21. Технологии создания баз данных
База данных – это совокупность относящихся к определенной
области знаний взаимосвязанных данных представленных в определенном формате на
машинном носителе.
В формировании БД любого вида условно выделяют два
направления: семантическое, связанное с определением состава,
структуры и наполнения БД, и программно-техническое, связанное с
представлением отобранной информации на машинном носителе. Соблюдение технологии
формирования БД является залогом успешного продвижения БД на
информационный рынок, включая их регистрацию и сертификацию.
Стадии и этапы создания баз данных
1. Предпроектная стадия
1.1. Обследование предметной области
1.2. Разработка концептуальной модели предметной области
1.3. Разработка технического задания
2. Проектная стадия
2.1. Логическое проектирование
2.2. Физическое проектирование
3. Послепроектная стадия
3.1. Изготовление опытного образца базы данных
3.2. Оценка базы данных
3.3. Регистрация базы данных
3.4. Передача базы данных в эксплуатацию
3.5. Эксплуатация базы данных
3.6. Актуализация базы данных
Инфологическое проектирование базы данных
Инфологическая модель включает в себя описание информационных
потребностей и запросов пользователей, информационных потоков, решаемых в
заданной предметной области задач; ER-модель
предметной области.
В ходе обследования предметной области, в первую
очередь, необходимо выявить потребность в создании базы данных конкретного типа,
которая может быть обусловлена наличием проблемной ситуации в
функционировании объекта автоматизации.
Далее необходимо определить семантические и формальные
границы предметной области. Семантические границы, главным образом, определяются
информационными потребностями и запросами пользователей либо составом объектов,
выделенных в заданной предметной области, и их свойствами. Совокупность
объектов, обладающих одинаковым набором свойств, называют классом объектов. При
этом отдельный объект называется экземпляром объекта.
Концептуальное проектирование предполагает построение
ER-модели (Entiti–Relationship
модели) – концептуальной модели предметной области. ER-модель
представляет собой графическое описание объектов предметной области и связей
между ними. В соответствии с используемой терминологией ER-модель
также принято называть моделью «сущность – связь».
Сущность – абстрактное представление реально существующего
объекта, процесса или явления предметной области в ее концептуальной модели.
Атрибут – одна из характеристик, описывающих свойства
сущности (объекта, процесса или явления) в модели БД.
Связь – это функциональная зависимость между сущностями.
При инфологическом проектировании следует отражать не
отдельные экземпляры объектов, а классы объектов.
Результаты, полученные в ходе обследования предметной области
и концептуального проектирования, являются основой для разработки
технического задания.
Датологическое проектирование базы данных
Проектная стадия, включающая этапы логического и
физического проектирования, в теории баз данных носит название
датологического проектирования. Датологическое проектирование баз данных –
это разработка способов представления на машинных носителях и компьютерной
обработки информации, подлежащей отражению в базе данных. Результатом
первого этапа датологического проектирования является логическая модель базы
данных, которая представляет собой СУБД-ориентированную модель базы данных,
характеризующую ее структуру с точки зрения прикладного программиста. Этап
логического проектирования требует, прежде всего, выбора модели данных:
иерархическая, сетевая, реляционная, постреляционная (объектная).
Характеристика моделей данных
Иерархическая модель данных – логическая модель БД, в которой
каждая подчиненная запись связана только с одной записью старшего уровня; между
записями реализуется связь 1:m или 1:1.
Сетевая модель данных – логическая модель БД, в которой
одна и та же запись может участвовать в произвольном числе связей; между
записями реализуется связь 1:m или
m:m.
Реляционная модель данных – логическая модель БД, в
которой записи представлены строками таблицы; отсутствуют явные указания
между записями.
Постреляционная (объектная) модель данных – логическая модель
БД, в которой записи представлены многомерной табличной формой
После выбора конкретной модели данных
осуществляется преобразование концептуальной модели в логическую модель базы
данных.
При преобразовании концептуальной модели в логическую модель
сущности и связанные с ними атрибуты преобразуются в логические записи, а связи
формируют основу для определения путей доступа к соответствующим данным.
Между таблицами могут быть установлены связи различного типа:
1:1 (один к одному); 1:m (один ко многим);
m:m (многие ко многим). При
этом между двумя таблицами может быть установлено несколько связей с разными
смысловыми нагрузками.
Физическое проектирование связано с определением способов
организации данных на машинных носителях, а также методов доступа к данным с
использованием возможностей, предоставляемых выбранной СУБД.
Логическая модель может быть отражена множеством физических
моделей с учетом следующих факторов: сохранение семантики логической
модели; максимальное быстродействие при поиске и выборе данных; максимальная
экономия памяти ЭВМ; минимальные затраты на ведение БД.
При этом рекомендуется ориентироваться на такие основные
показатели эффективности БД, как время формирования, время поиска, время
корректировки, объем печати.
Создание и оценка базы данных
Создание базы данных базируется на проектных решениях,
принятых в ходе концептуального, логического и физического проектирования.
Разработанная физическая модель должна быть реализована с помощью выбранных программных средств (СУБД, языков программирования). Создание реляционной базы данных начинается с формирования структуры таблиц. При этом формируется состав полей и задается их описание. После этого устанавливаются связи между таблицами.
Важное значение имеет разработка экранных форм ввода и вывода данных.
Также на этапе программной реализации обеспечивается выполнение функций ввода, хранения, просмотра, обновления, поиска данных по запросам пользователя, формирование отчетов.
Качество базы данных главным образом зависит от
качества подготовки исходных материалов.
Тестирование фактически означает окончание разработки базы
данных. Тестирование – это метод измерения качества и надежности
функционирования базы данных. На этом этапе выполняется проверка базы
данных в части программирования, выявляются орфографические ошибки,
проверяется корректность решения задач, а также правильность формирования
выходных форм документов.
По завершении апробации базы данных необходимо
осуществить подготовку и запись базы данных на носитель (CD,
винчестер и т. п.).
Оценка качества базы данных осуществляется по основным направлениям, определенным в техническом задании:
1) оценка качества содержания;
2) оценка качества программной реализации;
3) оценка функциональных возможностей.