Шаги (подуровни) проектирования БД: Схема. 1.Идентификация основных объектов предметной области + Идентификация использующих прикладных программ (утилит) для внедрения. 2.Определение объектов и их взаимосвязей. 3.Построение собственного словаря данных (тезаурус). 4. А) Построение концептуальной модели предметной области. Б) Построение логической (инфологической) модели. В) Моделирование – создание реальной модели. 5.Анализ и оценка.
Физика внутренних процессов в процессе проектирования: Схема. 1.Создание скелетных структур для физической БД и внешних моделей. 2.Загрузка прототипа БД. 3.Проверка соответствия прототипа эксплуатационным требованиям. 3.1.Утилиты (прикладные программы). 4.Проверка: отвечает ли прототип эксплуатационным требованиям (если да, то 5., если нет то 4.1.). 4.1.Вернуться на этап 1.Проектирование. 5.Проверка: выполнены ли требования по безопасности, секретности, разграничения доступа (если да, то 6., если нет, то 5.1.). 5.1.Совершенствовать систему безопасности, секретности и разграничения доступа. 6.Загрузка полной БД. 7.Проверка на соответствие эксплуатационным требованиям. 8.Проверка: получены ли требуемые характеристики БД (если нет, то вернуться к 1.Проектированию, если да, то перейти к 3.Конвертирование.
3.Конвертирование данных во вновь созданную БД. БД часто развиваются из уже существующей БД обработки данных. Схемка. 9.Проверка: все ли существующие наборы данных подлежат конвертированию (если нет, то 9.1., если да,то 10.) 9.1.Выделить не подлежащие конвертированию наборы данных. 10.Перейти к созданию физической БД на этапе 2. И включить БД для прикладных пограмм в единую БД.
4.Интеграция конвертированных данных и новых прикладных программ для работы в среде вновь созданной БД. Этот этап может сильно пересекаться с этапом 3., поэтому на этом этапе необходимо обеспечить возможность простого изменения физической структуры БД, т.е. поддержку разработки прикладных программ, предназначенных для управления БД.
5.Эксплуатация. Здесь, все использующие БД прикладные программы работают с полной загрузкой, поэтому здесь задействуют структуры, которые обеспечивают секретность, безопасность и разграничение доступа. Необходимо предусмотреть процедуры восстановления данных с контрольной точки (точки повреждения).
6.Сопровождение – последний этап жизненного цикла системы с БД. Практически в любой области постоянно поисходят изменения. Это означает приспосабливание к изменениям. В большинстве случаев современные БД не требуют больших трудозатрат, это связано с мобильностью, адаптивностью БД и т.д.
Состав группы АБД. Эксперт по вопросам эксплуатации – эксперт-менеджер, до 2-ух человек (эксперт по связям с группой эксплуатации). Эксперт по системным вопросам (до 4-ёх человек) (эксперт программного обеспечения). Эксперт по прикладным программам (до 4-ёх человек) (системные аналитики). Эксперты по сопровождению словаря данных – библиотекари (2 человека). Эксперты по языку запроса (до 2-ух человек) (поддерживают диалоговые режимы работы). Ревизор – 1 человек (выявляет недостатки в работе созданной системы).
Функции словаря данных: --Ревизор системы обработки данных –Компиляторы и библиотеки программ –АБД –Генератор отчётов –Любые прикладные программы –БД –СУБД. Это схема.
Модели данных в процессе проектирования.
Концептуальная модель (модель предметной области)—выражает организацию упорядочивания и обмена представлениями. Она не зависит от СУБД . Любую концептуальн . модель необходимо отобразить в логическую модель , поддерживаемую в конкретной СУБД , а логическую в физическую, т.е. как при проектировании обычных БД.
Обзор моделей данных
Иерархическая модель данных
Древовидные иерархические структуры широко используются в повседневной человеческой деятельности Древовидные структуры—всевозможные классификаторы, ускоренный поиск информации, иерархические функциональные структуры управления.
Иерархические модели данных базируются на использовании графовой и табличной форм представления данных.
В графической диаграмме схема БД: вершина графа—используется для интерпретации типов сущностей , а дуги – для интерпретации типов связей между типами сущностей . При реализации , вершины представляются таблицами описаний экземпляров сущностей соответствующего типа.
