Концептуальное проектирование

Первая фаза процесса проектирования базы данных заключается в создании для анализируемой части предприятия концептуальной модели данных. Построение ее осуществляется в определенном порядке: в начале создаются подробные модели пользовательских представлений данных; затем они интегрируются в концептуальную модель данных. Концептуальное проектирование приводит к созданию концептуальной схемы базы данных.

Существует два основных подхода к проектированию систем баз данных: "нисходящий" и "восходящий".

При восходящем подходе, который применяется для проектирования простых баз данных с относительно небольшим количеством атрибутов, работа начинается с самого нижнего уровня — уровня определения атрибутов, которые на основе анализа существующих между ними связей группируются в отношения. Полученные отношения в дальнейшем подвергаются процессу нормализации, который приводит к созданию нормализованных взаимосвязанных таблиц, основанных на функциональных зависимостях между атрибутами.

Проектирование сложных баз данных с большим количеством атрибутов, поскольку установить среди атрибутов все существующие функциональные зависимости довольно затруднительно, осуществляется использованием нисходящего подхода. Начинается этот подход с разработки моделей данных, которые содержат несколько высокоуровневых сущностей и связей, затем работа продолжается в виде серии нисходящих уточнений низкоуровневых сущностей, связей и относящихся к ним атрибутов.

Нисходящий подход демонстрируется в концепции модели "сущность — связь" (Entity-Relationship model — ER-модель) — самой популярной технологии высокоуровневого моделирования данных, предложенной П. Ченом.

Модель "сущность—связь" относится к семантическим моделям. ^ Семантическое моделирование данных, связанное со смысловым содержанием данных, независимо от их представления в ЭВМ, изначально возникло с целью повышения эффективности и точности проектирования баз данных. Методы семантического моделирования оказались применимы ко многим пользовательским проблемам и легко преобразуемы в сетевые, иерархические и реляционные модели.

Помимо "нисходящего" и "восходящего" подходов, для проектирования баз данных могут применяться другие подходы, являющиеся некоторыми комбинациями указанных.

В построении общей концептуальной модели данных выделяют ряд этапов.

Выделение локальных представлений, соответствующих обычно относительно независимым данным. Каждое такое представление проектируется как подзадача.

Формулирование объектов, описывающих локальную предметную область проектируемой БД, и описание атрибутов, составляющих структуру каждого объекта.

Выделение ключевых атрибутов.

Спецификация связей между объектами. Удаление избыточных связей.

Анализ и добавление не ключевых атрибутов.

Объединение локальных представлений.

Построение концептуальной модели данных осуществляется на основе анализа описания предметной области на естественном языке, сделанного конечным пользователем. В процессе разработки концептуальная модель данных постоянно подвергается тестированию и проверке на соответствие требованиям пользователей. Созданная концептуальная модель данных предприятия является источником информации для фазы логического проектирования базы данных.