Концептуальное проектирование, его цель, процедуры

Цель концептуальн проектирования-создание концептуальн модели данных исходя из представлений пользователя о предметной обл-ти.

Концептуальн проектир-ние:

1 анализ требований к БД: выявление представлений конечных пользователей и требований к обработке транзакций

2 моделир-ние связей сущностей и нормализация; определение сущностей, атрибутов и связей, построение ER-диаграмм, нормализация таблиц.

3 проверка модели данных: правила ввода, обновления и удаления, проверка отчетов, запросов, представлений

4 проектирование распределенной БД: определение местополож-я таблиц, требований доступа и стратегии фрагментирования.

Процедуры: 1 определение сущностей и их документирование: для идентификации сущностей определяются объекты, которые существуют независимо от других. Такие объекты являются сущностями. Каждой сущности присваивается осмысленное имя, понятное пользователям. Имена и описания сущностей заносятся в словарь данных.

2 создание семантической модели предметной области

3 определение связей между сущностями и их документирование:

Определяются только те связи между сущностями, которые необходимы для удовлетворения требований к проекту БД. Устанавливается тип каждой из них. Выявляется класс принадлежности сущностей. Связям присваиваются осмысленные имена, выраженные глаголами. Развернутое описание каждой связи с указанием ее типа и класса принадлежности сущностей, участвующих в связи, заносится в словарь данных.

4обсуждение концептуальной модели данных с конечными пользователями - если будут обнаружены несоответствия предметной области, то в модель вносятся изменения до тех пор, пока пользователи не подтвердят, что предложенная им модель адекватно отображает их личные представления.

Логическое проектирование, цель, процедуры

Цель – преобразование концептуальной модели на основе выбранной модели данных в логическую модель, не зависимую от особенностей используемой в дальнейшем СУБД для физической реализации БД.

Результат: - логич структура БД, которая представляет собой схему, описанную в терминах языка описания данных

- функционирование спецификации программных модулей и набор возможных запросов к БД.

Процедуры: 1 определение набора таблиц из ER-модели и их документирование-для каждой сущности ER-модели создается таблица. Имя сущности – имя таблицы. Устанавливаются связи между таблицами посредством механизма первичных и внешних ключей. Структуры таблиц и установленные связи между ними документируются.

2 проверка логической модели данных на предмет выполнения всех транзакций, предусмотренных пользователями. Транзакция – набор действий, выполняемых отдельным пользователем или прикладной программой с целью изменения содержимого БД.

3 определение требований поддержки целостности данных и их документирование – эти требования представляют собой ограничения, которые вводятся с целью предотвратить помещение в БД противоречивых данных.

4 создание окончательного варианта логической модели данных и обсуждение его с пользователями – подготавливается окончательный вариант ER-модели, представляющей логическую модель данных.

Физическое проектирование, цель, процедуры

Цель этапа физическ проектирования- описание конкретной реализации БД, размещаемой во внешней памяти компьютера. Процедуры физич проектир-я:1 проектир-ние таблиц БД средствами выбранной СУБД – осущ-ся выбор реляционной СУБД, которая будет использ-ся для создания БД, размещаемой на машинных носителях. Изучаются ее функциональные возможности по проектир-ю таблиц. Затем выполняется проектир-ние таблиц и схемы их связи в среде СУБД. Подготовленный проект БД описывается в сопровождаемой документации.

2 проектир-е физической организации БД. На этом шаге выбирается наилучшая файловая организация для таблиц. Выявляются транзакции, которые будут выполняться в проектируемой БД, и выделяются наиболее важные из них. Анализируется пропускная способность транзакций-кол-во транзакций, которые могут быть обработаны за заданный интервал времени, и время ответа – промежуток времени, необходимый для выполнения одной транзакции. Стремятся к повышению пропускной способности транзакций и уменьшению времени ответа. На основании указанных показателей принимаются решения об оптимизации производительности БД путем определения индексов в таблицах, ускоряющих выборку данных из базы, или снижения требований к уровню нормализации таблиц. Проводится оценка дискового объема памяти, необходимого для размещения создаваемой БД. Стремятся к его минимизации.

3 разработка стратегии защиты БД. БД- ценный корпоративный ресурс, поэтому орг-ции ее защиты уделяется много внимания. Для этого проектировщики должны иметь полное и ясное представление обо всех средствах защиты, представляемых выбранной СУБД.

4 орг-ция мониторинга функц-ния БД и ее настройка. После создания физического проекта БД организуется непрерывное слежение за ее функционированием. Полученные сведения об уровне производительности БД используются для ее настройки. Для этого привлекаются и средства выбранной СУБД.

Семантическая объектная модель. Пример объектной диаграммы.

Любая развитая семантическая модель данных, как и реляционная модель, включает структурную, манипуляционную и целостную части, главным назначением семантических моделей является обеспечение возможности выражения семантики данных.

Наиболее часто на практике семантическое моделирование используется на первой стадии проектирования базы данных. При этом в терминах семантической модели производится концептуальная схема базы данных, которая затем вручную преобразуется к реляционной (или какой-либо другой) схеме. Этот процесс выполняется под управлением методик, в которых достаточно четко оговорены все этапы такого преобразования.

Менее часто реализуется автоматизированная компиляция концептуальной схемы в реляционную. При этом известны два подхода: на основе явного представления концептуальной схемы как исходной информации для компилятора и построения интегрированных систем проектирования с автоматизированным созданием концептуальной схемы на основе интервью с экспертами предметной области. И в том, и в другом случае в результате производится реляционная схема базы данных в третьей нормальной форме.

Далее мы кратко рассмотрим некоторые черты одной из наиболее популярных семантических моделей данных - модель "Сущность-Связи" (часто ее называют кратко ER-моделью).

На использовании разновидностей ER-модели основано большинство современных подходов к проектированию баз данных (главным образом, реляционных). Модель была предложена Ченом (Chen) в 1976 г. Моделирование предметной области базируется на использовании графических диаграмм, включающих небольшое число разнородных компонентов. В связи с наглядностью представления концептуальных схем баз данных ER-модели получили широкое распространение в системах CASE. Основными понятиями ER-модели являются сущность, связь и атрибут.

Сущность - это реальный или представляемый объект, информация о котором должна сохраняться и быть доступна. В диаграммах ER-модели сущность представляется в виде прямоугольника, содержащего имя сущности.

Связь - это графически изображаемая ассоциация, устанавливаемая между двумя сущностями. Эта ассоциация всегда является бинарной и может существовать между двумя разными сущностями или между сущностью и ей же самой (рекурсивная связь). Связь представляется в виде линии, связывающей две сущности или ведущей от сущности к ней же самой. При это в месте "стыковки" связи с сущностью используются трехточечный вход в прямоугольник сущности.. Обязательный конец связи изображается

 

сплошной линией, а необязательный - прерывистой линией.

В изображенном ниже примере связь между сущностями БИЛЕТ и ПАССАЖИР связывает билеты и пассажиров. При том конец сущности с именем "для" позволяет связывать с одним пассажиром более одного билета, причем каждый билет должен быть связан с каким-либо пассажиром. Конец сущности с именем "имеет" означает, что каждый билет может принадлежать только одному пассажиру, причем пассажир не обязан иметь хотя бы один билет.