Các giai đoạn chính của phát triển cơ sở dữ liệu. Giai đoạn phát triển cơ sở dữ liệu

Thiết kế cơ sở dữ liệu

Giai đoạn thiết kế DB:

1. Phân tích toàn thân và mô tả bằng lời nói về các đối tượng thông tin của khu vực chủ đề và kết nối giữa chúng.

2. Mô hình ngữ nghĩa của khu vực chủ đề là một mô tả chính thức một phần về các đối tượng của khu vực chủ đề về một số mô hình ngữ nghĩa, ví dụ, mô hình ER.

3. Chọn một DBMS tiêu chuẩn.

4. Thiết kế logic của cơ sở dữ liệu, nghĩa là mô tả cơ sở dữ liệu về mô hình dữ liệu đã nhận. Ở giai đoạn này, số lượng và cấu trúc của các bảng được xác định, các yêu cầu cơ sở dữ liệu được hình thành, các loại tài liệu báo cáo được xác định, các thuật toán xử lý thông tin được phát triển, biểu mẫu để nhập và chỉnh sửa dữ liệu, v.v. đang được phát triển.

5. Thiết kế vật lý của cơ sở dữ liệu, nghĩa là, sự lựa chọn vị trí hiệu quả của cơ sở dữ liệu trên phương tiện bên ngoài để đảm bảo tốc độ tối đa khi xử lý dữ liệu.

4.2 Mô hình "Tinh chất-Truyền thông" (mô hình er)

Bản chất - Đây là một số đối tượng thế giới thực có thể tồn tại độc lập. Thực thể có bộ, khác nhau với nhau theo các giá trị thuộc tính và cho phép nhận dạng rõ ràng. Thuộc tính - Đây là đặc điểm được đặt tên của bản chất. Ví dụ: Essence Sách Đặc trưng bởi các thuộc tính như tác giả, tên, nhà xuất bản, v.v. Sách cụ thể là bản sao của bản chất Sách. Chúng được phân biệt bởi các giá trị của các thuộc tính được chỉ định và được xác định duy nhất bởi thuộc tính "tên". Một thuộc tính xác định duy nhất Essence chỉ định được gọi là chìa khóa. Chìa khóa có thể là hợp chấtđại diện cho sự kết hợp của một số thuộc tính.

Giả sử cơ sở dữ liệu cho khu vực chủ đề được thiết kế. Nó có các chi nhánh được quản lý bởi các nhà quản lý. Khách hàng có tài khoản thuộc các loại khác nhau: hiện tại, khẩn cấp, nhu cầu, v.v., được xử lý trong các nhánh. Trong khu vực chủ đề, bốn thực thể có thể được tô sáng: một chi nhánh, người quản lý, tài khoản, khách hàng.

Trên sơ đồ er, thực thể được mô tả bằng một hình chữ nhật, ví dụ như tên của nó, ví dụ:

Giao tiếp Đại diện cho sự tương tác giữa các thực thể. Nó được đặc trưng sức mạnh (mức độ truyền thông)trong đó cho thấy có bao nhiêu thực thể liên quan đến kết nối. Giao tiếp giữa hai thực thể được gọi là nhị phân.. Trên sơ đồ er, kết nối được mô tả bởi một hình thoi, ví dụ:

Trong khu vực chủ đề, ngân hàng có thể làm nổi bật 3 kết nối:

1. Người quản lý quản lý chi nhánh

2. Chi nhánh xử lý tài khoản

3. Khách hàng có một hóa đơn

Một tính năng quan trọng của giao tiếp là loại truyền thông (bội số). Xem xét các loại của các liên kết trên. Vì một người quản lý chỉ quản lý một nhánh, thì kết nối đầu tiên là loại "một-một" (1: 1).

Vì một nhánh xử lý một số tài khoản và mỗi tài khoản chỉ được xử lý bởi một nhánh, sau đó kết nối thứ 2 thuộc loại "một-nhiều" (1: m).

Vì một tài khoản có thể được chia sẻ với một số ứng dụng khách và một ứng dụng khách có thể có một số tài khoản, thì kết nối thứ 3 thuộc loại "nhiều ko-nhiều" (M: N).

Mức độ tham gia Xác định xem tất cả hoặc chỉ một số trường hợp của bản chất có liên quan. Cô ấy có thể bắt buộchoặc là không bắt buộc.

Nếu không phải mọi bản sao của thực thể A đều được liên kết với bất kỳ bản sao nào của thực thể vào, mức độ tham gia của Essence A là không bắt buộc. Điều này được mô tả trên sơ đồ er với một vòng tròn màu đen được đặt trên một liên kết gần tinh chất của A.

Nếu mỗi bản sao của bản chất A được liên kết với bất kỳ bản sao nào của thực thể nào, thì mức độ tham gia của Essence A là bắt buộc. Đồng thời, trên sơ đồ er, vòng tròn màu đen trên đường truyền thông được đặt trong một hình chữ nhật gần tinh chất của A. Ví dụ., Giao tiếp Một nhân viên đăng ký khách hàng Nó có loại (1: m). Đồng thời, không phải mọi nhân viên đăng ký khách hàng (tham gia tùy chọn), nhưng mỗi khách hàng được đăng ký bởi một nhân viên (tham gia bắt buộc):

Giả sử rằng trong vấn đề đang xem xét ngân hàng, mức độ tham gia của tất cả bốn thực thể là bắt buộc. Sau đó, mô hình ER sẽ xem xét:

Mỗi trong số bốn thực thể của mô hình có thể được mô tả bởi bộ thuộc tính của nó.

Mô hình ER trong một tập hợp với các thuộc tính thực thể có thể đóng vai trò là một ví dụ về mô hình ngữ nghĩa (khái niệm) của khu vực chủ đề hoặc lược đồ cơ sở dữ liệu khái niệm.

Khi phát triển cơ sở dữ liệu, bạn có thể chọn các giai đoạn làm việc sau đây.

Giai đoạn I. Xây dựng vấn đề.

Ở giai đoạn này, một nhiệm vụ để tạo cơ sở dữ liệu được hình thành. Nó mô tả chi tiết về thành phần của cơ sở, mục đích và mục đích tạo của nó, và cũng được liệt kê loại công việc nào dự định được thực hiện trong cơ sở dữ liệu này (lựa chọn, bổ sung, thay đổi dữ liệu, in hoặc đầu ra của báo cáo, v.v. .).

