Проектирование базы данных

Современный подход к проектированию информационных систем предполагает использование так называемых CASE-технологий (Computer-Aided Software Engineering).

CASE-системы ориентированы на автоматизацию проектирования программного обеспечения и основаны на методологиях структурного (в основном) или объектно-ориентированного проектирования и программирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания системных требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств.

Преимущества CASE-технологии:

- улучшение качества разрабатываемого программного приложения за счет средств автоматического контроля и генерации;

- возможность повторного использования компонентов разработки;

- поддержание адаптивности и сопровождения ИС;

- снижение времени создания системы, что позволяет на ранних стадиях проектирования получить прототип будущей системы и оценить его;

- освобождение разработчиков от рутинной работы по документированию проекта, так как при этом используется встроенный документатор;

- возможность коллективной разработки ИС в режиме реального времени.

Процесс моделирования в ERwin базируется на методологии проектирования реляционных баз данных IDEF1X. Она определяет стандарты терминологии и графического изображения типовых элементов на ER-диаграммах.

На логическом уровне не рассматривается использование конкретной СУБД, не определяются типы данных (например, целое или вещественное число) и не определяются индексы для таблиц. Целевая СУБД, имена объектов и типы данных, индексы состав­ляют второй (физический) уровень модели ERwin.

Для создания физической модели следует выбрать соответствующую платформу в используемом CASE-средстве и описать характеристики таблиц, соответствующих описанным в логической модели сущностям, и содержащихся в них полей, соответствующих их атрибутам.

Рис. 2.7. Логическая модель данных

Выбор системы управления баз данных (СУБД) представляет собой сложную многопараметрическую задачу и является одним из важных этапов при разработке приложений баз данных.

Реляционные базы данных позволяют хранить информацию в нескольких «плоских» (двухмерных) таблицах, связанных между собой посредством совместно используемых полей данных, называемых ключами.

Реляционные базы данных предоставляют более простой доступ к оперативно составляемым отчетам (обычно через SQL) и обеспечивают повышенную надежность и целостность данных благодаря отсутствию избыточной информации.

База данных – это набор таблиц, состоящих из столбцов и строк, аналогично электронной таблице. Каждая строка содержит одну запись; каждый столбец содержит все экземпляры конкретного фрагмента данных всех строк. В идеале каждая база данных имеет, по крайней мере, один столбец с уникальным идентификатором, или ключом.

Для создания физической модели данных разработчику необходимо выбрать конкретную СУБД и переключиться на физический уровень отображения диаграммы.

На уровне физической модели сущности соответствует таблица в реальной СУБД, атрибуту – колонка таблицы, связи – внешний ключ (если для связи задавалось имя роли, то оно соответствует имени колонки внешнего ключа в дочерней таблице), первичным и альтернативным ключам – уникальные индексы, а инверсным входам – неуникальные.

ERwin автоматически присваивает имена элементов логической модели элементам физической схемы, исходя из приведенных выше соотношений. Таким образом, разработчику нет необходимости проделывать это вручную.

Для каждой колонки разработчик должен указать тип данных, возможность пустых значений, значения по умолчанию в зависимости от используемой СУБД.

Для реализации проекта был выбран тип СУБД – Access.

Одним из основных критериев выбора СУБД является оценка того, насколько эффективно внутренняя модель данных, поддерживаемая системой, способна описать концептуальную схему.

Системы управления базами данных, ориентированные на персональные компьютеры, как правило, поддерживают реляционную или сетевую модель данных. Подавляющее большинство современных СУБД – реляционные.

Так же на данном этапе указываются типы полей (атрибуты в логической модели) в соответствии с выбранным типом СУБД, их размерность и ключевые поля по которым будет осуществляться связь с другими базами данных.

Физическая модель данных для разрабатываемой системы представлена на рисунке 2.8.

Рис. 2.8. Физическая модель данных

Последним шагом на этапе создания физической модели данных явля­ется написание триггеров и хранимых процедур. Этот шаг является необя­зательным, т. к. в ERwin существуют библиотеки готовых шаблонов триг­геров и хранимых процедур. Но при желании разработчик может вносить в них свои изменения.

В Erwin на этапе моделирования физической реализации данных можно в соответствии с выбранным типом СУБД сгенерировать и сами базы данных. Окно генерации показано на рисунке 2.9.

ERwin реализует собственный макроязык для подготовки прототипов триггеров и процедур. Схема использования прототипов заключается в подготовке шаблона для различных типов триггеров.

На этапе генерации схемы БД ERwin автоматически созда­ет следующие элементы:

- таблицы;

- поля в таблицах;

- связи между таблицами.

Рис. 2.9. Генерация базы данных

В проекте создаются базы данных, в соответствии с физической моделью.

При использовании локальной БД в сети возможна организация многопользова­тельского доступа. В этом случае файлы БД и предназначенное для работы с ней приложение располагаются на сервере сети. Такой сетевой вариант использования локальной БД соответствует архитектуре "файл-сервер" [2].

Достоинствами этой архитектуры являются простота реали­зации, а также то, что приложение фактически разрабатывается в расчете на одного пользователя и не зависит от компьютера сети, на который оно устанав­ливается.

Сформировав таблицы БД, можно приступить к созданию программ обработки данных, помещаемых в таблицы. Они предназначены для ввода, корректировки и удаления данных, просмотра их и анализа, а также для выполнения дополнительных операций. Структура программного обеспечения в первую очередь определяется теми функциями, которые должна выполнять программа.