Понятие и структура базы данных по учебной дисциплине: Базы Данных

2. Этапы проектирования базы данных

Процесс проектирования включает в себя следующие шаги:

Определение задач, стоящих перед базой данных.
Сбор и анализ документов, относящихся к исследуемой предметной области.
Описание особенностей ПрО, которые позволяют установить зависимости и связи между объектами предметной области.
Создание модели предметной области.
Определение групп пользователей и перечня задач, стоящих перед каждой группой.
Выбор аппаратной и программной платформы для реализации БД.
Выбор СУБД.
Создание логической схемы БД.
Создание схем отношений, определение типов данных атрибутов и ограничений целостности.
Нормализация отношений.
Определение прав доступа пользователей к объектам БД.
Написание текста создания основных объектов базы данных на языке SQL в синтаксисе выбранной СУБД.
Написание текста создания вспомогательных объектов базы данных [1].
Все эти шаги выполняются в 5 этапов:
Инфологическое проектирование.
Определение требований к операционной обстановке, в которой будет функционировать информационная система.
Выбор системы управления базой данных и других инструментальных программных средств.
Логическое проектирование БД.
Физическое проектирование БД.[5]
В базе данных отражается информация об определенной предметной области. Предметной областью называется часть реального мира, представляющая интерес для данного исследования. Предметная область может относиться к любому типу организации. Информация, необходимая для описания предметной области, зависит от типа самой ПО, а также от поставленной задачи на проектирование системы. Эта информация может включать сведения о предметах, событиях, понятиях и их характеристиках.
При проектировании автоматизированных информационных систем предметная область отображается моделями данных нескольких уровней абстракции. Различают следующие модели отображения предметной области: инфологическая, даталогическая, физическая, внешняя. Для создания каждой из этих моделей отводится соответствующий этап проектирования базы данных.
Этап инфологического проектирования. На этапе инфологического проектирования строится инфологическая модель предметной области. Инфологической моделью предметной области называется описание предметной области, выполненное с использованием специальных языковых средств, без ориентации на используемые в дальнейшем программные и технические средства. Данная модель содержит исходную информацию о предметной области, необходимую для проектирования структуры базы данных. Эта информация мало зависит от особенностей СУБД. Более того, ИЛМ может успешно применяться для проектирования информационных систем, имеющих "небанковскую" организацию. Описание этой модели в терминах соответствующих языковых средств называется концептуальной схемой данных.
На этапе даталогического проектирования строится даталогичекая модель. Даталогическая модель (ДЛМ) представляет собой отображение логических связей между элементами данных безотносительно к их содержанию и среде хранения. Эта модель строится в терминах информационных единиц, допустимых в СУБД, в среде которой проектируется база данных. Описание логической структуры данных на языке СУБД называется внутренней схемой данных.
На этапе физического проектирования строится физическая модель. Физическая модель определяет используемые запоминающие устройства и способы физической организации данных на них. Эта модель служит для привязки даталогической модели к среде хранения и обычно строится с учетом возможностей, предоставляемых СУБД. Описание структуры организации данных на физических носителях информации называется схемой хранения данных.
К числу работ, выполняемых на этапе физического проектирования, относятся: выбор типа носителя информации и способа организации данных на нем, выбор метода доступа к данным на запоминающем устройстве, определение размера физического блока, управление размещением данных на носителе, управление свободной памятью, определение целесообразности сжатия данных и выбор методов сжатия и др.
На этапе проектирования внешних моделей строится модель, описывающая логическую структуру БД с точки зрения конкретного пользователя. Такая модель не всегда является точным подмножеством даталогической модели и называется внешней моделью (моделью пользователя), а ее описание на языке конкретной СУБД - подсхемой данных. В общем случае внешних моделей может быть столько, сколько имеется пользователей базы данных.
Использование аппарата подсхем облегчает работу пользователя, так как он должен знать структуру не всей базы данных, а только той ее части, к которой он имеет непосредственное отношение в своей практической деятельности. Эта структура приспособлена к потребностям конкретного пользователя. Пользователь имеет доступ только к тем данным, которые отражены в соответствующей подсхеме, что является одним из способов защиты информации от несанкционированного доступа.