Основные внутренние ограничения иерархической модели данных :
1 все типы связей должны быть функциональными: 1:1 1:М М:М
2 структура связей должна быть древовидной (графовой)
3 Процесс структурирования данных в иерархической модели имеет особенности: древовидная структура или дерево – это связанный ориентированный граф, который не содержит цикла . Обычно при работе с графом выделяют конкретную вершину и определяют ее как корень графа, в который не должно заходить ни одно ребро, т.е. дерево становится ориентированным. Ориентация определяется от корня , корневое дерево как ориентир графа может определяться сдедующим образом: имеется единственная вершина, называющаяся корнем , в которую не заходят ребра, а во все остальные вершины заходит только одно ребро, или нет циклов.
С точки зрения программирования , граф рассматривается как структура , состоящая из меньших деревьев (поддеревьев) , как рекурсивная структура. Рекурсивно дерево определяется как конечное множество Т , состоящее из одного , двух или более узлов, таких , что существует один специально выделенный узел, называемый корнем. Остальные узлы разбиты на n непересекаемых подмножеств Т1...Тn , каждое из которых является деревом.
Из определения дерева следует , что любой узел дерева –корень некоторого поддерева , принадлежащего полному дереву. Число поддеревьев – степень узла . узел называется концевым, если имеет 0 степень. Иногда концевые узлы называют листьями, а ребра ветвями. Узел не являющийся ни корневым ни концевым , называется узлом ветвления.
Иерархическая древовидная структура ориентирована от корня и удовлетворяет условиям: иерархия всегда начинается с корневого узла ; на первом уровне иерархии может находиться только корневой узел ; на нижнем уровне находятся порожденные узлы. Каждый порожденный узел , находящийся на i-ом уровне , связан только с одним непосредственно исходным узлом, находящемся на i-1 уровне иерархии ; каждый исходный узел может иметь 1 или несколько порожденных узлов, называющихся подобными ; доступ к каждому порожденному узлу выполняется непосредственно через его исходный узел; существует единственный иерархический путь доступа к узлу начиная от корня дерева.
Таблица1. Более чем 15-м уровнем вложенности не пользуются.
Если между узлами нет других узлов , то тогда это будут непосредственно исходный и порожденные узлы.
Графическая диаграмма схемы БД для иерархических БД называется деревом определения .
Вершина дерева определения БД соответствует введенным типам групп записей, с помощью которых выполняется интерпретация типов сущностей. При этом в корневой вершине дерева определения соответствует тип корневой группы , а остальным вершинам типы зависимых групп.
Дуга дерева отношений соответствует групповому отношению. Дуги обычно называют связью исходной – порожденной .
На внутреннем уровне древовидные структуры могут быть представлены различным способом. (пример: отдельные экземпляры структуры м/б представлены как экземпляры записи файла )
Многие иерархические СУБД (реляционные) могут поддерживать несколько различных БД , в этом случае каждая БД на внутреннем уровне представляется одним файлом, который объединяет экземпляры записей одного типа со структурой,
соответствующей схеме этой БД.
Прародитель всех иерархических БД является 1 модель СУБД Ака. Структурными единицами в этой БД являлись: поле, сегмент, физическая связь, логическая связь, физическая БД.
Поле—поименованная наименьшая единица данных. Поле принимает символические и числовые значения. Сегмент—поименованная совокупность полей Физическая/логическая связь—понятия групповых отношений.
Главным сегментом группового отношения объявляется исходный, детальный сегмент—порожденная физическая БД—поименованная совокупнсть экземпляров сегментов и физических связей , образующих иерархическую структуру максимум 15 уровня. Количество сегментов в иерархической БД ограничено числом 255, количество полей 1000. Таблица2.
Сетевая модель данных.
СМД базируется на графовой форме представления данных. Вершина графа используется для интерпретации типов сущностей., а дуги – типов связей.
При реализации моделей в различных СУБД , можно применять различные способы представления в памяти системы данных, описывающих связи м/у сущностями.
Доминирующее влияние на развитие СМД в соответствии со стандартами СУБД оказала группа Кодасил (стандарт ISO) Модель Кодасил постоянно развивается , по мере совершенствования вычислительной техники. По мере появления новой версии , появляется новый стандарт.
Типы структур в модели Кодасил.: элемент данных, агрегат, запись, набор, БД. Таблица3.
Вершинам графа соответствуют составные единицы информации , которые называются записями. Экземпляры записей образуют файлы.