Планування бази даних. Аналіз вимог до бази даних. Аналіз предметної області. Концептуальне моделювання предметної області.

Планування бази даних

Етап планування бази даних передбачає розробку загального стратегічного плану, який дозволить ефективно реалізувати етапи життєвого циклу БД. Тут вирішуються такі питання:

− аналіз існуючих інформаційних систем;

− доцільність зміни існуючої інформаційної системи;

− обсяг робіт і ресурсів, вартість проекту;

− визначення технічного завдання для проекту бази даних;

− визначення технічних вимог;

− розробка методології збору даних, визначення їх формату;

− визначення необхідної документації;

− визначення послідовності проектування і реалізації застосувань.

Аналіз вимог до бази даних

На етапі аналізу вимог до бази даних вирішуються такі задачі: − визначення діапазону дії і границь застосувань БД;

− визначення складу користувачів і областей застосування;

− визначення представлень користувачів, що підтримуються БД.

На цьому етапі також збираються і аналізуються вимоги користувачів: − опис даних, що застосовуються (вхідні і вихідні документи);

− детальні відомості про транзакції;

− відомості про засоби застосування даних.

На основі всієї цієї інформації складаються специфікації вимог користувачів.

Проектування бази даних

Процес проектування БД являє собою послідовність переходів від неформального мовного опису інформаційної структури предметної області до формалізованого опису об'єктів предметної області в термінах деякої моделі. Проектування БД складається з таких етапів:

− системний аналіз предметної області;

− концептуальне проектування;

− логічне проектування;

− фізичне проектування.

Системний аналіз передбачає мовний опис реальних об'єктів предметної області, визначення зв'язків між об'єктами, дослідження характеристик об'єктів і зв'язків. Результати дослідження використовуються при концептуальном проектуванні БД.

Для визначення складу і структури предметної області застосовуються або функціональний, або предметний підходи.

Функціональний підхід застосовує рух "від задач" і використовується у тих випадках, коли заздалегідь відомі функції майбутніх користувачів БД, а також відомі всі задачі,для інформаційних потреб яких створюються БД. В цьому випадку на основі виробничих документів, опитувань замовників можна чітко визначити мінімальний набір об'єктів предметної області та їх взаємозв'язок.

Предметний підхід застосовується у тому випадку, коли інформаційні потреби майбутніх користувачів чітко не визначені. В цьому випадку не можна чітко визначити мінімальний набір об'єктів предметної області. В опис предметної області включаються об'єкти та зв'язки, які є найбільш характерними та найбільш суттєвими для неї. БД називається предметною і може використовуватися для розв’язання задач, які заздалегідь не визначені.

У практичній діяльності використовується комплексний підхід, який з одного боку дозволяє розв’язувати конкретні інформаційні та функціональні задачі, а з іншого боку – враховує можливість додавання нових застосувань.

У загальному випадку існує два підходи до проектування БД: низхідне проектування і висхідне проектування (рис.). Низхідне проектування починається з визначення наборів даних, потім визначаються елементи даних для кожного з таких наборів. Цей процес включає в себе ідентифікацію різних типів сутностей і визначення атрибутів кожної сутності. Низхідне проектування включає операції декомпозиції, що передбачає заміну вихідної множини відношень, що входять в схему БД, іншою множиною відношень, які є проекціями вихідних відношень.

Цей підхід рекомендується застосовувати у тих випадках, коли кількість, різноманітність та складність сутностей, зв'язків і транзакцій значна за розмірами. Найбільш поширеними моделями для цього проектування є моделі "сутність − зв'язок" (ER-моделі, Entity-Relationship model).

Висхідне проектування починається з виявлення елементів даних, які потім групуються в набори даних. Спочатку визначаються атрибути, які потім об'єднуються в сутності. Висхідне проектування включає операції синтезу, що передбачає виконання компоновки із заданої множини функціональних залежностей між об'єктами предметної області вихідних відношень схеми БД.

Цей підхід рекомендується застосовувати у тому випадку, якщо розробляється невелика БД з незначною кількістю об'єктів, атрибутів і транзакцій.

Концептуальне проектування полягає в створенні концептуальної моделі, яку відображає концептуальна схема БД. На цьому етапі визначаються об'єкти, зв'язки міжоб'єктами, атрибути, ключові атрибути.

Логічне проектування полягає в створенні логічної моделі на основі вибраної моделі даних. На цьому етапі необхідно вже знати яка СУБД буде застосовуватися в системі (ієрархічна, мережна, реляційна, об'єктно-орієнтована). Для перевірки вірності логічної моделі застосовується нормалізація. Крім того логічна модель перевіряється на умову забезпечення всіх транзакцій користувачів.

Фізичне проектування полягає в описі засобів фізичної реалізації логічного проекту БД. Фізичні моделі визначають засоби розміщення даних в середовищі зберігання і засоби доступу до цих даних, які підтримуються на фізичному рівні.

Література

• Гайна Г.А. Основи проектування баз даних: Навчальний посібник. − К.: КНУБА, 2005. – 204 с.