1.3 Проектирование базы данных

1.3.1 Этапы проектирования

Проектирование базы данных начинается с анализа предметной области. Определяются цели создания базы данных, структура предметной области, динамика ее развития, предполагаемая категория пользователей и их потребности. Получение информации о предметной области проводится посредством наблюдения за работой специалистов, опроса экспертов, анкетирования, изучением документооборота и т.д. Для сбора и анализа информации обычно используются различные методические материалы.

На основании результатов обследования предметной области выявляются наиболее существенные объекты, их свойства и взаимосвязи. Отбор наиболее важных объектов ведется с привлечением экспертов, методов экспертных оценок. Составляется схема с использованием графических обозначений.

На следующем этапе, называемом логическим проектированием, выбирается модель данных (иерархическая, сетевая или реляционная), ориентированная на конкретную СУБД, которая наилучшим способом описывает результаты исследований. Наилучший вариант логической схемы будущей базы данных записывается в терминах модели данных выбранной СУБД.

Заключительным этапом создания базы данных является проектирование физической структуры. На данном этапе исследуются возможности операционной системы, проектируются форматы физических записей, проводится распределение файлов по дискам и т.д.

Следует отметить, что в настоящее время существуют программные средства проектирования информационных систем, использующие CASE-средства (Computer Aided Software / System Engineering) – системы автоматизированного проектирования программного обеспечения. С помощью таких программных продуктов можно существенно сократить время проведения начальных этапов проектирования, завершающихся созданием логической модели. Кроме того, можно резко сократить время общей разработки БД, так как по сформированной логической модели можно автоматически генерировать физическую структуру сервера базы данных и код прикладных программ.

1.3.2 Понятие сущности, атрибута и связи

Одним из популярных инструментов ручного и автоматизированного (в CASE-системах) проектирования баз данных являются элементы модели «сущность-связь». Согласно этой модели предметная область описывается как совокупность отдельных различимых сущностей, снабженных атрибутами, и находящимися в определенных связях друг с другом.

Сущность – это любой конкретный или абстрактный объект в рассматриваемой предметной области, выражаемый обычно существительным. Различают тип сущности и экземпляр сущности. Тип сущности – это объединение однородных объектов, наделенных одинаковым набором свойств и различающихся их значениями. Конкретный объект этого множества является экземпляром сущности. Например, студент – это тип сущности, а ее экземплярами считаются конкретные студенты. В реляционной модели данных сущности соответствует таблица.

Атрибут – именованная характеристика (свойство) сущности, принимающая конкретное значение из некоторого множества допустимых значений. Обычно с помощью атрибута описываются свойства сущности. Атрибут имеет уникальное наименование. Например, для сущности студент могут быть использованы следующие атрибуты: номер зачетной книжки, группа, фамилия, имя, отчество, дата рождения, адрес. Значениями атрибута фамилия могут быть Сергеев, Иванов, Тихонова и т.д. В реляционной модели атрибуту соответствует поле. Значение атрибута присваивается конкретному экземпляру сущности. Один, либо несколько атрибутов, однозначно идентифицируют конкретный экземпляр сущности. Например, атрибут номер зачетной книжки имеет множество значений, однозначно определяющих конкретные экземпляры сущности студент, даже в случае однофамильцев. Такой идентифицирующий атрибут называется ключом. На рисунке 8 показано графическое изображение сущности студент с атрибутами в виде диаграммы, идентифицирующий атрибут подчеркнут.

Связь. Связями выражаются отношения между сущностями. При создании модели предметной области указывают связи между двумя типами сущностей («один к одному», «один ко многим» или «многие ко многим»).

Рисунок 8 – Диаграмма сущности студент с атрибутами