Giai đoạn II. Phân tích đối tượng.

Ở giai đoạn này, nó được xem xét từ đó các đối tượng có thể là BD, các thuộc tính của các đối tượng này có thể là gì. Sau khi phá vỡ cơ sở dữ liệu vào các đối tượng riêng lẻ, cần phải xem xét các thuộc tính của từng đối tượng này hoặc, bằng cách khác, để đặt, mà tham số mỗi đối tượng được mô tả. Tất cả thông tin này có thể được đặt dưới dạng các bản ghi và bảng riêng biệt. Tiếp theo, bạn cần xem xét loại dữ liệu của từng đơn vị bản ghi riêng lẻ. Thông tin kiểu dữ liệu cũng nên được áp dụng cho thành phần bảng.

III GIAI ĐOẠN. Mô hình tổng hợp.

Ở giai đoạn này, về phân tích, cần phải chọn một mô hình cụ thể của cơ sở dữ liệu. Sau đây là những ưu điểm và bất lợi của từng mô hình và được so sánh với các yêu cầu và nhiệm vụ của cơ sở dữ liệu được tạo. Sau một phân tích như vậy, mô hình chọn có thể tối đa hóa việc thực hiện nhiệm vụ. Sau khi chọn mô hình, bạn phải vẽ một mạch với các liên kết giữa các bảng hoặc nút.

Giai đoạn IV. Chọn cách trình bày thông tin và công cụ phần mềm.

Sau khi tạo mô hình, cần thiết, tùy thuộc vào sản phẩm phần mềm đã chọn, xác định hình thức trình bày thông tin.

Trong hầu hết các DBMS, dữ liệu có thể được lưu trữ trong hai loại:

sử dụng các hình thức;

mà không sử dụng các hình thức.

Biểu mẫu là giao diện đồ họa do người dùng tạo để nhập dữ liệu vào cơ sở dữ liệu.

V sân khấu. Tổng hợp đối tượng mô hình máy tính.

Trong quá trình tạo mô hình máy tính, một số giai đoạn là điển hình của bất kỳ DBMS nào.

Giai đoạn 1. Bắt đầu DBMS, tạo tệp cơ sở dữ liệu mới hoặc mở cơ sở đã tạo trước đó.

Giai đoạn 2. Tạo một bảng hoặc bảng nguồn.

Bằng cách tạo bảng nguồn, bạn phải chỉ định tên và loại của từng trường. Tên trường không nên được lặp lại bên trong cùng một bảng. Trong quá trình làm việc với cơ sở dữ liệu, bạn có thể bổ sung bảng với các trường mới. Bảng tạo phải được giữ, đặt tên cho nó, duy nhất trong khuôn khổ được tạo.

1. Thông tin trong bảng không nên được nhân đôi. Không nên có sự lặp lại giữa các bảng. Khi thông tin cụ thể chỉ được lưu trong một bảng, nó sẽ chỉ được thay đổi ở một nơi. Nó làm cho công việc hiệu quả hơn, và cũng loại trừ khả năng không thể hiểu được thông tin trong các bảng khác nhau. Ví dụ, trong cùng một bảng sẽ chứa địa chỉ và số điện thoại.
2. Mỗi bảng phải chứa thông tin chỉ trên một chủ đề. Thông tin cho từng chủ đề được xử lý dễ dàng hơn nhiều nếu chúng chứa trong các bảng độc lập với nhau. Ví dụ: địa chỉ và đơn đặt hàng của khách hàng được lưu trữ tốt hơn trong các bảng khác nhau, để khi xóa đơn hàng, thông tin máy khách vẫn còn trong cơ sở dữ liệu.
3. Mỗi bảng phải chứa các trường cần thiết. Mỗi trường trong bảng phải chứa thông tin riêng trên bảng. Ví dụ: một bảng có dữ liệu trên máy khách có thể chứa các trường có tên của công ty, địa chỉ, thành phố, quốc gia và số điện thoại. Khi phát triển các trường cho mỗi bảng, phải nhớ rằng mỗi trường phải được liên kết với chủ đề của bảng. Không nên bao gồm trong bảng dữ liệu đó là kết quả của một biểu thức. Bảng phải chứa tất cả các thông tin cần thiết. Thông tin phải được chia thành các đơn vị logic nhỏ nhất (ví dụ: các trường "tên" và "họ" và không phải là trường chung "tên").
4. Cơ sở dữ liệu phải có khóa chính. Điều này là cần thiết để DBMS có thể liên kết dữ liệu từ các bảng khác nhau, ví dụ, dữ liệu trên máy khách và các đơn đặt hàng của nó.

Giai đoạn 3. Tạo biểu mẫu màn hình.

Ban đầu, bạn phải chỉ định bảng trên cơ sở biểu mẫu sẽ được tạo. Nó có thể được tạo bằng cách sử dụng bậc thầy của các hình thức, chỉ ra loại nào cần thiết, hoặc độc lập. Khi tạo biểu mẫu, bạn có thể chỉ định không phải tất cả các trường có chứa một bảng, mà chỉ một số trong số chúng. Tên biểu mẫu có thể trùng với tên bảng, trên cơ sở mà nó được tạo. Dựa trên cùng một bảng, bạn có thể tạo một số biểu mẫu có thể khác nhau ở dạng hoặc số trường được sử dụng từ bảng này. Sau khi tạo biểu mẫu phải được lưu. Biểu mẫu đã tạo có thể được chỉnh sửa bằng cách thay đổi vị trí, kích thước và định dạng của các trường.

Giai đoạn 4. Điền vào cơ sở dữ liệu.

Quá trình điền vào cơ sở dữ liệu có thể được thực hiện trong hai loại: dưới dạng bảng và dưới dạng biểu mẫu. Các trường số và văn bản có thể được điền vào dạng bảng và các trường của loại ghi nhớ loại và ole ở dạng biểu mẫu.

Giai đoạn VI. Làm việc với cơ sở dữ liệu đã tạo.

Làm việc với cơ sở dữ liệu bao gồm các hành động sau:

tìm kiếm thông tin cần thiết;

sắp xếp dữ liệu;

lựa chọn dữ liệu;

in ấn;

thay đổi và bổ sung dữ liệu.

