Даталогическое проектирование - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Даталогической моделью БД называется модель логического уровня, построенная в рамках конкретной СУБД, в среде которой проектируется БД. Описание логической структуры БД в терминологии данной СУБД называется схемой БД. Под проектированием логической структуры БД понимается определение всех информационных единиц и связей между ними в терминологии выбранной СУБД, задание их имен, определение типов данных, задание по возможности количественных характеристик информационных единиц, таких как длины полей.
Таким образом, на этапе даталогического проектирования происходит преобразование инфологической модели в модель, которая поддерживается выбранной СУБД. Очевидно, что такое преобразование не должно никаким образом сказаться на адекватности полученного результата исходной предметной области.
Для преобразования ER-модели в даталогическую существует строгая последовательность вполне определенных действий, что позволило во многих современных СУБД автоматизировать этот процесс в рамках CASE-технологий.
На первом шаге каждой сущности ставится в соответствие реляционное отношение. Атрибуты сущности при этом становятся атрибутами отношения, а ключевой атрибут (в случае, если он один) сущности становится первичным ключом отношения. При наличии же нескольких возможных ключей первичный ключ из них необходимо выбирать, руководствуясь следующими правилами.
При отсутствии каких-либо дополнительных ограничений в качестве первичного ключа выбирается возможный ключ, имеющий минимальный набор атрибутов (лучше всего, если это всего один атрибут). Однако иногда бывают ситуации, когда в процессе функционирования БД значения ключевого атрибута могут меняться. В этом случае такой атрибут нежелательно выбирать в качестве первичного ключа, поскольку не все СУБД поддерживают возможность автоматического изменения связанных записей.
Иногда бывают ситуации, когда для задания первичного ключа отношения приходится использовать так называемые искусственные идентификаторы объекта-сущности. Делается это в следующих случаях:
- 1. Наличие синонимов в предметной области. Это означает, что естественное свойство объекта, наиболее подходящее для использования его в качестве первичного ключа, не обладает свойством уникальности. Например, в списке сотрудников может быть по каким-то причинам не предусмотрено наличие таких свойств, как табельный номер или номер паспорта (эти поля, очевидно, были бы уникальными и могли бы использоваться в качестве ключей). Естественный идентификатор сотрудника - ФИО - при наличии полных однофамильцев в этом случае теряет свойство уникальности и не может быть использован в качестве ключа. Единственным выходом из ситуации становится искусственное добавление дополнительного ключевого (например, автоинкрементного) поля. 2. Второй случай рассмотрен выше - значения естественного идентификатора объекта могут меняться со временем. 3. Один и тот же объект может участвовать во множестве связей с другими объектами. Это значит, что некий естественный идентификатор объекта должен присутствовать в качестве атрибута во многих отношениях. Если этот идентификатор является длинным (например, текстовым полем), а других более коротких естественных идентификаторов у этого объекта нет, то целесообразным является введение какого-то более короткого кодового обозначения для каждого экземпляра этого объекта.
Во всех рассмотренных случаях при введении искусственных идентификаторов нужно заранее предусмотреть, чтобы эти идентификаторы были статичными во времени.
Если у сущности имеются множественные свойства, то, как правило, для каждого такого свойства создается отдельное реляционное отношение, включающее два атрибута - атрибут, выбранный в качестве первичного ключа и атрибут, являющийся множественным свойством.
При наличии условных свойств объекта (под объектом в данном случае подразумевается запись в отношении, то есть экземпляр сущности) оно может храниться таким же образом, как и обычные свойства объекта, то есть в том же самом отношении, либо для этого свойства создается отдельное отношение, полями которого являются первичный ключ объекта и данное свойство. Первый случай оказывается предпочтительным, если этим свойством обладает множество объектов. Если же очень небольшое количество объектов имеют данное свойство, то множество значений будут пустыми в соответствующем поле и предпочтительным оказывается второй вариант.
При наличии составных свойств имеется два варианта: либо всему свойству ставится в соответствие один атрибут отношения, либо каждому отдельному элементу свойства ставится в соответствие свой атрибут. Выбор того или иного варианта определяется исходя из дополнительных условий, вытекающих из особенностей обработки данных.
