Данные и ЭВМ

Уровни описания данных

Информацией мы называем сведения о каких-либо объектах и процессах реального мира. Для того чтобы информация была упорядочена и могла обрабатываться компьютерными средствами ее нужно структурировать и превратить в данные. Данные в отличие от информации жестко структурированы и формализованы. Структурирование происходит в соответствии с известными моделями данных. Неструктурированную информацию компьютер может только хранить. Структурированными данными компьютер может управлять: совершать поиск по заданным критериям, агрегировать данные, анализировать и т.д..Структурированные данных хранятся в базах данных, а базы данных управляются при помощи систем управления базами данных (СУБД).

С одной стороны рядовой пользователь компьютера – бухгалтер, диспетчер склада, специалист по работе с заказами – не обязан знать все тонкости реализации баз данных на ЭВМ. С другой стороны именно рядовой пользователь – это тот человек, который должен описать предметную область и правильно поставить задачу разработчику. Объяснить какие данные должна хранить информационная система, какие объекты реального мира описываются этими данными, в какой форме данные должны предстать на экране в пользовательском интерфейсе, каким образом будет удобно делать запросы к базе данных и т.д.

Для разрешения этого противоречия было придумано три уровня описания данных, которые используются в процессе проектирования последовательно:

• Инфологическая модель данных;
• Даталогическая модель данных;
• Физическая модель данных.

Инфологическая модель данных

Инфологическая модель данных - это описание данных и предметной области, не зависящее от особенностей СУБД, на которой впоследствии будет создаваться база данных. Это именно тот уровень абстракции, на котором описывают предметную область будущие пользователи информационной системы – бухгалтеры, операторы, диспетчеры и т.д.. На этом уровне выделяются основные сущности предметной области и отношения между ними. Результатом такого описания обычно становится диаграмма в нотации Crow's Foot. Эта нотация изображает сущности предметной области прямоугольниками, а отношения между ними – ромбами и стрелками с различными концами.

Такие диаграммы также называют концептуальными моделями и человеко-ориентированными моделями. Инфологическая модель может измениться только в том случае, если произошли какие-то глобальные изменения в предметной области.

Даталогическая модель данных

Даталогическая модель данных также описывает сущности предметной области и связи между ними на основе уже имеющейся инфологической модели.. Но описание делается более детально и обязательно с учетом выбранной модели данных. Например, если известно, что база данных будет реализована на СУБД MySQL, то за основу берется реляционная модель данных. Тогда даталогическая модель данных будет представлена диаграммой «сущность -связь». В даталогическую модель нужно добавить атрибуты, описывающие сущность, и указать как установлены связи.

Изменения в даталогической модели могут происходить чаще, чем изменения в инфологической модели. Изменением может быть добавление нового атрибута или дополнительной таблицы. Но эти изменения не должны затрагивать глобальную концепцию инфологической модели.

Физическая модель данных

Физическая модель данных основывается на даталогической модели. Она должна учитывать не просто модель данных, а особенности конкретной СУБД. На физическом уровне разработчик должен указать для каждого атрибута сущности тип данных, длину и ограничения, которые можно использовать в конкретной СУБД. Некоторые средства позволяют сгенерировать базу данных автоматически на основе готовой физической модели.

Изменения физической модели могут происходить еще чаще, чем изменения даталогической модели. Иногда уже в процессе работы системы требуется увеличить длину поля данных или сменить его тип на более удобный. Но эти изменения не должны затрагивать даталогический уровень.