Tạo và triển khai trong việc thực hành các hệ thống thông tin hiện đại của cơ sở dữ liệu tự động làm cho các nhiệm vụ thiết kế mới không thể được giải quyết bằng các kỹ thuật và phương pháp truyền thống. Nhiều sự chú ý phải được trả cho các vấn đề thiết kế cơ sở dữ liệu. Từ mức độ thành công cơ sở dữ liệu sẽ được thiết kế, hiệu quả của hệ thống nói chung, khả năng tồn tại và khả năng mở rộng và phát triển hơn nữa phụ thuộc. Do đó, vấn đề thiết kế cơ sở dữ liệu được phân biệt là một hướng làm việc riêng biệt, riêng biệt trong việc phát triển hệ thống thông tin.

Thiết kế cơ sở dữ liệu - Đây là quy trình lặp, nhiều bước của việc áp dụng các giải pháp được thông báo trong quá trình phân tích mô hình thông tin của khu vực chủ đề, các yêu cầu đối với dữ liệu từ các lập trình viên ứng dụng và người dùng, tổng hợp các cấu trúc dữ liệu logic và vật lý, phân tích và biện minh cho sự lựa chọn của phần mềm và phần cứng. Các giai đoạn thiết kế của cơ sở dữ liệu được liên kết với một tổ chức dữ liệu đa cấp. Xem xét vấn đề thiết kế cơ sở dữ liệu, chúng tôi sẽ tuân thủ một bản trình bày dữ liệu đa cấp như vậy: bên ngoài, thông logic, logic (datalog) và nội bộ.

Đại diện như vậy của mức dữ liệu không phải là duy nhất. Có những biến thể khác của một bản trình bày dữ liệu đa cấp. Vì vậy, theo đề xuất của nhóm nghiên cứu về các hệ thống quản lý của Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ Ansi / X3 / SPARC, cũng như Codasyl (hội nghị về ngôn ngữ hệ thống dữ liệu), ba cấp độ biểu diễn dữ liệu được phân biệt:

· bên ngoài Cấp độ (từ quan điểm của người dùng cuối và lập trình viên ứng dụng),
· khái niệm. Cấp độ (từ quan điểm DBMS)
· nội địa Cấp độ (từ quan điểm của lập trình viên hệ thống).

Theo khái niệm này, mức bên ngoài là một phần của (tập hợp con) của mô hình khái niệm cần thiết để thực hiện bất kỳ chương trình yêu cầu hoặc ứng dụng nào. Đó là, nếu mô hình khái niệm hoạt động như một sơ đồ được hỗ trợ bởi một DBMS cụ thể, thì mức bên ngoài là một số kết hợp các công ty con cần thiết để thực hiện chương trình ứng dụng hoặc yêu cầu người dùng cụ thể.

Ngoài ra còn có một quan điểm khác, theo mức độ bên ngoài, nhiều khái niệm chung hơn liên quan đến nghiên cứu và phân tích các luồng thông tin của khu vực chủ đề và cấu trúc của chúng được hiểu. Một số tác giả giới thiệu cấp độ phụ trợ (trung gian giữa các cấp độ bên ngoài và dữ liệu), được gọi là thông tin. Nó có thể hoạt động như một phần độc lập hoặc là một phần của một cấp độ bên ngoài.

Một khái niệm như vậy phù hợp hơn về cách hiểu quá trình thiết kế cơ sở dữ liệu. Do đó, chúng tôi sẽ xem xét mức độ của ngành trong các cấp độ trình bày dữ liệu độc lập. Mức bên ngoài trong trường hợp này hoạt động như một thiết kế riêng biệt của thiết kế, được nghiên cứu bởi tất cả các hỗ trợ thông tin đáng nhớ nhất, nghĩa là các hình thức tài liệu và trình bày dữ liệu, cũng như một môi trường bên ngoài trong đó một ngân hàng dữ liệu sẽ hoạt động từ Quan điểm của phương pháp sửa chữa, thu thập và truyền thông tin vào dữ liệu cơ sở.

Khi thiết kế cơ sở dữ liệu Ở cấp độ bên ngoài Cần phải nghiên cứu chức năng của đối tượng điều khiển mà cơ sở dữ liệu được thiết kế, tất cả các tài liệu chính và đầu ra từ quan điểm xác định dữ liệu nào phải được lưu trong cơ sở dữ liệu. Cấp độ ngoài Đây thường là mô tả bằng lời nói về các thông báo đầu vào và đầu ra, cũng như dữ liệu được khuyến khích lưu trong cơ sở dữ liệu. Mô tả về cấp độ bên ngoài không loại trừ sự hiện diện của việc sao chép, dự phòng và không nhất quán của dữ liệu. Do đó, để loại bỏ các dị thường và mâu thuẫn của mô tả bên ngoài của dữ liệu, thiết kế đồ họa thông tin được thực hiện.

Mô hình Infographic là một phương tiện cấu trúc khu vực chủ đề và hiểu khái niệm về ngữ nghĩa dữ liệu. Mô hình Infographic có thể được xem chủ yếu như một phương tiện ghi chép và cấu trúc hình thức thông tin báo cáo, cung cấp liên lạc nhất quán của người dùng và các nhà phát triển hệ thống.

Tất cả các ý tưởng bên ngoài được tích hợp ở cấp độ Infographic, trong đó mô hình dữ liệu thông tin (Canonical) được hình thành, không phải là một lượng xem dữ liệu bên ngoài đơn giản.

Cấp bách Đây là một mô hình thông tin và logic (ILM) của khu vực chủ đề, kể từ đó sự dư thừa của dữ liệu được loại trừ và các tính năng thông tin của đối tượng không tính đến các tính năng và cụ thể của một DBMS cụ thể. Đó là, bản trình bày Infographic của dữ liệu được tập trung chủ yếu vào một người thiết kế hoặc sử dụng cơ sở dữ liệu.

Logic (khái niệm) Cấp độ dựa trên các chi tiết và tính năng của một DBMS cụ thể. Mức trình bày dữ liệu này được định hướng nhiều hơn về xử lý máy tính và các lập trình viên đang tham gia vào sự phát triển của nó. Ở cấp độ này, một mô hình dữ liệu khái niệm được hình thành, nghĩa là một cách đặc biệt, mô hình có cấu trúc của khu vực chủ đề, đáp ứng các đặc thù và hạn chế của DBMS đã chọn. Mô hình của mức logic được hỗ trợ bởi các phương tiện của một DBMS cụ thể được gọi ngay cả Datalogic.

