Процесс проектирования базы данных делится на следующие этапы:
- Инфологическое проектирование базы данных.
- Изложение требований к той операционной обстановке, в которой планируется использование информационной системы.
- Определение с СУБД и другого программного обеспечения.
- Логическое проектирование базы данных.
- Физическое проектирование базы данных.
Инфологическое проектирование
Инфологическое проектирование выполняют с целью определения предметной области системы и формирования взгляда будущих пользователей базы данных на предметную область, т.е. инфологической модели предметной области.
Инфологическая модель предметной области описывает структуру и динамику предметной области, характер информационных потребностей пользователей. Это описание выражает типы объектов предметной области, связанные с ними ограничения целостности и те процессы, которые приведут к переходу предметной области в другое состояние.
Статья: Этапы проектирования
Существует 3 основных подхода к созданию инфологической модели предметной области:
- функциональный подход реализует принцип "от задач", используется при известных функциях комплекса задач или группы лиц, с целью обслуживания чьих информационных потребностей создается база данных;
- предметный подход применяют при наличии четкого представления о самой предметной области и о видах информации для хранения в базе данных, но еще не определенной структуре запросов;
- проектирование с использованием метода "сущность-связь", который является комбинацией функционального и предметного подхода.
Остановимся более подробно на этом методе.
Инфологическое проектирование начинается с моделирования предметной области, которую разработчик разбивает на несколько отдельных областей, каждая из которых содержит информацию, которая является достаточной, чтобы обеспечить запросы отдельной группы будущих пользователей или решить отдельную задачу. Моделирование каждого локального представления происходит по отдельности, затем их объединяют.
На выбор локального представления влияет масштаб предметной области, которую обычно разбивают на локальные области так, чтобы каждая из них содержала 6–7 сущностей и соответствовала отдельному внешнему приложению.
Определяют атрибуты каждой сущности, которые делятся на:
- описательные и идентифицирующие;
- простые и составные;
- основные и производные;
- однозначные и многозначные.
Для атрибута указывается его название, тип данных и описываются ограничения целостности – множество значений, которые он может принимать.
Затем определяются связи внутри локального представления, каждая из которых определяется именем, обязательностью (обязательные и факультативные), степенью и типом (1:1, 1:М, М:М).
Обратим внимание, что обязательные связи выделяют двойной линией.
Степень связи определяет количество сущностей, охваченных данной связью.
Например, связь между отделом и сотрудниками, работающими в нем – бинарная. А связь ЭКЗАМЕН между дисциплиной, студентом и преподавателем – тернарная.
После создания локальных представлений выполняют их объединение. При объединении нужно определить и устранить все противоречия, которое приводит к необходимости возврата на этап моделирования локальных представлений.
Определение требований к операционной обстановке
На этом этапе оцениваются требования к вычислительным ресурсам, которые необходимы для работы системы, определяется тип и конфигурация конкретного компьютера, выбирается тип и версия операционной системы. Если планируется работа базы данных в многопользовательском режиме, то необходимо подключить ее к сети и установить соответствующую многозадачную операционную систему.
Выбор СУБД и другого программного обеспечения
Выбор СУБД принципиально влияет на проектирование базы данных. На практике разработчики руководствуются несколькими важнейшими критериями, среди которых:
- модель данных, поддерживающийся данной СУБД, её соответствие потребностям предметной области;
- производительность системы;
- функциональные возможности для последующего развития информационной системы;
- оснащенность системы инструментарием для администрирования данными;
- надежность и удобство эксплуатации СУБД;
- стоимость СУБД и возможного дополнительного программного обеспечения.
Логическое проектирование БД
На данном этапе ведется разработка логической структуры базы данных, которая соответствует логической модели предметной области, что существенно зависит от типа модели данных, которая поддерживается данной СУБД.
В результате строятся схемы базы данных концептуального и внешнего уровней архитектуры, которые составлены на языке определения данных DDL, поддерживаемом выбранной СУБД.
Физическое проектирование БД
Физическое проектирование заключается в отображении логической структуры базы данных в структуру хранения. При этом решаются вопросы размещения в памяти хранимых данных, выбираются эффективные методы доступа к разным компонентам базы данных. Результат этого этапа – схема хранения на языке определения данных (DDL).
Одним из важнейших моментов проектирования базы данных является разработка средств защиты базы данных, которая делится на:
- защиту от сбоев – применяется резервное копирование;
- защиту от несанкционированного доступа – для доступ к данным пользователю предоставляется соответствующее право доступа.
