18576

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ Процесс разработки структуры БД на основании требований пользователя называют проектированием БД ПБД. Результатами ПБД являются структураБД состоящая из логических и физических компонент и руководство для прикладных программистов. Р...

Русский

2013-07-08

42.5 KB

6 чел.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ

Процесс разработки структуры БД на основании требований пользователя называют проектированием БД (ПБД). Результатами ПБД являются структураБД, состоящая из логических и физических компонент, и руководство для прикладных программистов.

Развитие системы БД во времени называют жизненным циклом. Последний делится на стадии анализа, проектирования и эксплуатации.

Первая стадия включает в себя этапы формулирования и анализа требований, концептуального проектирования, проектирования реализации, физического проектирования. Анализ требований является полностью неформализованным этапом. Его основная цель — обеспечить согласованность целей пользователей и представлений об информационных потоках.

Вторая стадия состоит из этапов реализации БД, анализа функционирования и поддержки, модификации и адаптации.

Концептуальное проектирование обеспечивает выбор структуры организации информации на основе объединения информационных требований пользователей.

Проектирование реализации (логическое проектирование) разделяют на две части: проектирование базы данных и проектирование программ. Результатом первой части является логическая структура БД. Результатом второй части считают функциональные описания программных модулей и наборы запросов к БД.

Физическое проектирование разделяют также на две части: выбор физической структуры БД и отладку программных модулей, полученных при проектировании программ. Результатом этапа является подготовка к эксплуатации БД.

На этапе реализации БД ставится задача разработки программ доступа к БД.

Этап анализа функционирования и поддержки обеспечивает статистическую обработку данных о функционировании системы. Восстановление БД и ее целостности после сбоев обеспечивает поддержка БД.

Этап модернизации и адаптации позволяет производить изменения, оптимизацию функционирования, модификацию программ.

Языки, используемые в БД, делят на языки описания данных (ЯОД) и языки манипулирования данными (ЯМД).

В общем случае ЯОД описывает различные типы записей, их имена и форматы, а также служит для определения:

  •  типов элементов данных, которые нужны в качестве ключей;
  •  отношений между записями или их частями и именования этих отношений;
  •  типа данных, которые используются в записях;
  •  диапазона их значений;
  •  числа элементов, их порядка и т. п.;
  •  секретности частей данных и режимов доступа к ним.
  •  Различают три уровня абстракции для описания данных:
    •  концептуальный (с позиции администратора);
    •  реализации (с позиции прикладного программиста и пользователя;
    •  физический (с позиции системного программиста).

На концептуальном уровне описывают объекты, атрибуты и значения данных. На уровне реализации имеют дело с записями, элементами данных и связями между записями. На физическом уровне оперируют блоками, указателями, данными переполнения, группировкой данных.

Обычно ЯМД дают возможность манипулирования данными без знания несущественных для программиста подробностей. Они могут реализоваться как расширение языков программирования общего назначения путем введения в них специальных операторов или путем реализации специального языка.

При работе с БД используются несколько типов языков:

  •  манипулирования данными;
  •  программирования;
  •  описания физической организации данных.

Языки программирования, применяемые в БД, представляют собой распространенные языки типа ФОРТРАН, КОБОЛ и многие новые языки.

Языки описания логических схем пользователя реализуются средствами описания данных языка прикладного программирования, средствами СУБД, специальным языком.

Наиболее широко распространен первый способ описания. Он имеет в основе операторы объявления (например, DECLARE в языке PL/I, STRUCT в СИ, type в ADA).

Языки описания схем БД предназначены для администратора БД. С их помощью определяют глобальные описания данных.

Языки описания физической организации данных описывают физическую структуру размещения схемы на машинных носителях. С их помощью определяют методы доступа, предписывающие размещение данных на тех или иных носителях, и т. п.

Наибольшими преимуществами обладают специальные языки, так как они не зависят от используемых языков программирования или технических средств. Следовательно, при переносе БД на другое ТО или смене языка программирования большинство описаний БД останется без изменения.

Процесс проектирования БД начинают с построения концептуальной модели (КМ). Концептуальная модель состоит из описания объектов и их взаимосвязей без указания способов физического хранения. Построение КМ начинается с анализа данных об объектах и связях между ними, сбора информации о данных в существующих и возможных прикладных программах. Другими словами, КМ — это модель предметной области. Версия КМ, обеспечиваемая СУБД, называется логической моделью (ЛМ). Подмножества ЛМ, которые выделяются для пользователей, называются внешними моделями (подсхемами). Логическая модель отображается в физическую, которая отображает размещение данных и методы доступа. Физическуюмодель называют еще внутренней.

Внешние модели не связаны с используемыми ТС и методами доступа к БД. Они определяют первый уровень независимости данных. Второй уровень независимости данных связан с отсутствием изменений внешних моделей при изменении КМ.