Các mẫu lí xúc và datalog hiển thị mô hình của một khu vực chủ đề phụ thuộc. Mô hình Infographic có thể dễ dàng chuyển đổi thành mô hình Datalog.

Cấp nội bộ liên quan đến vị trí vật lý của dữ liệu trong bộ nhớ của máy tính. Ở cấp độ này, mô hình vật lý của cơ sở dữ liệu được hình thành, bao gồm các cấu trúc lưu trữ trong bộ nhớ của máy tính, bao gồm. Mô tả các định dạng hồ sơ, thứ tự căn chỉnh logic hoặc vật lý của chúng theo thứ tự, vị trí theo loại thiết bị, cũng như các đặc điểm và đường dẫn truy cập dữ liệu. Từ các thông số của mô hình vật lý, các đặc điểm như vậy của chức năng cơ sở dữ liệu phụ thuộc: lượng bộ nhớ và thời gian phản ứng hệ thống. Các thông số vật lý của cơ sở dữ liệu có thể được thay đổi trong quá trình hoạt động của nó để cải thiện hiệu quả của chức năng của hệ thống. Thay đổi các thông số vật lý không được xác định trước sự cần thiết phải thay đổi các mô hình lí xúc và datalog. Sơ đồ kết nối của các mức trình bày dữ liệu trong cơ sở dữ liệu được mô tả trong Hình.1.1. Theo các cấp độ này, cơ sở dữ liệu được thiết kế. Thiết kế cơ sở dữ liệu-- Quy trình Etospheny và tốn thời gian đòi hỏi sự tham gia của nhiều chuyên gia có trình độ cao. Từ mức độ đủ điều kiện của cơ sở dữ liệu, hiệu suất của hệ thống thông tin và sự trọn vẹn của nhu cầu chức năng của người dùng và chương trình ứng dụng phụ thuộc vào hiệu suất của nhu cầu chức năng của người dùng và ứng dụng. Cơ sở dữ liệu được thiết kế không thành công có thể làm phức tạp quá trình phát triển

phần mềm ứng dụng, xác định nhu cầu sử dụng logic phức tạp hơn, lần lượt, sẽ tăng thời gian phản ứng hệ thống và trong tương lai, nó có thể dẫn đến sự cần thiết phải phản chiếu mô hình logic của cơ sở dữ liệu. Tái cấu trúc hoặc thay đổi mô hình logic của cơ sở dữ liệu là một quá trình rất không mong muốn, vì đó là lý do cần thiết để sửa đổi hoặc thậm chí lập trình lại các tác vụ riêng lẻ. Tất cả các tác phẩm được thực hiện tại mỗi giai đoạn thiết kế nên được tích hợp với từ điển dữ liệu. Mỗi thiết kế của thiết kế được coi là một chuỗi các thủ tục lặp nhất định, do đó, một mô hình nhất định của cơ sở dữ liệu được hình thành.

Quả sung. 1.1.

Cấp độ ngoài - Giai đoạn chuẩn bị của thiết kế đồ họa thông tin.

Mục tiêu của thiết kế ở cấp độ bên ngoài là sự phát triển của một hỗ trợ thông tin sinh ra, bao gồm một hệ thống tài liệu đầu vào (chính), đặc trưng cho một khu vực đối tượng cụ thể, một hệ thống phân loại và mã hóa thông tin kỹ thuật và kinh tế, cũng như Một danh sách các thông điệp đầu ra thích hợp cần được hình thành bằng cách sử dụng BND.

Có hai cách tiếp cận với thiết kế cơ sở dữ liệu ở cấp độ bên ngoài: "từ khu vực chủ đề" và "từ yêu cầu". Cách tiếp cận "từ khu vực chủ đề" là có một hỗ trợ thông tin bên ngoài cho toàn bộ khu vực chủ thể mà không tính đến nhu cầu của người dùng và ứng dụng. Đôi khi cách tiếp cận này được gọi là đối tượng tĩnh hoặc hoại tử.

Khi tiếp cận "từ yêu cầu", nguồn thông tin chính về khu vực chủ đề là nghiên cứu về yêu cầu của người dùng và nhu cầu của các ứng dụng. Cách tiếp cận này cũng được gọi là quá trình hoặc chức năng. Với cách tiếp cận cơ sở dữ liệu này, nó được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ quản lý hiện tại mà không cần khả năng mở rộng hệ thống và sự xuất hiện của các nhiệm vụ quản lý mới. Ưu điểm của cách tiếp cận "từ khu vực chủ đề" là tính khách quan, hệ thống khi hiển thị phần mềm và sự ổn định của mô hình thông tin, khả năng triển khai một số lượng lớn các chương trình và truy vấn ứng dụng, bao gồm cả không có kế hoạch khi tạo cơ sở dữ liệu. Nhược điểm của phương pháp này là số lượng công việc đáng kể phải được thực hiện trong định nghĩa thông tin sẽ được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu, theo đó, phù hợp, làm phức tạp và tăng thời gian phát triển của dự án.

Cách tiếp cận chức năng được tập trung vào việc triển khai các yêu cầu hiện tại của người dùng và chương trình ứng dụng mà không tính đến triển vọng phát triển của hệ thống. Khi sử dụng nó, những khó khăn có thể phát sinh trong sự tổng hợp các yêu cầu của các chương trình ứng dụng và người dùng khác nhau. Tuy nhiên, với cách tiếp cận này, sự phức tạp của thiết kế giảm đáng kể, và do đó có thể tạo ra một hệ thống với các đặc điểm hiệu suất cao. Tuy nhiên, được thực hiện riêng bởi bất kỳ phương pháp nào trong số này không thể cung cấp đủ thông tin để thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu Rational. Do đó, khi thiết kế cơ sở dữ liệu, nên chia sẻ hai cách tiếp cận này. Nếu nó được gửi sơ đồ đến quá trình thiết kế cơ sở dữ liệu ở cấp độ bên ngoài, thì nó bao gồm các công việc đó.

