Общие аспекты

Проектирование БД заключается в многоступенчатом описании будущей базы данных с различной степенью детализации и формализации, в ходе которого производится уточнение и оптимизация ее структуры. Проектирование начинается с описания предметной области и задач информационной системы, идет к более абстрактному уровню логического описания данных и далее – к схеме физической (внутренней) модели БД. Трем основным уровням моделирования системы – концептуальному, логическому и физическому – соответствуют три последовательных этапа детализации описания объектов БД и их взаимосвязей. На рис. 23 представлены этапы проектирования БД.

Рис. 23. Этапы проектирования баз данных

На концептуальном уровне проектирования производится смысловое (семантическое) описание информационного содержания предметной области, определяются границы предметной области, производится абстрагирование от несущественных для данной информационной системы деталей. В результате определяются моделируемые объекты, их свойства и связи. Выполняется структуризация знаний о предметной области, стандартизируется терминология. Затем строится концептуальная модель, описываемая на естественном языке. Для описания свойств и связей объектов применяют различные диаграммы.

Концептуальная модель служит основой для взаимодействия разработчиков системы и обеспечивает ее долговременную работу.

На следующем шаге принимается решение о том, в какой конкретно СУБД будет реализована БД. Выбор СУБД является сложной задачей и должен основываться в первую очередь на потребностях с точки зрения информационной системы и пользователей. Определяющими здесь выступают вид программного продукта и категория пользователей (или профессиональные программисты, или конечные пользователи, или и то и другое). Другими показателями, влияющими на выбор СУБД, являются: удобство и простота использования; качество средств разработки, защиты и контроля базы данных; уровень коммуникационных средств в случае применения ее в сетях; фирма-разработ-чик; стоимость.

Каждая конкретная СУБД работает с определенной моделью данных. Под моделью данных понимается способ их взаимосвязи: в виде иерархического дерева, сложной сетевой структуры или связанных таблиц. В настоящее время большинство СУБД использует табличную модель данных, называемую реляционной, которая будет подробно описана ниже.

На логическом уровне производится отображение данных концептуальной модели в логическую модель в рамках той структуры данных, которая поддерживается выбранной СУБД. Логическая модель не зависит от конкретной СУБД (в рамках определенной модели данных). Так, построенная на основе таблиц логическая модель может быть реализована на любой СУБД реляционного типа.

На физическом уровне производится выбор рациональной структуры хранения данных и методов доступа к ним, которые обеспечивает выбранная СУБД, решаются вопросы эффективного выполнения запросов к базе данных, для чего строятся дополнительные структуры, например, индексы. В физической модели содержится информация обо всех объектах БД (таблицах, индексах, процедурах и др.) и используемых типах данных. Физическая модель зависит от конкретной СУБД. Одной и той же логической модели может соответствовать несколько разных физических моделей. Физическое проектирование является начальным этапом реализации базы данных.

Рассмотрим основные этапы проектирования БД на примере базы данных интернет-магазина.