

При этом очень важен анализ существующей практики реализации информационных процессов и нормативной информации (законов, постановлений правительства, отраслевых стандартов), определяющих необходимый объем и формат хранения и передачи информации. Если радикальной перестройки сложившегося информационного процесса не предвидится, следует учитывать имеющиеся формы хранения и обработки информации в виде журналов, ведомостей, таблиц и т.п. бумажных носителей.

Однако предварительно необходимо выполнить анализ возможности перехода на новые системы учета, хранения и обработки информации, возможно, исходя из имеющихся на рынке программных продуктов-аналогов, разработанных крупными информационными компаниями и частично или полностью соответствующими поставленной задаче.

Рисунок 5. Схема формирования информационной модели

Концептуальная модель - отображает информационные объекты, их свойства и связи между ними без указания способов физического хранения информации (модель предметной области, иногда ее также называют информационно-логической или инфологической моделью). Информационными объектами обычно являются сущности - обособленные объекты или события, информацию о которых необходимо сохранять, имеющие определенные наборы свойств - атрибутов.

Физическая модель - отражает все свойства (атрибуты) информационных объектов базы и связи между ними с учетом способа их хранения - используемой СУБД.

Внутренняя модель - база данных, соответствующая определенной физической модели.

Внешняя модель - комплекс программных и аппаратных средств для работы с базой данных, обеспечивающий процессы создания, хранения, редактирования, удаления и поиска информации, а также решающий задачи выполнения необходимых расчетов и создания выходных печатных форм.

Пример схемы формирования информационной модели

Рисунок 6.