Отдельного анализа требует задача создания отношений в случае наличия в ER-модели сложных объектов.
Для составных объектов нужно в каждом случае исходить из степени связи между ними и класса ее принадлежности, после чего создавать отношения в соответствии с рассмотренными ранее правилами.
Для обобщенных объектов также не существует однозначного решения. Можно всему объекту поставить в соответствие одно реляционное отношение, в котором будут перечислены атрибуты всех категорий этого объекта. В таком отношении обязательно должен присутствовать атрибут, по которому происходит деление объекта на категории.
Другим вариантом является создание для каждой категории объекта собственного отношения с атрибутами, соответствующими наследуемым и уникальным свойствам данной категории.
При наличии агрегированных объектов каждому такому объекту ставится в соответствие реляционное отношение. Атрибутами этого отношения становятся ключевые свойства всех входящих в агрегированный объект сущностей, и остальные свойства этих сущностей.
Для каждого атрибута отношения устанавливается тип данных, указывается свойство уникальности, обязательность или необязательность задания значения (атрибуты первичного ключа всегда должны иметь свойство обязательности) и при необходимости значения по умолчанию. На этом этапе происходит переименование имен сущностей и их атрибутов в соответствии с синтаксическими особенностями выбранной СУБД.
Связи между сущностями переносятся на связи между реляционными отношениями по правилам, изложенным в предыдущем разделе. При добавлении ключевых атрибутов одного отношения в набор атрибутов другого эти атрибуты становятся в нем внешним ключом, причем в случае необязательного класса принадлежности связи у атрибутов внешнего ключа допустимо свойство необязательности значений, а при обязательности связи значения атрибутов внешнего ключа должны всегда быть определены.
Итак, результатом даталогического проектирования БД явилась разработка ее логической схемы на языке описания данных выбранной СУБД. Возникает вопрос, как оценить полученный результат, какие критерии нужно использовать для того, чтобы сделать вывод о том, что разработанная схема БД является удовлетворительной? В одних случаях, например, на первом месте находится скорость доступа к данным, в других - степень надежности защиты информации, в третьих - простота обслуживания и т. д. При этом во многих случаях один критерий может входить в прямое противоречие с другим: увеличение скорости доступа к данным зачастую означает понижение степени защиты данных и ставит под угрозу безопасность информационной системы.
Ясно, что все критерии должны быть взаимосвязаны друг с другом, а оценка разработанной БД должна быть комплексной по совокупности всех критериев. При этом, конечно же, значимость каждого из критериев в зависимости от контекста использования информационной системы может быть разной, то есть каждый критерий имеет свой вес.
В настоящее время имеется стандартный набор основных критериев, которые используются при анализе БД.
- 1. Соответствие разработанной БД исходной предметной области. Этот критерий называется адекватностью схемы БД. Данное требование является исходным, поскольку без его выполнения говорить о чем-либо другом просто бессмысленно. Любое искажение предметной области означает, что БД является некорректной и не может использоваться. 2. Одним из проявлений адекватности БД является ее полнота - возможность удовлетворения потребностей различных категорий пользователей не только на данный момент времени, но и в дальнейшем. Под этим понимается также и то, что потребности пользователей могут быть самыми разнообразными и не всегда на стадии проектирования БД можно их все заранее спрогнозировать. Поэтому БД может хранить в себе большое количество детализированных описаний объектов и связей между ними. 3. Сложность структуры БД. Это требование относится, прежде всего, к структурированным БД, и в первую очередь к реляционным моделям. Под степенью сложности реляционной модели понимается количество отношений в БД, числом атрибутов в каждом отношении, количеством различных индексов, ключевых атрибутов, характером связей между отношениями. Как правило, БД считается тем лучше, чем проще ее схема. Однако это далеко не всегда так и зачастую излишнее упрощение схемы БД может привести к нарушению корректности ее схемы (за примером можно обратиться, например, к необходимости нормализации отношений). 4. Адаптируемость. Это требование трактуется достаточно широко. Под адаптируемостью понимается прежде всего возможность БД воспринимать изменения, происходящие в предметной области. Если в предметной области происходят изменения, то схема БД должна быть такой, чтобы эти изменения не отражались на структуре и логической модели БД. Если же по каким-то причинам обойтись без изменения структуры БД все же невозможно, то критерием оценки схемы БД является простота и эффективность внесения этих изменений.
