Введение

Глава 7. Проектирование баз данных

Процесс разработки структуры базы данных в соответствии с требованиями пользователей называется проектированием базы данных.

В общем случае создаваемая система проходит сложный жизненный цикл, который можно сравнить со строитель­ст­вом нового административного здания. В общих чертах он включает разработку архитектурного проекта того, что требуется построить; после чего наступает планирование и такие этапы, как осмысление, определение требований, проектирование, конструирование, реализация, функционирование и внесение измене­ний. Ключом к успеху является адекватность восприятия реального мира, а также достижение глубокого и детального понимания потребностей прикладной сферы до того, как приступить к выбору проектных решений и средств реализации

Жизненный цикл

Жизненны цикл системы баз данных представляет собой концепцию, в рамках которой полезно и удобно рассматривать развитие системы баз данных во времени. Жизненный цикл системы баз данных, как и любой программной системы, включает две основных фазы: проектирование и реализация. Фаза проектирования состоит из следующих этапов:

· разработка стратегии,

· системный анализ,

· концептуальное моделирование,

· логическое и физическое проектирование.

Фаза реализации включает следующие этапы:

· реализация,

· документирование,

· опытное внедрение,

· промышленная эксплуатация.

Методология проектирования баз данных

Метод – это упорядоченная логическая процедура для выполнения определенной задачи.

Методология – система методов, применяемых в научных исследованиях для обоснования результатов.

Методология проектирования баз данных – совокупность принципов, методов, инструментов и средств, приме­ня­е­мых для последовательной разработки проекта структуры базы данных. Поскольку система баз данных состоит из программ и данных, методология проектирования баз данных рассматривается как неотъемлемая часть общей методологии проектирования программных систем.

К методологии проектирования баз данных предъявляются следующие требования:

· Она должна приводить к созданию приемлемой структуры баз данных в разумные сроки и при разумных затратах. Приемлемой считается такая база данных, которая соответствует требования пользователей (эффективность, адап­тив­ность, независимость, защищенность, целостность и т.д), удовлетворяет системным ограничениям (требования к аппаратному обеспечению).

· Она должна быть достаточно общей и гибкой, доступной разработчикам с различным опытом проектирова­ния, использующим различные модели данных и программное обеспечение СУБД.

Методология проектирования баз данных включает следующие основные компоненты:

· Процесс проектирования, состоящий из последовательности фаз и этапов, на каждом из которых необходи­мо принимать альтернативные решения.

· Методики выполнения требуемых в процессе проектирования расчетов и критерии оценки альтернативных решений на каждом этапе.

· Информационные требования в качестве исходных данных для процесса проектирования, как в целом, так и на каждом этапе.

· Средства описания исходных данных и представления результатов каждого этапа проектирования.

1) Процесс проектирования. Для баз данных можно применить нисходящее проектирование с последовательными итерациями. Процесс проектирования хорошо структурирован, так как каждый его этап завершается четко определенным результатом, а также потому, что допускается итеративное повторение предыдущих этапов, если полученный результат не соответствует требованиям заказчика или системным требованиям. Это позволяет пересматривать проектные решения с любого предыдущего этапа.

Тесно связана с процессом проектирования многошаговая методология экспертной оценки проекта. Цель экспер­ти­зы – обнаружить ошибки системного проектирования и исправить их на более ранних этапах проектирования. Обычно экспертиза проекта производится по завершению каждого из этапов проектирования.

2) Критерии расчетов и оценок. Они необходимы для принятия решения при наличии альтернатив. Трудности в определении критериев и выборе альтернатив связаны с тем, что может быть спроекти­ро­ва­но большое количество структур баз данных и, во-вторых, альтернативы чрезвычайно трудно поддаются оценке.

Оценочные критерии подразделяются на количественные (время отклика на запросы, стоимость операций манипу­ли­ро­ва­ния, стоимость памяти, стоимость ведения и т.д.) и качественные (гибкость, адаптивность, восприимчи­вость, совместимость и т.д.)

3) Информационные требования. Они проходят через весь процесс поэтапного совершенствования баз данных. Часто при определении требований к информации бывает полезно подразделять информацию на:

· информацию, отнесенную к принципиальной структу­ре данных – описание данных и их связей безотноси­тельно конкретных способов их использования и обработки.

· информацию, отнесенную к характеру использования данных – описание требований по обработке данных

4) Средства описания. Это языковые средства описания результатов выполнения всех этапов проектирования. Сюда включаются:

- Естественный язык, в котором строго определены все необходимые для описания результатов проектирования понятия. Используется, как правило, на этапе стратегии и на всех других этапах.

- Разработанные стандартные формы, анкеты, бланки. Редко используются на этапе стратегии и практически не используются на этапе проектирования. Более всего подходят для этапа анализа.

- Специальные формализованные языки концептуального моделирования (семантические сети, исчисление предикатов, ER-языки). Используются в основном на этапе концептуального моделирования.

- Формализованные языки определения данных (ЯОД) и манипулирования данными (ЯМД). Используются на этапе логического проектирования. Повсеместно используемым для этих целей языков является SQL.