21 Процессы проектирования. Построение логической модели данных.

Создание схемы базы данных на основе конкретной модели данных, например, реляционной модели данных. Для реляционной модели данных даталогическая модель — набор схем отношений, обычно с указанием первичных ключей, а также «связей» между отношениями, представляющих собой внешние ключи.

Концептуальная модель хранилища данных представляет собой описание главных (основных) сущностей и отношений между ними. Концептуальная модель является отражением предметных областей, в рамках которых планируется построение хранилища данных.

Логическая модель расширяет концептуальную путем определения для сущностей их атрибутов, описаний и ограничений, уточняет состав сущностей и взаимосвязи между ними.

Различают четыре логические модели данных:

• иерархические;

• сетевые;

• реляционные;

• многомерные.

С точки зрения структур данных, использующихся для связи между собой внутренних объектов базы, логические модели можно объединить в две группы:

• навигационные модели данных с адресными указателями на данные;

• ссылочная модель данных с именами (идентификаторами) данных.

К навигационным моделям данных относятся иерархическая, сетевая и многомерная логические модели, к ссылочной модели данных – реляционная модель.

Основным отличием базы данных от файловой системы является универсальность базы – т.е. независимость от какой-либо одной структуры описания предметного мира.

Уровни логической модели

Различают три уровня логической модели, отличающихся по глубине представления информации о данных:

• диаграммасущность-связь(Entity Relationship Diagram, ERD);

• модель данных, основанная на ключах (Key Based model, KB);

• полнаяатрибутивнаямодель(Fully Attributed model, FA).

Диаграмма сущность-связь представляет собой модель данных верхнего уровня. Она включает сущности и взаимосвязи, отражающие основные бизнес-правила предметной области. Такая диаграмма не слишком детализирована, в нее включаются основные сущности и связи между ними, которые удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым к ИС. Диаграмма сущность-связь может включать связи многие-ко-многим и не включать описание ключей. Как правило, ERD используется для презентаций и обсуждения структуры данных с экспертами предметной области.

Модель данных, основанная на ключах, - более подробное представление данных. Она включает описание всех сущностей и первичных ключей и предназначена для представления структуры данных и ключей, которые соответствуют предметной области.

Полная атрибутивная модель - наиболее детальное представление структуры данных: представляет данные в третьей нормальной форме и включает все сущности, атрибуты и связи.

22 Процессы проектирования. Построение физической модели данных.

Создание схемы базы данных для конкретной СУБД. Специфика конкретной СУБД может включать в себя ограничения на именование объектов базы данных, ограничения на поддерживаемые типы данных и т.п. Кроме того, специфика конкретной СУБД при физическом проектировании включает выбор решений, связанных с физической средой хранения данных (выбор методов управления дисковой памятью, разделение БД по файлам и устройствам, методов доступа к данным), создание индексов и т.д.

Физическая модель данных описывает реализацию объектов логической модели на уровне объектов конкретной базы данных.

Физическая модель БД определяет способ размещения данных на носителях (устройствах внешней памяти), а также способ и средства организации эффективного доступа к ним. Поскольку СУБД функционирует в составе и под управлением операционной системы, то организация хранения данных и доступа к ним зависит от принципов и методов управления данными операционной системы.

К вопросам организации данных относятся:

• выбор типа записи – единицы обмена в операциях ввода-вывода;

• выбор способа размещения записей в файле и, возможно, метода оптимизации размещения;

• выбор способа адресации и метода доступа к записям.

Стадия физического проектирования БД в общем случае включает:

• выбор способа организации БД;

• разработку спецификации внутренней схемы;

• описание отображения концептуальной схемы во внутренней.

В отличие от ранних СУБД, многие современные системы не предоставляют разработчику какого-либо выбора на этой стадии. Реально к вопросам проектирования физической модели можно отнести:

• выбор схемы размещения данных (разделение по файлам или тип RAID-массива);

• определение числа и типа индексов (например, кластеризованный или некластеризованный в случае MS SQL Server).

Способ хранения БД определяется механизмами СУБД автоматически по умолчанию на основе спецификаций концептуальной схемы БД, и внутренняя схема в явном виде в таких системах не используется. Внешние схемы БД обычно конструируются на стадии разработки приложений.