лекция_7_ч 1_2023. Базы данных проектирование бд жизненный цикл базы данных

Название	Базы данных проектирование бд жизненный цикл базы данных
Дата	01.05.2023
Размер	1.1 Mb.
Формат файла
Имя файла	лекция_7_ч 1_2023.ppt
Тип	Документы #1100795

БАЗЫ ДАННЫХ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БД

Жизненный цикл базы данных

описание предметной области процесс документооборота описание потоков информации и форм документов (исходную и генерируемую документацию);
описание объектов предметной области и связей между ними;

Сбор и анализ предметной области

описание потребностей пользователей:
перечень запросов и отчетов;
частота;
режим - диалоговый или пакетный алгоритмические связи показателей, формулы для их расчетов;
ограничения целостности (условия контроля данных на правильность и непротиворечивость)

Предварительное планирование

Оценка ресурсов
(программное, техническое, кадры)
Расчет стоимости проекта (окупаемость)

Описание предметной области

естественный язык,
Недостатки: громоздкость и неоднозначность

Описание предметной области

Общежитие института используется для проживания студентов. При поселении в общежитие студент заполняет карточку, в которой он сообщает сведения о себе:фио, № паспорта, дата рождения, адрес прописки, контактный телефон, номер группы. В общежитие есть комнаты, в которых могут проживать от 2-3 человека. Оплата производится в первых числах текущего месяц.
В общежитии есть инвентарь, которым могут пользоваться студенты за определенную плату. Инвентарь берется на срок и оплачивается при получении инвентаря.

Задание
1. Разработать таблицы, указав типы данных, ограничения, выдачу сообщений о некорректном вводе, создание списков для атрибутов, подстановку данных для подчиненных таблиц
2. Создать удобные формы для ввода исходных данных с обоснованием выбора вида формы
3. Система должна обеспечить выдачу следующих запросов( использовать макросы)
– (параметр № комнаты)свободные номера в комнатах общежития
– (параметр №паспорта)задолженность по оплате конкретного студента
– (параметр №паспорта)наличие инвентаря, взятого студентом
– (параметр №паспорта)запрос на изменение: переселение в другую комнату студента (макрос)
– запросы на удаление: выселение студента и сдача инвентаря
4. Система должна обеспечить выдачу следующих отчетов:
- (параметр дата) список должников на конкретную дату
– перечень комнат с указанием студентов проживающих в них
– печать квитанции на оплату с указанием фио студента, стоимости, срока оплаты, суммы, № комнаты, типа комнаты, даты оплаты

– (параметр №паспорта)запрос на изменение: переселение в другую комнату студента (макрос)
– запросы на удаление: выселение студента и сдача инвентаря
4. Система должна обеспечить выдачу следующих отчетов:
- (параметр дата) список должников на конкретную дату
– перечень комнат с указанием студентов проживающих в них
– печать квитанции на оплату с указанием фио студента, стоимости, срока оплаты, суммы, № комнаты, типа комнаты, даты оплаты

Жизненный цикл базы данных

1 Концептуальное проектирование
2 Логическое проектирование
3 Физическое проектирование.
4 Тестирование. Цель – обнаружение ошибок, проверка на соответствие требованиям пользователей.
5 Эксплуатация. Защита БД. Поддержка работоспособности БД.

Цель концептуального проектирования

Результаты анализа предметной области должны быть отражены в простом и наглядном виде:

1.Концептуальное проектирование

Разработка осуществляется без привязки к конкретной модели данных.
Результатом концептуального проектирования – инфологическая модель предметной области (семантическая модель) в графическом представлении (в виде диаграмм) предметной области.

Для разработки диаграмм используются различные абстрактные языки разработки:
UML (UML и IDEF применяются и при проектировании бизнес-процессов)
Методология IDEF1 разработана Тимоти Рэмей на основе ER- подхода и доработана до расширенной версии IDEF1X
IDEF1X - современное средство (Integration DEFinition for information modeling extended).
нотации ER-диаграмм (Чена, Мартина, Баркера ).
.

ERwin (Logic Works) - для создания концептуальных и логических схем баз данных. Можно редактировать наборы данных, представляя их в виде таблиц, разрабатывать структуры баз данных, синхронизировать модели, скрипты и БД, настраивать шаблоны, выводить рабочую информацию в виде отчетов, строить удобные и понятные диаграммы, отображающие различные процессы в системе и взаимосвязи между ними;
S-Designor (SDP) - для проектирования структуры реляционных БД. Он создает модели баз данных в два этапа - выстраивая концептуальную модель и затем преобразуя ее в физическую, причем в данном процессе разработки возможен как прямой, так и обратный переход между моделями. Данный инструмент позволяет проектировать базы данных под различные СУБД, в том числе под Oracle и MySQL;
.

