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

58641. Простые и составные числительные 61.5 KB
  Цели урока: Образовательная цель: познавательная цель: познакомить учащихся с обозначением числительного одним и несколькими словами их правописанием рассказать о происхождении сложных числительных практическая...
58642. Гласные и согласные звуки 822 KB
  Сегодня мы попомним что звуки на письме обозначаются с помощью букв повторим какие звуки есть в русском языке и по каким признакам они различаются. Как звуки обозначаются на письме Чем звуки отличаются от букв Звуки мы слышим и произносим.
58643. Как надо действовать, чтобы правильно написать безударную гласную 55 KB
  Цель: Развитие умения работать по алгоритму чтобы правильно писать безударную гласную в корне слова познакомить с новым значением омонимы воспитывать самостоятельность пополнять словарный запас.
58645. Склонение личных местоимений в единственном и множественном числе 56 KB
  Цели: образовательные: совершенствовать умение склонять личные местоимения в единственном и множественном числе употреблять их в речи; развивающие: развивать орфографическую зоркость внимание мышление память...
58648. Формирование синтаксических умений при разборе простого и сложного предложения на грамматическом уровне развития речи младших школьников на уроках русского языка 58 KB
  Синтаксический анализ предложения. Из предложения текста: Крепкий лёд незаметно сковал реку. Назвать сочетание слов которое не является словосочетанием определить и охарактеризовать грамматическую основу предложения лёд сковывает А теперь давайте поиграем.
58649. Письменный пересказ текста-рассуждение 45.5 KB
  Задачи: образовательные Моделировать интонационный состав высказывания Составлять высказывание по опорным вопросам Участвовать в учебном диалоге: отвечать на вопрос задавать вопрос Создавать план текста. Осознавать особенности каждого типа текста.