Важным инструментом при разработке и проектировании БД является словарь данных (СД), предназначенный для хранения сведений об объектах, атрибутах, значениях данных, взаимосвязях между ними, их источниках, значениях, форматах представления. Словарь данных позволяет получить однообразную и формализованную информацию обо всех ресурсах данных.

Главное назначение СД состоит в документировании данных. Он должен обеспечивать централизованное введение и управление данными, взаимодействие между разработчиками любого проекта, например САПР. Существуют интегрированные и независимые СД. В первом случае СД — это часть пакета программ СУБД, а во втором — отдельный пакет программ в виде дополнения к СУБД.

В настоящее время СД рассматривают как связующее звено в системе ПО обработки данных, включающей в себя процессор, СУБД, языки запросов, монитор телеобработки.

В полном объеме СД обязан:

  •  поддерживать КМ, логическую, внутреннюю и внешнюю модели;
  •  быть интегрированным с СУБД, поддерживать тестовые и рабочие версии хранимых описаний;
  •  обеспечивать эффективный обмен информацией с СУБД и процесс изменения рабочей версии при изменении БД.

Словарь данных должен иметь свою БД. Основные составляющие БД словаря данных:

  •  атрибут;
  •  объект;
  •  групповой элемент данных;
  •  выводимый объект данных;
  •  синонимы, т. е. атрибуты, имеющие одинаковое назначение, но различные идентификаторы;
  •  омонимы, т. е. атрибуты с различным назначением, но с одинаковыми идентификаторами;
  •  описание КМ, ЛМ, внешних и внутренних моделей;
  •  описание, позволяющее пользователям формально и однозначно выбирать атрибуты для решения задач.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

16360. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ОДНОРОДНЫХ ИЗОТРОПНЫХ СРЕДАХ 267 KB
  Лабораторная работа №1 РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ОДНОРОДНЫХ ИЗОТРОПНЫХ СРЕДАХ ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определение электромагнитных характеристик реальных сред. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ Волновым процессом называется перемещение в простран...
16361. Исследование электромагнитных полей элементарных излучателей 635.5 KB
  Лабораторная работа №2 Исследование электромагнитных полей элементарных излучателей Цель работы: Исследование физических свойств элементарных электрического и магнитного излучателей и измерение их диаграммы направленности Краткие теоретические сведения ...
16362. Исследование электромагнитных волн в прямоугольном волноводе 458.5 KB
  Исследование электромагнитных волн в прямоугольном волноводе Методические указания к лабораторной работе Цель работы Задание для предварительного расчета Описание лабораторной установки Краткие теоретические сведения Задание к экспериментальной части...
16363. ИССЛЕДОВАНИЕ СВЧ ОБЪЕМНЫХ РЕЗОНАТОРОВ 588.5 KB
  МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторной работе ИССЛЕДОВАНИЕ СВЧ ОБЪЕМНЫХ РЕЗОНАТОРОВ В методических указаниях даны рекомендации по расчету объемных резонаторов и экспериментальному измерению резонансной частоты собственной и нагруженной добротности объемн
16364. Определение теплопроводности твердых теплоизоляционных материалов 133 KB
  Лабораторная работа №1. Определение теплопроводности твердых теплоизоляционных материалов Цель и задачи работы: ознакомление со стационарным методом измерения коэффициентов теплопроводности теплоизоляционных материалов и про...
16365. Исследование сложного теплообмена горизонтальной трубы с окружающим воздухом в условиях свободной конвекции 511 KB
  Лабораторная работа №4. Исследование сложного теплообмена горизонтальной трубы с окружающим воздухом в условиях свободной конвекции Цель работы: расчетное и экспериментальное определение основных характеристик сложного теплообмена количества теплоты передав...
16366. Исследование теплоотдачи при движение воздуха в пучке труб 1000 KB
  Отчёт к лабораторной работе № 5 Цель работы: Исследование теплоотдачи при движение воздуха в пучке труб. Введение: При поперечном омывании жидкость пучков труб в зависимости от числа Re различают следующие три режима: ламинарный смешанный и турбулентный. Чаще всего ...
16367. Определение степени черноты излучающего тела 1012.5 KB
  Лабораторная работа № 6 Определение степени черноты излучающего тела Цель работы: определение степени черноты излучающей поверхности тела. Задачи работы: Экспериментальное определение степени черноты различных тел. Экспериментальное исследование
16368. Определение коэффициента теплоотдачи излучением между двумя телами 103.5 KB
  Лабораторная работа №8 Цель работы: Определение коэффициента теплоотдачи излучением между двумя телами. Введение: Тепловое излучение представляет собой процесс распространения внутренней энергии излучающего тела путем электромагнитных волн распространяющих...