Проектирование базы данных Диаграммы потоков данных
Пользователь вводит необходимые данные. Они фиксируются в базе данных, а затем, с помощью алгоритмов, производится расчет. Расчетные данные фиксируются в базе данных, после чего выводятся в пользовательском интерфейсе.
Рисунок 1 – Диаграммы потоков данных.
Таблица №1 – Всех атрибутов информационной системы.
Номер
пользователя |
Номер записи |
Время |
IP-адрес |
Маска подсети |
Класс сети |
Перевод IP адрес в двоичную систему |
Перевод IP адрес в шестнадцатеричную систему |
Адрес сети |
Адрес узла |
Широковещательный адрес |
Широковещательный узел |
Количество доступных адресов |
IP-первого и последнего хоста |
Подсеть |
Количество узлов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формализация — представление какой-либо содержательной области (рассуждений, доказательств, процедур классификации, поиска информации, научных теорий) в виде формальной системы или исчисления.
Формализацией называется представление данных в виде какой-либо четкой структуры.
Нормализация – это процесс удаления избыточных данных.
Нормализация – это метод проектирования базы данных, который позволяет привести базу данных к минимальной избыточности.
Под даталогической моделью понимается модель, отражающая логические взаимосвязи между элементами данных безотносительно их содержания и физические организации. При этом даталогическая (или просто логическая) модель строится на основе инфологической модели конкретной предметной области, с учётом её особенностей.
Существуют несколько типов даталогических моделей данных:
сетевая модель;
иерархическая модель;
объектно-ориентированная модель;
реляционная модель;
Для логического проектирования выбрана иерархическая модель данных, т.к. она наиболее полно соответствует требованиям, предъявленным к разрабатываемой информационной системе:
Иерархическая модель
Иерархическая модель данных представление базы данных в виде древовидной.
(иерархической) структуры, состоящей из объектов (данных) различных уровней.
Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможна ситуация, когда объект-предок не имеет потомков или имеет их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок.
Как и сетевая, иерархическая модель данных базируется на графовой форме построения данных, и на концептуальном уровне она является просто частным случаем сетевой модели данных. В иерархической модели данных вершине графа соответствует тип сегмента или просто сегмент, а дугам — типы связей предок — потомок. В иерархических структурах сегмент — потомок должен иметь в точности одного предка.
Иерархическая модель представляет собой связный неориентированный граф древовидной структуры, объединяющий сегменты. Иерархическая БД состоит из упорядоченного набора деревьев.
Корневая запись каждого дерева обязательно должна содержать ключ с уникальным значением. Ключи некорневых записей должны иметь уникальное значение только в рамках группового отношения. Каждая запись идентифицируется полным сцепленным ключом, под которым понимается совокупность ключей всех записей от корневой по иерархическому пути.
К основным недостаткам иерархических моделей следует отнести: неэффективность, медленный доступ к сегментам данных нижних уровней иерархии, четкая ориентация на определенные типы запросов и др. Также недостатком иерархической модели является ее громоздкость для обработки информации с достаточно сложными логическими связями, а также сложность понимания для обычного пользователя. Иерархические модели быстро прошли пик популярности, которая обусловливалась их ранним появлением на рынке.
Нормализация проходит в 3 этапа:
Общая база данных, хранящая всю информацию
Таблица №2 – Первая нормализация таблицы №1
Номер
пользователя |
Номер записи |
Время |
IP-адрес |
Маска подсети |
Класс сети |
Перевод IP адрес в двоичную систему |
Перевод IP адрес в шестнадцатеричную систему |
Адрес сети |
Адрес узла |
Широковещательный адрес |
Широковещательный узел |
Количество доступных адресов |
IP-первого и последнего хоста |
Подсеть |
Количество узлов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разбиение базы данных на главные составляющие
Таблица №3 – Сущность Операции и её атрибуты, после второй нормализации
Операции |
Номер пользователя |
Номер записи |
Время |
Таблица №4 - Сущность Вычисления и её атрибуты, после второй нормализации
Вычисления |
IP - адрес |
Маска подсети |
Класс сети |
Перевод IP адрес в двоичную систему |
Перевод IP адрес в шестнадцатеричную систему |
Количество узлов |
Адрес сети |
Адрес узла |
Широковещательный адрес |
Широковещательный узел |
Количество доступных адресов |
IP-первого и последнего хоста |
Подсеть |
Между сущностями происходит связь, которая имеет определенную классификацию.
В нашем случае используется связь один ко многим. Это наиболее часто встречаемый тип связей. В этом типе несколько строк из дочерний таблицы зависят от одной строки в родительской таблице.
В нашей базе данных предком для сущности In/out data является сущность Operation.
Упрощение базы данных, путём разбиение нагрузки на таблицу
Таблица №5 - Сущность Операции и её атрибуты, после третий нормализации
Операции |
Счётчик |
Номер записи
|
Номер пользователя |
Время |
Таблица №6 - Сущность IP-адрес и её атрибуты, после третий нормализации
IP-адрес |
Номер записи |
IP-адрес |
Маска подсети |
Класс сети |
Перевод IP адрес в двоичную систему |
Перевод IP адрес в шестнадцатеричную систему |
Таблица №7 - Сущность Mask и её атрибуты, после третий нормализации
Маска |
Маска подсети |
Количество узлов |
Адрес сети |
Адрес узла |
Широковещательный адрес |
Широковещательный узел |
Количество доступных адресов |
IP-первого и последнего хоста |
Подсеть |
Между сущностями происходит связь, которая имеет определенную классификацию.
В нашем случае используется связь один ко многим. Это наиболее часто встречаемый тип связей. В этом типе несколько строк из дочерний таблицы зависят от одной строки в родительской таблице.
В нашей базе данных предком сущности IP-адрес является сущность Операции, а потомком является Маска.
Таблица операции имеет ключ IP-адрес, что приводит к её взаимосвязи таблица IP-адрес. Она же, в свою очередь, имеет ключ маска, которая выделяется в отдельную таблицу (Маска).