5.2. Етапи проектування бази даних

Моделювання даних

Основна мета моделювання даних полягає в заглибленні розуміння значення (семантики) даних і спрощенні процедур обговорення вимог до даних. При створенні моделі даних обов’язково необхідно отримати відповіді на певні запитання про окремі сутності, зв’язки і атрибути. Сутність, зв’язки і атрибути є фундаментальними поняттями деякого підприємства. Але їх реальний зміст буде залишатися не зовсім зрозумілим до того часу, поки вони не будуть належним чином описані в документації. Моделювання даних спрощує розуміння змісту елементів даних, тому побудова моделі необхідна для того, щоб гарантувати розуміння таких аспектів даних, як:

• вид даних з точки зору кожного користувача;

• природа даних самих по собі, незалежно від їх фізичного представлення;

• використання даних в межах області застосування додатку.

Моделі даних можуть використовуватися для відображення розуміння розробником тих вимог до даних, які існують на підприємстві. Якщо обидві сторони знайомі з нотацією, яка використовується для побудови моделі, то наявність моделі даних буде сприяти більш плодотворному спілкуванню користувачів і розробників.

Концептуальне проектування бази даних

Концептуальне проектування бази даних – це процес створення моделі інформації, яка використовується на підприємстві і не залежить від довільних фізичних аспектів її представлення.

Перша фаза процесу проектування бази даних називається концептуальним проектуванням бази даних. Вона полягає у створенні концептуальної моделі даних для тієї частини підприємства, яка аналізується. Ця модель даних створюється на основі інформації, записаної в специфікаціях вимог користувачів. Концептуальне проектування бази даних абсолютно не залежить від таких деталей її реалізації, як тип вибраної цільової СУБД, набір створюваних прикладних програм, мови програмування яка використовується, тип вибраної обчислювальної платформи та ін. При розробці концептуальна модель даних постійно піддається тестуванню і перевірці на відповідність до вимог користувача. Створена концептуальна модель даних підприємства є джерелом інформації для етапу логічного проектування бази даних.

Логічне проектування бази даних

Логічне проектування бази даних – це процес створення моделі інформації, яка використовується на підприємстві з врахуванням вибраної моделі організації даних і залежить від типу цільової СУБД та інших фізичних аспектів реалізації.

Друга фаза проектування бази даних називається логічним проектуванням бази даних. Її мета полягає в створенні логічної моделі даних для досліджуваної частини підприємства. Концептуальна модель даних, створена на попередньому етапі, уточнюється і перетворюється в логічну модель даних. Логічна модель даних враховує особливості вибраної моделі організації даних в цільовій СУБД (реляційна або мережна модель).

В процесі розробки логічна модель даних постійно тестується і перевіряється на відповідність до вимог користувачів. Для перевірки коректності логічної моделі даних використовується метод нормалізації. Нормалізація гарантує, що виведені з існуючої моделі даних відношення не будуть володіти надлишковістю даних, яка здатна викликати аномалії поновлення після їх фізичної реалізації.

Побудована логічна модель даних являється джерелом інформації для етапу фізичного проектування і забезпечує розробника фізичної бази даних. Логічна модель даних також відіграє важливу роль на етапі експлуатації у супроводу вже готової системи.

Концептуальне і логічне проектування – це ітеративні процеси, які починаються в певний момент часу і продовжуються у вигляді практично безконечного ряду уточнень і покращень. Їх необхідно розглядати як деякий процес вивчення. В міру поглиблення розробниками розуміння принципів роботи підприємства і змісту даних, які використовуються, вони виражають це розуміння у вигляді тої або іншої моделі даних. Зібрана інформація, в свою чергу, може вимагати внесення певних змін в інші частини проекту, який створюється.

Фізичне проектування бази даних

Фізичне проектування бази даних – це процес створення опису реалізації бази даних на вторинних запам’ятовуючих пристроях з вказанням структур зберігання і методів доступу, які використовуються для організації ефективної обробки даних.

Фізичне проектування є третім етапом процесу створення проекту бази даних, при виконанні якого проектувальник приймає рішення про способи реалізації бази даних, яка розробляється. Під час попереднього етапу проектування була визначена логічна структура бази даних. Хоча ця структура не залежить від конкретної цільової СУБД, вона створювалась з врахуванням вибраної моделі зберігання даних, наприклад реляційної, мережної або ієрархічної. Але, приступаючи до фізичного проектування бази даних, перш за все необхідно вибрати конкретну цільову СУБД. Між логічним та фізичним проектуванням існує постійний зворотній зв’язок, так як рішення, які приймаються на етапі фізичного проектування з метою підвищення продуктивності системи, здатні впливати на структуру логічної моделі даних.

Головною метою фізичного проектування бази даних є опис способу фізичної реалізації логічного проекту бази даних. У випадку реляційної моделі даних під цим розуміють наступне:

• створення набору реляційних таблиць і обмежень для них на основі інформації, представленої в глобальній логічній моделі даних;

• визначення конкретних структур зберігання даних і методів доступу до них, які забезпечують оптимальну продуктивність системи з базою даних;

• розробка засобів захисту системи, яка створюється.

Етапи концептуального і логічного проектування великих систем потрібно відділяти від етапу їх фізичного проектування. Для цього є декілька причин. Вони пов’язані з абсолютно різними аспектами системи: що робити і як робити. Вони виконуються в різний час, оскільки зрозуміти, що потрібно зробити, іде перш, ніж вирішити, як це зробити. Вони вимагають абсолютно різних навиків і вмінь, якими переважно володіють різні люди.