Кроме того, с адаптируемостью связана способность системы учитывать возможность изменения потребностей различных категорий пользователей. С этим связана, прежде всего, возможность удовлетворять нерегламентированные запросы пользователей. Для этого в БД должны храниться детализированные данные, позволяющие получать различный набор производных данных в соответствии с разнообразными критериями запросов. Это означает, что пользователи могут получать информацию, отличную от непосредственно хранимой в БД.
Еще одним аспектом является возможность адаптации системы к изменениям в программном обеспечении. Это означает, что программное обеспечение должно быть стандартизированным и широко распространенным.
- 5. Дублирование данных. Дублирование данных является необходимым для обеспечения целостности данных в случае необходимости восстановления БД. Однако необходимо понимать, что дублирование приводит к увеличению объема памяти, к затратам на поддержание идентичности всех имеющихся копий, к требованиям, накладываемым на программное обеспечение, а значит, и к усложнению всей системы. 6. Объем необходимой памяти. 7. Скорость доступа к данным и обработки информации. Этот критерий относится, прежде всего, к системам, работающим в реальном масштабе времени. Оценить его иногда бывает достаточно сложно, особенно если система работает в многопользовательском режиме. Легче всего это сделать с помощью специальных тестовых программ, учитывающих большое количество как взаимозависимых, так и взаимонезависимых факторов. 8. Универсальность. Под этим, в частности, понимается возможность использования БД широким кругом пользователей, в том числе не являющихся специалистами в области компьютерных технологий.
Похожие статьи
-
Целостность БД - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Банк база данный case технология Понятие целостности является одним из основополагающих в теории БД. Любая БД содержит в себе информацию об объектах...
-
Инфологическое моделирование - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Инфологическое проектирование является вторым этапом проектирования БД, который следует непосредственно после анализа предметной области. Эта стадия...
-
Построение реляционной схемы БД - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
В основе реляционной модели БД лежит понятие отношения. Под отношением в этой модели понимается двумерная таблица данных. Строки таблицы называются...
-
Уровни и типы моделей БД - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Любая БД отражает информацию об определенной предметной области. В зависимости от уровня абстракции, на котором представляется предметная область,...
-
При работе над проектом разрабатывались два основных компонента системы: база данных (далее - БД) и интерфейс клиентского приложения. Затем необходимо...
-
Этапы проектирования и создания БД - Система управления базами данных
При разработке БД можно выделить следующие этапы работы. I этап. Постановка задачи. На этом этапе формируется задание по созданию БД. В нем подробно...
-
Информационные объекты и их связи - Система управления базами данных
Понятие информационного объекта Информационный объект - описание некоторой сущности (реального объекта, явления, события) в виде совокупности логически...
-
Модели транзакций - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Под транзакциями понимаются действия, производимые над базой данных и переводящие ее из одного согласованного состояния в другое согласованное состояние....
-
Физические модели БД - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Под физической моделью БД понимается способ размещения данных на устройствах внешней памяти и способ доступа к этим данным. Каждая СУБД по-разному...
-
Основные термины теории баз данных - БД (База данных) - совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы...
-
Сетевая модель данных, Реляционная модель данных - Система управления базами данных
Отличие сетевой структуры от иерархической заключается в том, что каждый элемент в сетевой структуре может быть связан с любым другим элементом (рис. 8)....
-
Структура SQL - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Широкое развитие информационных систем и связанная с этим унифицированность информационного пространства привело к необходимости создания стандартного...
-
Создание представлений - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Представлением (View) называется виртуальная таблица, отображающая данные, получаемые из реальных таблиц БД, а также из других представлений....
-
Защита информации в БД - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Целью защиты информации является обеспечение безопасности ее хранения и обрабатывания. Процесс построения эффективной защиты начинается на начальных...
-
Причины возникновения систем баз данных Основой решения большинства задач является обработка информации. Информация - это совокупность фактов,...