1. Xác định các mục tiêu chức năng của khu vực chủ đề, tùy thuộc vào giải pháp tự động. Vì mục tiêu chính của việc tạo cơ sở dữ liệu là cung cấp thông tin cho các chức năng xử lý dữ liệu, thì, trước hết, cần phải nghiên cứu tất cả các chức năng của khu vực chủ đề (đối tượng kiểm soát), để cơ sở dữ liệu được phát triển và phân tích đặc trưng. Các chức năng và các tính năng chức năng của quản lý đối tượng phải được nghiên cứu trong một kết nối không thể tin được với nghiên cứu các yêu cầu chức năng cho dữ liệu từ người dùng trong tương lai của hệ thống thông tin. Nghiên cứu và phân tích cung cấp để xác định nhu cầu thông tin và xác định các luồng thông tin. Những công trình này có thể được kiểm tra bởi khu vực chủ đề và khảo sát của nhân viên của mình. Kết quả của nghiên cứu này có thể là một danh sách các nhiệm vụ chức năng phải được giải quyết bằng cách sử dụng tự động sử dụng cơ sở dữ liệu.
2. Nghiên cứu và phân tích các tài liệu chính hoạt động. Sau khi kiểm tra chức năng và xác định danh sách các tác vụ chức năng phải tuân theo một giải pháp tự động, hãy đến nghiên cứu các tài liệu vận hành được sử dụng ở đầu vào của từng tác vụ hoặc phức tạp của chúng. Đã nghiên cứu và phân tích tất cả các tài liệu vận hành (cả bên ngoài và nội bộ), được sử dụng ở đầu vào của từng tác vụ, xác định chi tiết nào của các tài liệu này cần được lưu trong cơ sở dữ liệu.
3. Nghiên cứu các tài liệu quy định và tham khảo. Trong bước thứ ba, họ học và phân tích tất cả các tài liệu quy định và tham khảo. Tài liệu như vậy thuộc nhiều phân loại, ước tính, hợp đồng, tiêu chuẩn, hành vi lập pháp về chính sách thuế, tài liệu theo kế hoạch, v.v. Phân phối và phân tích riêng về thông tin vận hành và quy định là do về công nghệ. Cơ sở dữ liệu khác nhau về các công nghệ để tạo và duy trì các tệp thông tin vĩnh viễn có điều kiện được đăng trong thông tin quy định và các tệp thông tin vận hành.
4. Học quá trình chuyển đổi thông báo đầu vào vào cuối tuần.

Trước hết, tất cả các thông báo đầu ra được nghiên cứu, được phát hành để in hoặc trên màn hình và được lưu trữ dưới dạng mảng đầu ra trên MD. Điều này là cần thiết để xác định từ nào từ các thuộc tính của các thông báo đầu vào phải được lưu trong cơ sở dữ liệu để nhận tin nhắn đầu ra. Ngoài ra, ở giai đoạn này, những chỉ số có thể thu được trong giải pháp của vấn đề do các tính toán nhất định được xác định. Đối với mỗi chỉ báo được tính toán, nó phải được xác định bởi thuật toán để tạo hình và đảm bảo rằng chỉ báo này có thể được lấy dựa trên các thuộc tính của các thông tin vận hành và quy định và tham chiếu được xác định trong các bước thứ hai và thứ ba. Nếu một số dữ liệu nhất định là không đủ để đáp ứng các phép tính, cần phải quay lại, để thực hiện nghiên cứu bổ sung và

xác định phương thức nào và phương pháp bạn có thể nhận được các thuộc tính bị thiếu. Ngoài ra, cần xác định các chỉ báo được tính toán nào nên duy trì trong cơ sở dữ liệu. Các chỉ báo có được bằng cách tính toán, như một quy tắc, không được lưu trong cơ sở dữ liệu. Các trường hợp ngoại lệ là trường hợp chỉ báo được tính toán phải được sử dụng để giải quyết các nhiệm vụ khác hoặc cho nhiệm vụ này, nhưng trong các giai đoạn lịch sau.

Khi thực hiện công việc dự án ở cấp độ bên ngoài, cần phải tính đến thực tế là thực hiện các chức năng nhất định trong cơ sở dữ liệu, cần phải duy trì dữ liệu bổ sung không được hiển thị trong tài liệu (dữ liệu lịch, dữ liệu thống kê, v.v. .). Chương trình tổng quát của quá trình nghiên cứu tài liệu và dữ liệu trong quá trình thiết kế ở cấp độ bên ngoài được hiển thị trong Hình.1.2.

Hình.1.2.

Học tập như vậy phải được thực hiện trên mỗi nhiệm vụ chức năng hoặc phức tạp của chúng sẽ được giải quyết bằng cách sử dụng cơ sở dữ liệu.

Kết quả của thiết kế ở cấp độ bên ngoài sẽ là danh sách các thuộc tính (chi tiết) về thông tin hoạt động và có điều kiện phải được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu, cho biết các nguồn nhận và hình thức của bài thuyết trình.

Tuy nhiên, danh sách này không loại trừ khả năng tồn tại của cabin trong đó, trùng lặp, không nhất quán và những thiếu sót khác. Do đó, quá trình này không kết thúc, và sự chuyển đổi sang giai đoạn thiết kế thông tin được thực hiện.

Khi phát triển cơ sở dữ liệu, bạn có thể chọn các giai đoạn làm việc sau đây.

Giai đoạn I. Xây dựng vấn đề.

Giai đoạn II. Phân tích đối tượng.

III GIAI ĐOẠN. Mô hình tổng hợp.

Giai đoạn IV. Chọn cách trình bày thông tin và công cụ phần mềm.

Sau khi tạo mô hình, cần thiết, tùy thuộc vào sản phẩm phần mềm đã chọn, xác định hình thức trình bày thông tin.

Trong hầu hết các DBMS, dữ liệu có thể được lưu trữ trong hai loại:

sử dụng các hình thức;
mà không sử dụng các hình thức.

Hình thức - Đây là giao diện đồ họa do người dùng tạo để nhập dữ liệu vào cơ sở dữ liệu.

V sân khấu. Tổng hợp đối tượng mô hình máy tính.

Trong quá trình tạo mô hình máy tính, một số giai đoạn là điển hình của bất kỳ DBMS nào.

