Проектирование базы данных информационной системы

Введение

Базой данных может считаться некоторый набор данных одного типа, подвергнутых организации по схеме данных в таком порядке, что их могут эффективно использовать конечные пользователи. Реализация проекта каждой программной системы, которая предназначена для обработки баз данных, необходимо начать с выполнения структурной организации данных. Сформированная структурная организация данных позволяет проектировать программы, которые реализуют операции по управлению имеющимися информационными данными. Такой порядок действий обусловлен тем фактом, что более удобно, опираясь на структурную организацию данных, приступить к логическому преобразованию этих данных, чем исполнять эти процедуры в обратном порядке.

Проектирование базы данных информационной системы

Информационные базы данных принято классифицировать следующим образом:

1. Иерархическая база данных – это древовидная структура, которая состоит из объектов различных уровней. На верхнем уровне, именуемом корнем, находится один объект, а за ним расположены объекты остальных уровней. Любой объект может включать в свой состав объекты более низких уровней. Такие объекты находятся в отношениях предка, поскольку расположены ближе к корню, к потомкам, имеющим более низкий уровень. Существует вероятность варианта, в котором объект, выступающий как предок, не имеет потомков или же их у него больше одного, но все потомки, в любом случае будут иметь только одного предка. Когда у объектов есть общий предок, то они считаются близнецами.
2. Сетевая база данных реализована на модели данных, которая основана на логике. Она может считаться продолжением иерархического подхода и основывается на чёткой теории математики, позволяющей описать структуру базы данных, характеристики целостности данных и методики их обработки. Иерархическая и сетевая модели данных отличаются тем обстоятельством, что в иерархической структуре потомок может иметь лишь одного предка, а при сетевой структуре данных потомок может обладать неограниченным количеством предков.
3. Реляционная база данных базируется на табличном моделировании данных и прикладной теории формирования баз данных, которая считается приложением к проблемам работы с данными.
4. Объектно-ориентированная база данных, в которой осуществляется формирование модели данных как объектов, их атрибутики, методик и классов.
5. Объектно-реляционная база данных, поддерживающая необходимые технологии, которые реализуют объектно-ориентированный подход.

Обработку любых баз данных необходимо начать с создания организационной структуры данных. Необходимо заметить, что существует проектирование высокого уровня, где задаются сущности и отчасти поля, которые предназначены для сохранения информации, а также детальное проектирование, когда созданная обобщённая структура должна быть подвергнута коррекции и различным модификациям. При детальном проектировании или уже по его завершению реализуется программирование логических основ обработки данных. Логические основы могут быть сформированы с помощью средств проектируемой базы данных (что более приемлемо) или же логические принципы создаются в программном приложении, которое находится в непосредственной зависимости от типа приложения, выполняющего доступ и работу с данными. В первом варианте проектируемое приложение способно иметь «тонкого» клиента, а во втором варианте получит «толстого» клиента.

Реляционные базы данных проектируются на основе реляционного моделирования данных, состоящего из следующих правил:

1. Правило структуры. Информационные данные в базе представляются набором отношений в табличной форме.
2. Правило целостности. Взаимные отношения обязаны соответствовать требуемым условиям целостности, то есть, реляционная модель базы данных обязана осуществлять поддержку декларации ограничений, связанных с целостностью доменного уровня, уровня отношений и уровня базы данных.

Для описания структуры базы данных, необходимо привести формулировку нескольких основных терминов:

1. Термин «тип данных» для реляционной модели данных аналогичен термину тип данных в языках программирования.
2. Термин «домен» может быть определён как задание конкретного типа данных, к которому относятся доменные компоненты, и логического выражения произвольного формата, применяемого к компонентам этого типа. Когда итог расчётных операций логической формулы, касающихся данного компонента, будет определяться как «истина», то этот компонент будет считаться доменным компонентом.
3. Термин «атрибут» определяется как компонент отношения, который входит в уникальный комплекс состава отношения. В состав атрибута должно входить имя атрибута и домена/типа данных. При работе в табличном формате, атрибутом считается столбец таблицы, а так же поля в структуре базы данных.
4. Термин «структура отношения» означает множество пар, а именно имени атрибута, которое является уникальным для этого отношения, и имени домена или типа, в случае, если доменная концепция не выступает как актуальная.
5. Термин «схема базы данных» определяет комплекс отношений, обладающих именем, и их взаимные связи. В табличном формате структурой отношения является табличная структура базы данных, а сама схема базы данных представляется набор таблиц и их взаимоотношений.

При работе над проектом базы данных информационной системы требуется осуществить решение следующих задач:

1. Реализовать процедуру хранения в базе данных всей требуемой информации.
2. Доступность информации по каждому разрешённому запросу.
3. Ликвидация имеющегося переизбытка данных и их дублирования.
4. Обеспечение защищённости информации от повреждения.