ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ

Жизненный цикл базы данных

Жизненный цикл базы данных представляет собой концепцию, в рамках которой рассматривается развитие базы данных во времени. Жизненный цикл базы данных определяет и жизненный цикл всей информационной системы, поскольку база данных является фундаментальным компонентом информационной системы. Главной составляющей в жизненном цикле базы данных является создание единой базы данных и программ, необходимых для ее работы.

Жизненный цикл базы данных включает в себя следующие этапы (рис. 2.1):

  • 1) анализ:
    • а) планирование разработки базы данных;
    • б) определение требований к системе;
    • в) сбор и анализ требований пользователей;
Этапы жизненного цикла базы данных

Рис. 2.1. Этапы жизненного цикла базы данных

  • 2) проектирование базы данных:
    • а) концептуальное проектирование;
    • б) логическое проектирование;
    • в) физическое проектирование;
  • 3) реализация;
  • 4) тестирование;
  • 5) эксплуатация и сопровождение.

Конкретное наполнение каждого этапа в значительной степени зависит от сложности разрабатываемого продукта. Но можно выделить общее содержание.

Планирование разработки базы данных. На этом этапе, тесно связанном с общей стратегией построения информационной системы организации, определяют три основных компонента: объем работ, объем ресурсов, стоимость проекта. Важной частью разработки стратегического плана является проверка осуществимости проекта, которая включает в себя:

  • • проверку технологической осуществимости, т.е. наличия соответствующего оборудования и программного обеспечения;
  • • проверку операционной осуществимости, т.е. оценку достаточности штата экспертов и персонала для работы с базой данных;
  • • проверку экономической целесообразности осуществления проекта.

Планирование разработки базы данных также должно включать разработку стандартов, которые определяют, как будет осуществляться сбор данных, каким будет их формат, какая потребуется документация, как будут выполняться проектирование и реализация приложений. Если результат проверки осуществимости проекта оказался положительным, можно перейти к определению требований к проекту.

Определение требований к системе. Этот этап включает в себя выбор целей БД, выяснение информационных потребностей организации и ее структурных подразделений, определение требований к аппаратному и программному обеспечению. На этом этапе важно спрогнозировать архитектуру разрабатываемой информационной системы.

Сбор и анализ требований пользователей. Этот этап является предварительным этапом концептуального проектирования базы данных. Необходимо собрать и структурировать информацию по всем информационным потребностям организации. Структурирование информации приводит к созданию модели движения потоков данных и процесса документооборота.

Проектирование базы данных. Основными целями проектирования базы данных являются:

  • • представление данных и связей между ними, необходимых для всех основных областей применения разрабатываемой базы данных и любых существующих групп пользователей;
  • • создание модели данных, способной поддерживать выполнение любых требуемых процессов обработки данных;
  • • разработка предварительного варианта проекта с учетом требований, предъявляемых к производительности системы.

Данные, используемые для описания предметной области, представляются в виде трехуровневой схемы (так называемая модель ANSI/SPARC) (см. рис. 2.2). Внешнее представление (внешняя схема) данных является совокупностью требований к данным со стороны некоторой конкретной функции, выполняемой пользователем. Концептуальная схема — это полная совокупность всех требований к данным, полученная из пользовательских представлений о реальном мире. Внутренняя схема — это сама база данных.

Трехуровневая модель представления данных

Рис. 2.2. Трехуровневая модель представления данных

Таким бразом, в процессе проектирования базы данных информационной системы выделяют концептуальное, логическое и физическое проектирование (см. рис. 2.1).

Концептуальное проектирование. На этом этапе проводится глубокий анализ предметной области. Целью анализа является определение: принципов функционирования предметной области; задач, которые будет решать пользователь с помощью базы данных; потоков информации, ее структуры и взаимосвязей, источников и приемников; форм входных и выходных документов.

Формализованное описание предметной области называется концептуальной моделью. Построение концептуальной модели может выполняться и вручную, и с использованием автоматизированных средств проектирования. Разработанная концептуальная модель данных является источником для этапа логического проектирования базы данных.

Логическое проектирование. Цель этого этапа заключается в построении логической модели данных, которая описывает понятия предметной области, их взаимосвязь, а также ограничения на данные, налагаемые предметной областью. Логическая модель данных является начальным прототипом будущей базы данных. Логическая модель строится в терминах информационных единиц, но без привязки к конкретной СУБД. Более того, логическая модель данных необязательно должна быть выражена средствами именно реляционной модели данных.

Основным средством разработки логической модели данных в настоящий момент являются различные варианты ER-диаграмм (Entity- Relationship, диаграммы сущность—связь). Одну и ту же ER-модель можно преобразовать как в реляционную модель данных, так и в модель данных для иерархических и сетевых СУБД, или в постреляционную модель данных. Решения, принятые на предыдущем уровне, при разработке модели предметной области имеют некоторые границы, в пределах которых можно развивать логическую модель данных, в пределах же этих границ можно принимать различные решения.

Физическое проектирование. Целью проектирования на этом этапе является построение физической модели базы данных. Физическая модель данных описывает данные средствами конкретной СУБД. Например, для реляционной модели данных под физическим проектированием подразумевается:

  • • создание описания набора реляционных таблиц и ограничений для них на основе информации, представленной в логической модели данных;
  • • определение конкретных структур хранения данных и методов доступа к ним, обеспечивающих оптимальную производительность базы данных;
  • • разработка средств защиты создаваемой базы данных.

Реализация. На данном этапе осуществляется физическая реализация базы данных и разработка пользовательских приложений, позволяющих пользователю манипулировать данными в базе данных и выполнять запросы к БД. База данных описывается на языке определения данных выбранной СУБД. Пользовательские приложения разрабатываются с помощью существующих средств выбранной СУБД (генераторы экранных форм, отчетов, приложений, непроцедурные языки запросы), а также с помощью языков программирования. На этом этапе реализуются используемые приложением средства защиты базы данных и поддержки ее целостности.

Тестирование. Тщательное тестирование должен проходить любой программный продукт, но особые требования выдвигаются к тестированию информационных систем в силу специфики их применения. Стратегия тестирования должна предполагать использование реальных данных в полном объеме и должна быть построена таким образом, чтобы весь процесс выполнялся строго последовательно и методически правильно. Необходимо постепенно наращивать сбор статистических данных для установления соответствия показателям надежности и качества создаваемого программного продукта. На этом этапе целесообразно активно привлекать пользователей системы в целях выявления их неучтенных информационных потребностей. При тестировании системы рекомендуется использовать разные стратегии для разных частей системы и на разных этапах общего процесса.

Эксплуатация и сопровождение. Этот этап является самым продолжительным в жизненном цикле базы данных. Основные действия, связанные с этим заключительным этапом, сводятся к наблюдению за созданной системой и поддержкой ее нормального функционирования. Поддержка базы данных предполагает разрешение проблем, возникающих в процессе эксплуатации БД и связанных как с ошибками реализации БД, так и с изменениями в самой предметной области, созданием дополнительных программных компонент или модернизацией самой БД.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >