Презентация по МДК «Разработка и администрирование баз данных» на тему «Основные принципы проектирования баз данных», 3 курс

• 1 слайд

  Тема
  Разработка и эксплуатация удаленных баз данных
  

• 2 слайд

  
  Лекция 3.
  Основные принципы проектирования
  
  
  
  
  
  

• 3 слайд

  Проектирование базы данных (БД) – одна из наиболее сложных и ответственных задач, связанных с созданием информационной системы (ИС).
  
  В результате её решения должны быть определены содержание БД, эффективный для всех её будущих пользователей способ организации данных и инструментальные средства управления данными.
  

• 4 слайд

  Основная цель процесса проектирования БД состоит в получении такого проекта, который удовлетворяет следующим требованиям:
  Корректность схемы БД
  Обеспечение ограничений
  Эффективность функционирования
  Защита данных
  
  Удовлетворение требований 1–4 обязательно для принятия проекта.
  
  
  
  

• 5 слайд

  Процесс проектирования включает в себя следующие этапы:
  1.Инфологическое проектирование.(Концептуальное)
  Определение требований к операционной обстановке, в которой будет функционировать информационная система.
  Выбор системы управления базой данных (СУБД) и других инструментальных программных средств.
  2.Логическое проектирование БД.
  3.Физическое проектирование БД.
  
  

• 6 слайд

  Инфологическое проектирование
  
  Основными задачами инфологического проектирования являются определение предметной области системы и формирование взгляда на ПО с позиций сообщества будущих пользователей БД, т.е. инфологической модели ПО.
  
  Рассмотрим основные подходы к созданию инфологической модели предметной области.
  

• 7 слайд

  Функциональный подход к проектированию БД
  Этот метод реализует принцип "от задач" и применяется тогда, когда известны функции некоторой группы лиц и/или комплекса задач, для обслуживания информационных потребностей которых создаётся рассматриваемая БД.
  
  

• 8 слайд

  Предметный подход к проектированию БД
  Предметный подход к проектированию БД применяется в тех случаях, когда у разработчиков есть чёткое представление о самой ПО и о том, какую именно информацию они хотели бы хранить в БД, а структура запросов не определена или определена не полностью.
  
  

• 9 слайд

  Проектирование с использованием метода "сущность-связь"
  Метод "сущность–связь" (entity–relation, ER–method) является комбинацией двух предыдущих и обладает достоинствами обоих.
  Этап инфологического проектирования начинается с моделирования ПО.
  Проектировщик разбивает её на ряд локальных областей, каждая из которых (в идеале) включает в себя информацию, достаточную для обеспечения запросов отдельной группы будущих пользователей или решения отдельной задачи (подзадачи).
  
  

• 10 слайд

  Выбор локального представления зависит от масштабов ПО.
  Обычно она разбивается на локальные области таким образом, чтобы каждая из них соответствовала отдельному внешнему приложению и содержала 6-7 сущностей.
  

• 11 слайд

  Сущность – это объект, о котором в системе будет накапливаться информация.
  Сущности бывают как физически существующие (например, СОТРУДНИК или АВТОМОБИЛЬ), так и абстрактные (например, ЭКЗАМЕН или ДИАГНОЗ).
  
  Связь (relationship) - это некоторое отношение между двумя и более сущностями, отражающее то, как они участвуют в общей деятельности, взаимодействуют друг с другом, совместно используются некоторой другой сущностью и т. д.
  

• 12 слайд

  Для каждой сущности выбираются свойства (атрибуты).
  Различают:
  Идентифицирующие и описательные атрибуты.
  Составные и простые атрибуты.
  Однозначные и многозначные атрибуты.
  Основные и производные атрибуты.
  

• 13 слайд

  ER–диаграмма с примерами типов множественных связей
  

• 14 слайд

  Пример ER–диаграммы с однозначными и многозначными атрибутами
  

• 15 слайд

  Определение требований к операционной обстановке
  На этом этапе производится оценка требований к вычислительным ресурсам, необходимым для функционирования системы, определение типа и конфигурации конкретной ЭВМ, выбор типа и версии операционной системы.
  

• 16 слайд

  Выбор СУБД и других программных средств
  Разработчики руководствуются критериями:
  тип модели данных, которую поддерживает данная СУБД, её адекватность потребностям рассматриваемой предметной области;
  характеристики производительности системы;
  запас функциональных возможностей для дальнейшего развития ИС;
  степень оснащённости системы инструментарием для персонала администрирования данными;
  удобство и надежность СУБД в эксплуатации;
  стоимость СУБД и дополнительного программного обеспечения.
  
  

• 17 слайд

  Логическое проектирование БД
  На этапе логического проектирования разрабатывается логическая структура БД, соответствующая логической модели ПО.
  Решение этой задачи существенно зависит от модели данных, поддерживаемой выбранной СУБД.
  Результатом выполнения этого этапа являются схемы БД концептуального и внешнего уровней архитектуры, составленные на языках определения данных (DDL, Data Definition Language), поддерживаемых данной СУБД.
  
  

• 18 слайд

  Физическое проектирование БД
  Этап физического проектирования заключается в увязке логической структуры БД и физической среды хранения с целью наиболее эффективного размещения данных, т.е. отображении логической структуры БД в структуру хранения.
  

• 19 слайд

  Результаты этого этапа документируются в форме схемы хранения на языке определения данных (DDL).
  Принятые на этом этапе решения оказывают определяющее влияние на производительность системы.
  

• 20 слайд

  Одной из важнейших составляющих проекта базы данных является разработка средств защиты БД.
  Защита данных имеет два аспекта: защита от сбоев и защита от несанкционированного доступа.
  Для защиты от сбоев разрабатывается стратегия резервного копирования.
  Для защиты от несанкционированного доступа каждому пользователю доступ к данным предоставляется только в соответствии с его правами доступа.
  

• 21 слайд

  Особенности проектирования реляционной базы данных
  
  Проектирование схемы БД должно решать задачи минимизации дублирования данных и упрощения процедур их обработки и обновления.
  
  Для решения подобных проблем проводится нормализация отношений.
  

• 22 слайд

  Нормализация отношений
  В рамках реляционной модели данных Э.Ф. Коддом (E.F. Codd) был разработан аппарат нормализации отношений и предложен механизм, позволяющий любое отношение преобразовать к третьей нормальной форме.
  
  Нормализация схемы отношения выполняется путём декомпозиции схемы. 
  
  

• 23 слайд

  Первая нормальная форма (1НФ).
  Отношение приведено к 1НФ, если все его атрибуты простые.
  
  

• 24 слайд

  Вторая нормальная форма (2НФ).
  Отношение находится во 2НФ, если оно приведено к 1НФ и каждый неключевой атрибут функционально полно зависит от составного ключа.
  
  

• 25 слайд

  Третья нормальная форма (3НФ).
  Отношение находится в 3НФ, если оно находится во 2НФ и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа.
  
  

• 26 слайд

  Четвертая нормальная форма (4НФ).
  Отношение находится в 4НФ, если оно находится в 3НФ и в нём отсутствуют нетривиальные многозначные зависимости.