Уровни моделирования базы данных
1. Концептуальное проектирование БД - процесс создания модели информации , используемой на предприятии и не зависящей от любых физических аспектов ее представления.
Концептуальный уровень моделирования заключается в создании концептуальной модели (КМ) данных для анализируемой части предприятия. Эта модель данных создается на основе информации, записанной в спецификациях требований пользователей. Концептуальное моделирование БД абсолютно не зависит от таких подробностей ее реализации, как тип выбранной целевой СУБД, набор создаваемых прикладных программ, используемые языки программирования, тип выбранной вычислительной платформы и т.д.
В основе КМ лежит понятие сущности
– класс объектов, представляющих интерес в рамках данной задачи (Пр: класс-студент, объекты – студент Иванов, студент Петров (объекты-ФИО, преподаватель и т.п. ??? неправильно)).
Каждая сущность должна иметь уникальное имя в рамках конкретной модели, которое отражается в качестве существительного в именительном падеже и единственном числе. Каждая сущность должна иметь ключ.
Концептуальный уровень моделирования включает этапы:
1. Изучение предметной области.
1.1. Определяется цель автоматизации.
1.2. Выявляется, с чьей точки зрения, будет создаваться проект.
Выявляются основные процессы, подлежащие автоматизации
2. Определение типов сущностей.
3. Определение типов связей.
4. Определение атрибутов и связывания их с типами сущностей и связей.
5. Определение доменов атрибутов.
6. Определение атрибутов, являющихся потенциальными и первичными ключами.
7. Специализация или генерализация типов сущностей (необязательный этап).
8. Создание диаграммы «сущность-связь».
9. Обсуждение локальных концептуальных моделей данных с конечным пользователем.
10. Корректировка модели.
2. Логическое проектирование БД – процесс конструирования информационной модели предприятия на основе существующих конкретных моделей данных.
Фаза логического проектирования БД заключается в преобразовании КМ в логическую (ЛМ) данных предприятия с учетом выбранного типа СУБД (пр.: реляционная). На уровне логического моделирования рассматривается необходимость в связях 1:1, удаляются все связи типа m к n (множественные связи – ввод слабых сущностей) и рекуррентные связи (связи, в которых одни и те же сущности участвуют несколько раз и в разных ролях; связи, в которых сущность некоторого типа взаимодействует сама с собой).
Логический уровень моделирования включает этапы:
1. Построение и проверка локальной логической модели данных на основе представления о предметной области каждого из типов пользователей.
1.1. Преобразование концептуальной модели данных в логическую модель.
1.2. Определение набора отношений исходя из структуры логической модели данных.
1.3. Проверка модели с помощью правил нормализации.
1.4. Проверка модели в отношении транзакций пользователей.
1.5. Создание диаграмм “сущность-связь”.
1.6. Определение требований поддержки целостности данных.
1.7. Обсуждение разработанных локальных логических моделей данных с конечными пользователями.
2. Создание и проверка глобальной логической модели данных.
3. Проверка возможностей расширения модели в будущем.
4. Создание окончательного варианта диаграммы «сущность-связь».
5. Обсуждение глобальной логической модели данных с пользователями.
Если КМ содержит рекурсивные связи, они должны быть устранены посредством определения некоторой промежуточной сущности и все связи должны быть заменены на 1:n или 1:1.
Если в КМ присутствуют связи типа m:n («многие-ко-многим»), то их следует устранить путем определения некоторой промежуточной сущности (слабой).
Связь типа m: n заменяется двумя связями типа 1:n, устанавливаемыми со вновь созданной сущностью.
На этом уровне удаляются все связи со свободными атрибутами, удаляются сложные атрибуты, заменяются простыми, удаляются вычисляемые атрибуты. Проверяются все связи и при необходимости удаляются все избыточные.
Однако на этом этапе игнорируются все остальные аспекты выбранной СУБД – например, любые особенности физической её структур хранения данных и построение индексов.
Построение ЛМ данных является источником информации для этапа физического проектирования.
3. Физическое проектирование БД – процесс создания описания конкретной реализации БД, размещаемой во вторичной памяти. Предусматривает описание структуры хранения данных и методов доступа, предназначаемых для осуществления наиболее эффективного доступа к информации.
При логическом проектировании разработчик сосредотачивается на том, что надо сделать, тогда как при физическом проектировании он ищет способ, как это сделать. Этап физического проектирования БД имеет обратную связь с логическим проектированием.
Физический уровень моделирования включает этапы:
1. Перенос глобальной логической модели данных в среду целевой СУБД
1.1. Проектирование таблиц БД в среде целевой СУБД
1.2. Реализация бизнес правил предприятия в среде целевой СУБД
2. Проектирование физического представления БД.
2.1. Анализ транзакций
2.2. Выбор файловой структуры
2.3. Определение вторичных индексов
2.4. Анализ необходимости введения контролируемой избыточности данных
2.5. Определение требований к дисковой памяти
3. Разработка механизмов защиты
3.1. Разработка пользовательских представлений (видов)
3.2. Определение прав доступа
3.3. Организация мониторинга и настройки функционирования системы.