DataBase Designer (ORACLE) - позволяет анализировать предметную область выполнять программирование и проектирование, проводить оценку и тестирование, осуществлять сопровождение, обеспечивать качество, управлять конфигурацией и проектом, разрабатывать и анализировать требования к информационной системе
Oracle DataModeler. Для обучения он доступен по условно-бесплатной лицензии
DESIGN/IFEF, Prokit * WorkBench, Power Designer,

Чаще всего программные коды в CASE-технологиях пишутся на языке SQL;
концептуальное проектирование - построение обобщенной модели базы данных ( описанием объектов и связей между ними);
логическое проектирование - создание схемы базы данных с учетом специфики конкретной модели данных без привязки к конкретной СУБД. (для РМД ЛМ БД будет содержать набор таблиц и связей );
физическое проектирование - построение схемы базы данных под конкретную СУБД. (учитываются ограничения на именование объектов базы данных, ограничения на определенные типы данных, физические условия хранения данных в БД (разделение по файлам и устройствам), возможность доступа к БД.

Инфологические модели

Концептуальное проектирование

1.Функциональный подход
2.Предметный подход
3.Использование метода сущность-связь

Метод сущность-связь

Сколько будет отношений ?
Какие атрибуты они будут содержать?
Как связаны некоторые отношения?
Проект определяет функционирование БД

ЕR – модель Сущность - связь П. Чен 1976 г. Основные понятия

Сущность (essence)– объект, информация о котором хранится в БД (базовые, зависимые)
Атрибут- свойство (характеристика) сущности (идентифицирующие и описательные)
Связь(relation) ассоциация между сущностями. Название связи обычно представляется глаголом (определяется степень, обязательность)

Каждый тип сущности представляется в виде прямоугольника
Атрибуты или свойства (характеристики) помещаются внутри прямоугольника
Имена ключевых атрибутов выделяются
Связь отображается виде ромба с именем связи внутри

Пример ER диаграммы

Степень связи: 1:1, 1:M, M:M
Преподаватель Дисциплина
Сущности, объединяемые связью, называются участниками.

Таб. №
Фамилия
Имя
Должность

Код_дисциплины
Наименование
Семестр
Отчётность

Ведет

Пример:

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ВЕДЕТ ДИСЦИПЛИНУ,
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ РАБОТАЕТ НА КАФЕДРЕ
Имя связи должно отражать смысл отношения между объектами

Практическое занятие

Избыточность данных

.

№ сотр	ФИО	Должность	Оклад	№_ отдела	Кор.	Теле фон
21	Иванов	менеджер	40000	5	2	111-11-12
37	Петров	инженер	40000	3	1	111-11-11
14	Сидоров	программист	70000	3	1	111-11-11
09	Миронов	менеджер	30000	7	3	111-11-13
05	Федоров	зав . отд	150000	3	1	111-11-11
41	Иванов	секретарь	20000	5	2	111-11-12

ИЗБЫТОЧНОСТЬ ДАННЫХ И АНОМАЛИЯ ОБНОВЛЕНИЯ

SСотрудники отделов = (№_сотр,ФИО. должность, Оклад,№_отд. корпус, телефон)
Таблица содержит избыточные данные:
Все поля, связанные с № отдела повторяются - корпус, телефон
Если в отношениях содержатся избыточные данные, то возникает проблемы с модификацией, вставкой и удалением информации из отношения.

Вставка

При добавлении новой информации - в данном примере сотрудники существующих отделов нужно точно повторить информацию, связанную с № отдела (корпус, телефон).
В противном случае данные будут противоречивы, (т е один отдел может находится в разных корпусах или иметь другой телефон)
СУБД не сможет контролировать эти ошибки.

Удаление

при удалении записи, содержащей сведения о сотруднике (Миронове удалятся сведения и о 7 отделе, который больше не фигурирует ни в одной записи, и при появлении нового сотрудника 7 отдела их придется искать в бумажных документах)

Обновление

изменение номера телефона 3 отдела придется производить в 3 записях, если будет пропущена хотя бы одна запись с таким же номером отдела, то данные будут противоречивы

Вывод

Таблица 1 содержит повторяющиеся избыточные данные, приводящие к аномалии обновления.
Для решения этой проблемы применяется декомпозиция таблицы, те она делится на две таблицы.
Возможно деление исходной таблицы и на большее число

Таблица 2 Сотрудники

№ сотр	ФИО	должность	Оклад
21	Иванов	менеджер	200
37	Петров	инженер	100
14	Сидоров	программист	1000
09	Степанов	менеджер	400
05	Федоров	зав . отд	1500
41	Иванов	секретарь	200

Таблица 3 Отделы

№_отд	корпус	телефон
3	1	111-11-11
5	2	111-11-12
7	3	111-11-13

Процесс декомпозиции имеет 2 свойства

Соединение без потерь. Восстановление исходного отношения соединением отношений после декомпозиции
Сохранение зависимостей, которые позволят сохранять ограничения, наложенные на исходное отношение

Золотое правило проектировщика

Одинаковых атрибутов в разных объектах не может быть

Студент Группа

Код
Фио студента
Год поступления
Факультет

Номер группы
Староста
Факультет
Специальность

Состоит