-
Запросы на выборку - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Запросы используются для получения пользователем информации, содержащейся в БД, в удобном для него виде. Результат запроса отображается для пользователя...
-
Пользовательский интерфейс должен позволять заводить в базе данных информацию о новых охранниках, обслуживаемых объектах, автоматизировать составление...
-
Реляционная алгебра, реляционное исчисление - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Для работы с реляционными отношениями используется аппарат реляционной алгебры, предложенный Ф. Э. Коддом. Этот аппарат мог возникнуть потому, что в...
-
Объектно-ориентированная модель - Система управления базами данных
В объектно-ориентированной модели при представлении данных имеется возможность идентифицировать отдельные записи базы данных. Между записями и функциями...
-
Распределенная обработка данных - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
В современных условиях работа пользователя с небольшой по объему БД, расположенной на одном компьютере, в монопольном режиме является нехарактерной....
-
Настройка и администрирование СУБД - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Для успешного функционирования разработанной ИС недостаточно выбора СУБД и сервера БД. В процессе эксплуатации всегда на разных этапах приходится...
-
Определение и типология банков данных - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
В основе решения практически любой задачи лежит обработка определенной информации. Система обработки информации, в том числе и автоматизированная с...
-
Каждая СУБД имеет особенности в представлении структуры таблиц, связей, определении типов данных и т. д. которую необходимо учитывать при проектировании....
-
Назначение и функции программной системы Разработанная база данных "Библиотека" предназначена для использования в учреждениях библиотек. Основной...
-
Инфологическое проектирование Стандартным способом представления концептуальной модели базы данных являются диаграммы "сущность-связь" (ERD),...
-
Описание предметной области ООО ИСК "Волгастройинвест" является официальным представителем ряда отечественных и зарубежных фирм, предлагающих на...
-
Принципиальная электрическая схема определяет полный состав элементов и связей между ними и дает детальное представление о принципах работы объекта...
-
Система управления БД - Система управления базами данных
Система управления базами данных - комплекс символьных и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного доступа к БД. Первые...
-
В данном разделе была разработана функциональная схема работы программного комплекса, которая в общем виде описывает состав комплекса, характер и виды...
-
Базы данных - Система управления базами данных
Предметная область АИС "материализуется" в форме, хранимой в памяти ЭВМ структурированной совокупности данных, которые характеризуют состав объектов...
-
Регистрация нового пользователя в системе возможна двумя способоами: 1) Самостоятельная регистрация пользователя; 2) Регистрация пользователя...
-
Управляющим компонентом многих СУБД является ядро, выполняющее следующие функции: Хоменко А. Д. Основы современных компьютерных технологий /А. Д....
-
Введение - Система управления базами данных
Развитие средств вычислительной техники обеспечило для создания и широкого использования систем обработки данных разнообразного назначения....
-
Концептуальный уровень, Внутренний уровень - Система управления базами данных
Концептуальное представление - представление всей информации БД в несколько более абстрактной форме по сравнению с физическим способом хранения данных....
-
Наличие двух разделов обязательно для работы BitLocker, поскольку проверка подлинности перед запуском и проверка целостности системы должны выполняться...
-
Организация парольной защиты - Проектирование и разработка базы данных "Прокат автомобилей"
По мере того как деятельность организаций все больше зависит от компьютерных информационных технологий, проблемы защиты баз данных становятся все более...
-
Наиболее распространенная форма - ЭВМ. Раньше чаще использовались вычислительные центры (ВЦ). Вычислительный центр - организуется и специализируется на...
-
Наиболее распространенная форма - ЭВМ. Раньше чаще использовались вычислительные центры (ВЦ). Вычислительный центр - организуется и специализируется на...
-
Разработка логической модели АИС - Проектирование автоматизированной информационной системы
Логическая модель данных является начальным прототипом будущей базы данных. Логическая модель строится в терминах информационных единиц, но без привязки...
-
Обоснование выбора СУБД База данных - это совокупность сведений о реальных объектах, процессах, событиях или явлениях, относящихся к определенной теме...
Даталогическое проектирование - Банки и базы данных. Системы управления базами данных