Проектирование базы данных

Введение.

Современные информационные системы, основанные на концепции банков данных и баз знаний, характеризуются большими объемами хранимой информации, их сложной организацией, необходимостью удовлетворять разнообразные требования пользователей. Важным компонентом этой концепции является единая методология проектирования баз данных. Базы данных, являясь информационной моделью непрерывно меняющегося реального мира, также должны меняться, чтобы адекватно отображать действительность. Поэтому для сопровождения и эксплуатации информационных систем требуется постоянное использование процедур проектирования баз данных.

Методология проектирования автоматизированных банков данных может рассматриваться как совокупность методов и средств, последовательное применение которых обеспечивает разработку проекта баз данных, удовлетворяющего заданным целям. Рассматриваемая методология позволяет пользователю лучше понять, как следует специфицировать требования к данным.

Следуя этой методологии, проектировщик может выполнять более глубокий и содержательный анализ требований к данным, осуществлять контроль и управление кодом проектирования.

Целью лабораторных работ является изучение основ проектирования баз данных в экономических приложениях. В процессе изучения дисциплины и выполнения лабораторных работ студенты должны усвоить теоретические основы организации баз данных, научиться ставить и решать практические задачи проектирования и эксплуатации баз данных.

 

Теоретические положения

Основные понятия БД и СУБД

Взаимосвязанные данные, которые позволяют описать ту или иную реальную систему, называются информационной системой. Каждая информационная система ориентирована на конкретную предметную область, которую она описывает.

Существует понятие объекта предметной области. Каждый объект предметной области характеризуется конечным набором атрибутов (элементов данных, реквизитов). Количество и форма представления атрибутов определяется пользователем будущей БД. Любой элемент данных характеризуется:

• именем;

• формой представления (алфавитная, алфавитно-цифровая, дата);

• длиной, т.е. количеством символов, выделяемых для конкретных данных.

Среди элементов, характеризующих объект предметной области, присутствуют ключевые элементы данных (ключи).

К ключевым элементам данных относятся такие элементы данных, по значениям которых можно идентифицировать значения остальных элементов данных. На практике часто встречаются такие ситуации, когда в качестве ключа выступает не один, а несколько элементов данных совместно. Совокупность значений элементов данных, связанных определенным порядком, называется записью.

Упорядоченная совокупность элементов множества называется картежом.

Упорядоченная совокупность записей называется файлом данных.

База данных представляет собой совокупность связанных данных в конкретной предметной области и различного назначения.

Программное обеспечение, аппаратные средства, программируемая логика и процедуры, осуществляющие управление базами данных, называются системой управления базами данных (СУБД).

Структурой БД является СУБД, ориентированное описание данных или схема, обычно выраженная в терминах языка описания данных.

Проектирование базы данных

Проектирование БД является очень важным этапом, от которого зависят последующие этапы разработки СУБД. Время, затраченное разработчиком на проектирование БД, обычно окупается высокой скоростью реализации проекта.

Основные этапы проектирования БД показаны на рисунке 1.

На этапе инфологического (информационно-логического) проектирования осуществляется построение семантической модели, описывающей сведения из предметной области, которые могут заинтересовать пользователей БД. Семантическая модель (содержательная) – представление совокупности сведений о ПО в виде графа, в вершинах которого расположены понятия, в терминальных вершинах – элементарные понятия, а дуги представляют отношение между понятиями.

Анализ информационных потребностей потенциальных пользователей имеет два аспекта:

· определение собственно сведений об объектах ПО;

· анализ возможных запросов к БД и требований по оперативности их выполнения.

Датологическое проектирование подразделяется на логическое (построение концептуальной модели данных) и физическое (построение физической модели) проектирование.

Главной задачей логического проектирования (ЛП) БД является представление выделенных на предыдущем этапе сведений в виде данных в форматах, поддерживаемых выбранной СУБД.

Рис.1. Этапы проектирования БД

Задача физического проектирования (ФП) – выбор способа хранения данных на физических носителях и методов доступа к ним с использованием возможностей, предоставляемых СУБД.