Giai đoạn 1. Bắt đầu DBMS, tạo tệp cơ sở dữ liệu mới hoặc mở cơ sở đã tạo trước đó.

Giai đoạn 2. Tạo một bảng hoặc bảng nguồn.

1. Thông tin trong bảng không nên được nhân đôi. Không nên có sự lặp lại giữa các bảng. Khi thông tin cụ thể chỉ được lưu trong một bảng, nó sẽ chỉ được thay đổi ở một nơi. Nó làm cho công việc hiệu quả hơn, và cũng loại trừ khả năng không thể hiểu được thông tin trong các bảng khác nhau. Ví dụ, trong cùng một bảng sẽ chứa địa chỉ và số điện thoại.

2. Mỗi bảng phải chứa thông tin chỉ trên một chủ đề. Thông tin cho từng chủ đề được xử lý dễ dàng hơn nhiều nếu chúng chứa trong các bảng độc lập với nhau. Ví dụ: địa chỉ và đơn đặt hàng của khách hàng được lưu trữ tốt hơn trong các bảng khác nhau, để khi xóa đơn hàng, thông tin máy khách vẫn còn trong cơ sở dữ liệu.

3. Mỗi bảng phải chứa các trường cần thiết. Mỗi trường trong bảng phải chứa thông tin riêng trên bảng. Ví dụ: một bảng có dữ liệu trên máy khách có thể chứa các trường có tên của công ty, địa chỉ, thành phố, quốc gia và số điện thoại. Khi phát triển các trường cho mỗi bảng, phải nhớ rằng mỗi trường phải được liên kết với chủ đề của bảng. Không nên bao gồm trong bảng dữ liệu đó là kết quả của một biểu thức. Bảng phải chứa tất cả các thông tin cần thiết. Thông tin phải được chia thành các đơn vị logic nhỏ nhất (ví dụ: các trường "tên" và "họ" và không phải là trường chung "tên").

4. Cơ sở dữ liệu phải có khóa chính. Điều này là cần thiết để DBMS có thể liên kết dữ liệu từ các bảng khác nhau, ví dụ, dữ liệu trên máy khách và các đơn đặt hàng của nó.

Giai đoạn 3. Tạo các hình thức màn hình.

Giai đoạn 4. Điền vào cơ sở dữ liệu.

Giai đoạn VI. Làm việc với cơ sở dữ liệu đã tạo.

Làm việc với cơ sở dữ liệu bao gồm các hành động sau:

tìm kiếm thông tin cần thiết;
sắp xếp dữ liệu;
lựa chọn dữ liệu;
in ấn;
thay đổi và bổ sung dữ liệu.

Bản chất của thiết kế cơ sở dữ liệu (cơ sở dữ liệu), cũng như bất kỳ quy trình thiết kế nào khác, trong việc tạo mô tả mới, trước đây không tồn tại ở dạng hệ thống này, khi triển khai nó, có thể hoạt động trong điều kiện thích hợp. Từ điều này theo sau, các giai đoạn thiết kế cơ sở dữ liệu phải liên tục và phản ánh một cách hợp lý về bản chất của quá trình này.

Nội dung thiết kế cơ sở dữ liệu và giai đoạn

Kế hoạch thiết kế dựa trên bất kỳ nhu cầu xã hội nào được xây dựng. Nhu cầu này có một môi trường xuất hiện và đối tượng tiêu dùng mục tiêu sẽ được sử dụng bởi kết quả của thiết kế. Do đó, quá trình thiết kế cơ sở dữ liệu bắt đầu nghiên cứu nhu cầu này từ quan điểm của người tiêu dùng và môi trường chức năng của vị trí dự định của nó. Đó là, giai đoạn đầu tiên là thu thập thông tin và định nghĩa về mô hình của khu vực chủ đề của hệ thống, cũng như nhìn vào nó từ quan điểm của đối tượng mục tiêu. Nói chung, để xác định các yêu cầu hệ thống, phạm vi hành động được xác định, cũng như biên giới của các ứng dụng cơ sở dữ liệu.

Hơn nữa, nhà thiết kế đã có một số ý tưởng nhất định mà anh ta cần tạo, làm rõ việc được giải quyết bằng ứng dụng ứng dụng, tạo thành danh sách của họ (đặc biệt là nếu sự phát triển dự án là cơ sở dữ liệu lớn và phức tạp), hãy chỉnh sửa chuỗi giải quyết vấn đề và phân tích dữ liệu . Một quy trình như vậy cũng là một công việc thiết kế cốt truyện, nhưng thường là trong cấu trúc thiết kế, các bước này được hấp thụ bởi giai đoạn thiết kế khái niệm - giai đoạn phân bổ các đối tượng, thuộc tính, kết nối.

Tạo một khái niệm (mô hình thông tin) liên quan đến sự hình thành sơ bộ của các yêu cầu khái niệm của người dùng, bao gồm các yêu cầu ứng dụng có thể không được triển khai ngay lập tức, nhưng sẽ cho phép trong tương lai để cải thiện chức năng của hệ thống. Việc đối phó với các biểu diễn của các đối tượng trừu tượng của bộ (mà không chỉ định các phương thức lưu trữ vật lý) và các mối quan hệ của chúng, mô hình khái niệm có thể tương ứng với mô hình của khu vực chủ đề. Do đó, trong tài liệu, giai đoạn đầu tiên của thiết kế của BD được gọi là thiết kế thông tin.

Hơn nữa bởi một bước riêng biệt (hoặc bổ sung vào phiên bản trước), một bước hình thành các yêu cầu đối với môi trường hoạt động, trong đó các yêu cầu về tài nguyên tính toán được đánh giá có khả năng đảm bảo hoạt động của hệ thống. Theo đó, khối lượng lớn hơn của cơ sở dữ liệu được chỉ định, hoạt động và cường độ của người dùng càng cao, các yêu cầu được trình bày càng cao cho tài nguyên: với cấu hình máy tính thành loại và phiên bản của hệ điều hành. Ví dụ: chế độ vận hành nhiều người chơi của cơ sở dữ liệu trong tương lai yêu cầu kết nối mạng bằng hệ điều hành tương ứng với đa nhiệm.

