Инфологическая модель Базы данных

Цель инфологического моделирования – обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой Базе данных.

Сначала создает обобщенное неформальное описание создаваемой базы данных. Это описание, выполненное с использованием естественного языка, математических формул, таблиц, графиков и других средств, понятных всем людям, работающих над проектированием базы данных, называют инфологической моделью данных, рис. 1.2.1

Инфологическая модель является проблемно-ориентированной и системно-независимой, т.е. не зависимой от конкретной СУБД, операционной системы и аппаратного обеспечения ЭВМ.

Основным требованием к инфологической модели, вытекающим из ее назначения, является требование адекватного отображения предметной области. Инфологическая модель должна быть непротиворечивой. Она является единым интегрированным описанием предметной области и отражает взгляды и потребности всех пользователей системы

◄ Инфологическая модель – представляет информационные потоки, сущности и связи данной предметной области. Она может быть представлена в виде ER-модели и реляционной схемы.

◄ Целью построения этой структуры – является выявление и объединение информационных требований пользователя, связей между элементами данных без относительно к их содержанию и среде их хранения. Инфологическая модель должна обладать свойством легкой расширяемости, обеспечивающим ввод новых данных без изменений ранее определенных.

Центральной компонентой инфологической модели является описание объектов предметной области и связей между ними (ER-модель).

Цель инфологического моделирования — обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Поэтому инфологическую модель данных пытаются строить по аналогии с естественным языком (последний не может быть использован в чистом виде из-за сложности компьютерной обработки текстов и неоднозначности любого естественного языка).

Основными конструктивными элементами инфологических моделей являются сущности, связи между ними, идентификаторы (ключи) и свойства (атрибуты).

◄ Инфологическое, (Концептуальное) проектирование — построение

семантической модели предметной области, то есть информационной модели наиболее высокого уровня абстракции. Такая модель создаётся без ориентации на какую-либо конкретную СУБД и модель данных.

Инфологическая модель должна быть отображена в даталогическую модель, «понятную» СУБД.

Рис. Взаимосвязь этапов проектирования.

Инфологическая модель отображает реальный мир в некоторые понятные человеку концепции, полностью независимые от параметров среды хранения данных. Поэтому инфологическая модель не должна изменяться до тех пор, пока какие-то изменения в реальном мире не потребуют изменения в ней некоторого определения, чтобы эта модель продолжала отражать предметную область.

Существует множество подходов к построению таких моделей:

■ Графовые модели,

■ Семантические сети,

■ Модель «сущность-связь» и др.

Одной и той же инфологической модели данных могут соответствовать несколько разных физических моделей.

Трехуровневая архитектура (инфологический, даталогический и физический уровни) позволяет обеспечить независимость хранимых данных от использующих их программ. Архитектура БД (АБД) может при необходимости переписать хранимые данные на другие носители информации и (или) реорганизовать их физическую структуру, изменив лишь физическую модель данных. АБД может подключить к системе любое число новых пользователей (новых приложений), дополнив, если надо, даталогическую модель.

Инфологическая модель применяется на втором этапе проектирования БД (алгоритмическом), то есть после словесного описания предметной области, то

есть после этапа постановки задачи – предметной области, рис.-----

Инфологическая модель должна включать такое формализованное описание предметной области, которое будет «читабельно» не только для специалистов по базам данных, но и сторонних людей. И это описание должно быть настолько емким, чтобы можно было оценить глубину и корректность проработки проекта БД, и конечно, оно не должно быть привязано к конкретной СУБД. Выбор СУБД — это отдельная задача, для корректного ее решения необходимо иметь проект, который не привязан ни к какой конкретной СУБД.

Инфологическое проектирование прежде всего связано с попыткой представления семантики, то есть смыслового содержания, предметной области в модели БД.

Поэтому инфологическую модель данных пытаются строить по аналогии с естественным языком (последний не может быть использован в чистом виде из-за сложности компьютерной обработки текстов и неоднозначности любого естественного языка). Основными конструктивными элементами инфологических моделей являются сущности, связи между ними и их свойства – атрибуты.

PS: Эпиграф: «Информатика не более наука о компьютерах, чем

астрономия – наука о телескопах»

Инфо – от слова информация, а логос – наука.

*** Инфология – это область знаний, занимающаяся изучением и

практическим освоение общих, фундаментальных законов информации.

*** Инфология – это область человеческой деятельности по моделированию окружающей действительности с целью принятия единственно правильного решения.

Рис. 1. Этапы проектирования модели БД.

PS: Термины «Семантическая сеть (модель)», «Концептуальная модель», «Инфологическая модель» и «Информационно–логическая» являются словами синонимами.

Кроме того, в этом контексте равноправно могут использоваться слова «модель базы данных» и «Модель предметной области».

Например, «Концептуальная модель базы данных» и «Концептуальная модель предметной области», поскольку такая модель является как образом реальности, так и образом проектируемой базы данных для этой реальности.

*** Даталогическая модель – описание на языке конкретной СУБД

*** Логическое (даталогическое) проектирование — создание схемы базы данных на основе конкретной модели данных.

Так как указанный доступ осуществляется с помощью конкретной СУБД, то модели должны быть описаны на языке описания данных этой СУБД. Такое описание, создаваемое АБД по инфологической модели данных, называют даталогической моделью данных.

Указанные изменения физической и даталогической моделей не будут замечены существующими пользователями системы (окажутся "прозрачными" для них), так же как не будут замечены и новые пользователи. Следовательно, независимость данных обеспечивает возможность развития системы баз данных без разрушения существующих приложений.

●● Например, реляционной модели данных. Для реляционной модели данных даталогическая модель — набор схем отношений, обычно с указанием первичных ключей, а также «связей» между отношениями, представляющих собой внешние ключи.

◄ Преобразование концептуальной модели в даталогическую (логическую) модель, как правило, осуществляется по формальным правилам. Этот этап может быть в значительной степени автоматизирован.

◄ На этапе даталогического проектирования учитывается специфика конкретной модели данных, но может не учитываться специфика конкретной СУБД.

Физическое моделирование.

В отличие от инфологической модели данных, физическая модель полностью зависит от конкретной СУБД. В ней должны быть учтены

· ограничения на длину имен объектов базы данных (таблиц, столбцов, индексов),

· использование специальных символов в именах,

· допустимые типы данных и их внутреннее представление на устройствах хранения данных в ЭВМ.