Проектирование баз данных

Цель лекции: Ознакомиться с подходами и методологией проектирования БД и СУБД. Понять архитектуру СУБД. Разобрать основные этапы разработки БД.

Подходы к проектированию

В конце 70-х годов появились современные СУБД, обеспечивающие физическую и логическую независимость, безопасность данных, обладающие развитыми языками БД. Последнее десятилетие характеризуется появлением распределенных и объектно-ориентированных баз данных, характеристики которых определяются приложениями средств автоматизации проектирования и интеллектуализации БД ( рис. 3.1).

Существует два подхода к построению БД, базирующихся на двух подходах к созданию автоматизированной системы управления (АСУ).

Первый из них, широко использовался в 80-е годы и потому получил название классического (традиционного), связано это с автоматизацией документооборота (совокупность документов, движущихся в процессе работы предприятия). Исходными и выходными координатами являлись документы.

Рис. 3.1. Характеристики БД

К 90-м годам сформировался второй, современный подход, связанный с автоматизацией управления. Он предполагает первоначальное выявление стандартных алгоритмов приложений (алгоритмов бизнеса в зарубежной терминологии), под которые определяются данные, а стало быть, и база данных. Объектно-ориентированное программирование только усилило значимость этого подхода. Состав БД для различных подходов представлен на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Схемы (а) классического и (б) современного подходов при построении БД

В работе БД возможен одно- и многопользовательский (несколько пользователей подключаются к одному компьютеру через разные порты) режимы.

Используют восходящее и нисходящее проектирование БД. Первое применяют в распределенных БД при интеграции спроектированных локальных баз данных, которые могут быть выполнены с использованием различных моделей данных. Более характерным для централизованных БД является нисходящее проектирование.

Работа с базами данных может быть представлена в виде схемы, показанной на рис. 3.3. Из нее видно, что следует выделять методологию создания и методологию использования БД. Методология БД определяется в процедуре проектирования, но проявляется и в процедуре использования.

Рис. 3.3. Схема создания использования БД

Архитектура СУБД

СУБД имеет многоуровневую структуру, в которой реализуется принцип относительной независимости логической и физической организации данных ( рис. 3.4).

Рис. 3.4. Структура СУБД

Различают концептуальный, внутренний и внешний уровни представления данных БД, которым соответствуют модели аналогичного назначения.

Концептуальная модель состоит из множества экземпляров различных типов данных, имеющих структуру в соответствии с требованиями СУБД к логической структуре БД.

СУБД имеет два режима работы:

• проектировочный - предназначен для создания или изменения структуры базы и создания её объектов;
• пользовательский - использование ранее подготовленных объектов для наполнения базы или получения данных из нее.

Проектирование БД состоит в построении комплекса взаимосвязанных моделей данных.