Bước tiếp theo, nhà thiết kế phải chọn hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS), cũng như các công cụ phần mềm. Sau đó, mô hình khái niệm phải được chuyển sang mô hình dữ liệu tương thích với hệ thống điều khiển đã chọn. Nhưng nó thường bị giới hạn để sửa đổi và thay đổi mô hình khái niệm, vì không phải lúc nào luôn là mối quan hệ của các đối tượng giữa họ, được phản ánh bởi mô hình khái niệm, có thể được thực hiện bằng phương tiện của DBMS này.

Hoàn cảnh này xác định sự xuất hiện của giai đoạn tiếp theo - sự xuất hiện của một mô hình khái niệm được cung cấp bởi các phương tiện. Bước này tương ứng với bước thiết kế logic (tạo mô hình logic).

Cuối cùng, giai đoạn cuối cùng của thiết kế cơ sở dữ liệu trở thành thiết kế vật lý - giai đoạn liên kết cấu trúc logic và môi trường lưu trữ vật lý.

Do đó, các giai đoạn chính của thiết kế theo hình thức chi tiết được thể hiện bằng các giai đoạn:

thiết kế thông tin,
hình thành các yêu cầu cho cài đặt hoạt động
lựa chọn hệ thống quản lý và cơ sở dữ liệu phần mềm,
thiết kế logic,
thiết kế vật lí

Chìa khóa của họ sẽ được thảo luận dưới đây.

Thiết kế thông tin

Nhận dạng thực thể là cơ sở ngữ nghĩa của thiết kế thông tin. Essence ở đây là một đối tượng như vậy (trừu tượng hoặc cụ thể), thông tin về nó sẽ tích lũy trong hệ thống. Trong mô hình thông qua của khu vực chủ đề trong các điều khoản dễ hiểu, không phụ thuộc vào việc thực hiện cụ thể của cơ sở dữ liệu, cấu trúc và thuộc tính động của khu vực chủ đề được mô tả. Nhưng các điều khoản được thực hiện theo thang điểm điển hình. Đó là, mô tả được thể hiện không thông qua các đối tượng riêng lẻ của khu vực chủ đề và mối quan hệ của họ, nhưng thông qua:

mô tả các loại đối tượng,
các giới hạn toàn vẹn liên quan đến loại được mô tả,
các quy trình dẫn đến sự phát triển của khu vực chủ đề là chuyển nó sang một tiểu bang khác.

Mô hình Infographic có thể được tạo bằng một số phương thức và cách tiếp cận:

Cách tiếp cận chức năng được đẩy lùi khỏi các nhiệm vụ được đặt. Nó được gọi là một chức năng, bởi vì nó được sử dụng nếu các chức năng và nhiệm vụ của những người sử dụng nhu cầu thông tin của họ bằng cách sử dụng cơ sở dữ liệu được thiết kế sẽ phục vụ nhu cầu thông tin của họ.
Cách tiếp cận chủ đề đối với Góc Chương Đặt thông tin về thông tin sẽ được chứa trong cơ sở dữ liệu, mặc dù thực tế là cấu trúc truy vấn có thể không được xác định. Trong trường hợp này, các nghiên cứu về khu vực chủ đề được tập trung vào màn hình tối đa đầy đủ trong cơ sở dữ liệu trong bối cảnh đầy đủ các yêu cầu thông tin bị cáo buộc.
Một cách tiếp cận tích hợp theo phương pháp "Tinh chất-Truyền thông" kết hợp những lợi thế của hai cái trước đó. Phương pháp này được giảm xuống để tách toàn bộ khu vực đối tượng sang các bộ phận địa phương, được mô phỏng riêng biệt và sau đó kết hợp lại thành một khu vực vững chắc.

Kể từ khi sử dụng phương pháp "Tinh chất-Truyền thông" là một phương pháp thiết kế kết hợp ở giai đoạn này, nó sẽ trở nên ưu tiên hơn.

Các biểu diễn địa phương trong sự phân tách phương pháp nên, nếu có thể, bao gồm thông tin sẽ đủ để giải quyết một nhiệm vụ riêng biệt hoặc cung cấp một số loại nhóm người dùng tiềm năng. Mỗi khu vực này chứa khoảng 6-7 thực thể và đáp ứng bất kỳ ứng dụng bên ngoài riêng biệt nào.

Sự phụ thuộc của các thực thể được phản ánh trong sự phân tách của họ thành mạnh mẽ (cơ bản, cha mẹ) và yếu (các công ty con). Bản chất mạnh mẽ (ví dụ: trình đọc trong thư viện) có thể tồn tại trong chính cơ sở dữ liệu và một bản chất yếu (ví dụ: đăng ký của người đọc này) "đang ràng buộc" mạnh mẽ và riêng biệt.

Các khái niệm về một "thể hiện thực thể" nên được tách (một đối tượng được đặc trưng bởi các giá trị cụ thể của các thuộc tính) và khái niệm "loại thực thể" - một đối tượng mà tên chung và danh sách các thuộc tính được đặc trưng.

Đối với mỗi thực thể riêng lẻ, thuộc tính (bộ thuộc tính) được chọn, tùy thuộc vào tiêu chí, có thể là:

xác định (với một giá trị duy nhất cho các thực thể thuộc loại này, làm cho chúng có các phím tiềm năng) hoặc mô tả;
không rõ ràng hoặc đa giá trị (với số lượng giá trị tương ứng cho một thể hiện của bản chất);
cơ bản (độc lập với các thuộc tính còn lại) hoặc các dẫn xuất (được tính toán, dựa trên các giá trị của các thuộc tính khác);
Đơn giản (thành phần đơn không thể chia cắt) hoặc composite (kết hợp từ một số thành phần).

Sau đó, thông số kỹ thuật thuộc tính được thực hiện, thông số kỹ thuật của các liên kết trong biểu diễn cục bộ (có tách thành tùy chọn và bắt buộc) và kết hợp các biểu diễn địa phương. INTERS của số lượng khu vực địa phương lên đến 4-5, chúng có thể được kết hợp theo một bước . Trong trường hợp tăng số lượng, hiệp hội nhị phân của các khu vực xảy ra trong một số giai đoạn.

Trong quá trình này và các giai đoạn trung gian khác, tính chất lặp của thiết kế được phản ánh ở đây trong thực tế là loại bỏ mâu thuẫn, cần phải quay trở lại giai đoạn mô hình hóa các biểu diễn địa phương để làm rõ và thay đổi (ví dụ: để thay đổi cùng tên của các đối tượng khác nhau về mặt ngữ nghĩa hoặc để đàm phán các thuộc tính toàn vẹn trên cùng một thuộc tính trong các ứng dụng khác nhau).

Lựa chọn hệ thống quản lý và cơ sở dữ liệu phần mềm

Việc thực hiện thực tế của hệ thống thông tin phụ thuộc vào sự lựa chọn của hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu. Các tiêu chí quan trọng nhất trong quá trình lựa chọn là các thông số:

loại mô hình dữ liệu và tuân thủ nhu cầu của khu vực chủ đề,
việc cung cấp các cơ hội trong trường hợp gia hạn hệ thống thông tin,
Đặc điểm hiệu suất của hệ thống đã chọn,
Độ tin cậy và tiện lợi của DBMS,
nhân viên quản trị dữ liệu định hướng dữ liệu định hướng công cụ
chi phí của chính DBMS và phần mềm bổ sung.

Lỗi trong sự lựa chọn của DBMS thực tế có lẽ sau đó sẽ gây ra sự cần thiết phải điều chỉnh mô hình khái niệm và logic.

Thiết kế logic của cơ sở dữ liệu

Cấu trúc logic của DB phải tuân thủ mô hình logic của khu vực chủ đề và tính đến kết nối của mô hình dữ liệu từ DBMS được hỗ trợ. Do đó, giai đoạn bắt đầu với việc lựa chọn mô hình dữ liệu, nơi quan trọng cần tính đến sự đơn giản và khả năng hiển thị của nó.

Tốt nhất là khi cấu trúc dữ liệu tự nhiên trùng với mô hình đại diện cho nó. Ví dụ: nếu dữ liệu được trình bày dưới dạng cấu trúc phân cấp, thì mô hình là tốt hơn để chọn một phân cấp. Tuy nhiên, trong thực tế, một sự lựa chọn như vậy thường được xác định bởi hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu, không phải là mô hình dữ liệu. Do đó, mô hình khái niệm thực sự được phát trong một mô hình dữ liệu như vậy, tương thích với hệ thống kiểm soát cơ sở dữ liệu đã chọn.

Ở đây, bản chất của thiết kế, cho phép (hoặc sự cần thiết) để trở về mô hình khái niệm để thay đổi nó trong trường hợp các mối quan hệ được phản ánh ở đó giữa các đối tượng (hoặc thuộc tính đối tượng) sẽ không thể thực hiện các DBMS đã chọn.

Sau khi hoàn thành giai đoạn, sơ đồ của cơ sở dữ liệu của cả cấp độ kiến \u200b\u200btrúc (khái niệm và bên ngoài), được tạo bằng ngôn ngữ định nghĩa được hỗ trợ bởi các DBMS đã chọn, phải được hình thành.

Sơ đồ cơ sở dữ liệu được hình thành bằng một trong hai cách tiếp cận đa chiều:

hoặc sử dụng cách tiếp cận hướng lên khi công việc chuyển từ các thuộc tính xác định thấp hơn được nhóm thành các mối quan hệ đại diện cho các đối tượng dựa trên các mối quan hệ hiện có giữa các thuộc tính;
hoặc sử dụng một sự đảo ngược, giảm dần, cách tiếp cận được sử dụng trong quan trọng (lên đến hàng trăm và hàng nghìn) sự gia tăng số lượng thuộc tính.

Cách tiếp cận thứ hai ngụ ý xác định một số thực thể cấp cao và các mối quan hệ của họ, tiếp theo là chi tiết đến mức mong muốn, ví dụ, phản ánh, ví dụ, một mô hình được tạo trên cơ sở phương thức "Tinh chất-Truyền thông". Nhưng trong thực tế cả hai cách tiếp cận thường được kết hợp.

Thiết kế vật lý của cơ sở dữ liệu

Ở giai đoạn tiếp theo của thiết kế vật lý của cơ sở dữ liệu, cấu trúc logic được hiển thị dưới dạng cấu trúc lưu trữ cơ sở dữ liệu, đó là được liên kết với một phương tiện lưu trữ vật lý như vậy, nơi dữ liệu sẽ được đặt hiệu quả nhất có thể. Ở đây chi tiết sơ đồ dữ liệu với chỉ dẫn tất cả các loại, trường, kích cỡ và hạn chế. Ngoài việc phát triển các chỉ mục và bảng, các yêu cầu chính được xác định.

Việc xây dựng mô hình vật lý được liên kết với giải pháp theo nhiều cách của các nhiệm vụ mâu thuẫn:

giảm thiểu vị trí lưu trữ
nhiệm vụ để đạt được sự toàn vẹn, an toàn và hiệu suất tối đa.

Nhiệm vụ thứ hai bước vào xung đột từ đầu tiên, vì, ví dụ:

Đối với chức năng giao dịch hiệu quả, bạn cần đặt một không gian đĩa cho các đối tượng tạm thời,
Để tăng tốc độ tìm kiếm, bạn cần tạo các chỉ mục, số lượng được xác định bởi số lượng kết hợp có thể có của các trường tham gia,
Để khôi phục dữ liệu, bản sao lưu của cơ sở dữ liệu sẽ được tạo và nhật ký của tất cả các thay đổi.

Tất cả điều này làm tăng kích thước cơ sở dữ liệu, do đó, nhà thiết kế đang tìm kiếm một sự cân bằng hợp lý, trong đó các tác vụ được giải quyết tối ưu bằng cách định vị dữ liệu trong không gian bộ nhớ, nhưng không phải là chi phí bảo vệ hộp của hộp, được đánh giá như bảo vệ chống lại truy cập và bảo vệ trái phép chống lại các lỗi.

Để hoàn tất việc tạo mô hình vật lý, ước tính là đánh giá các đặc điểm hoạt động của nó (tốc độ tìm kiếm, hiệu quả của truy vấn và tiêu thụ tài nguyên, tính đúng đắn của hoạt động). Đôi khi giai đoạn này, cũng như các giai đoạn của việc thực hiện cơ sở dữ liệu, thử nghiệm và tối ưu hóa, cũng như bảo trì và vận hành, được thực hiện vượt ra ngoài thiết kế trực tiếp của cơ sở dữ liệu.