Разработка онлайн-органайзера с использованием объектно-ориентированного подхода. Исследование 1 Методология проектирования информационных систем

• Название: Исследование 1 Методология проектирования информационных систем
• Анкор: Разработка онлайн-органайзера с использованием объектно-ориентированного подхода
• Дата: 25.05.2022
• Размер: 1.64 Mb.
• Имя файла: 132640.rtf
• Тип: Исследование; #550069
• страница: 6 из 19

2.2 Процесс проектирования базы данных

Процесс проектирования базы данных состоит из следующих отдельных шагов: концептуального проектирования, проектирования логической структуры базы данных, которая поддерживается СУБД и описывает представление пользователя о данных, и выбора физической структуры, которая включает представление данных, методы доступа и физическое группирование данных.

Основным компонентом ИС (базы данных), является модель данных (концептуальная модель). Множество структур данных, поддерживаемых в концептуальной модели, определяет набор операций в языке манипулирования данными. Значит, основной вопрос: какую форму должны иметь модель данных и связанный с ней язык данных. Системы баз данных классифицируются в соответствии с выбранной моделью данных.

Широкое распространение получили три типа моделей данных: иерархическая модель, сетевая модель и реляционные модели данных. Эти типы образуют некоторое "базовое" множество. Каждый из типов определяет соответствующую систему управления базами данных (далее СУБД).

Сетевая модель данных. В основе сетевой модели лежит понятие сети, изображаемой в виде плоского ориентированного графа, в узлах которого размещаются сущности, а связи между ними изображаются дугами. В сетевой модели могут быть реализованы все типы связей, в том числе и М:М. Это значит, что каждый исходный узел сети может иметь несколько порожденных узлов – «сыновей», а каждый порожденный - несколько исходных узлов – «отцов». Такие сложные сети затрудняют организацию данных и управление ими и обычно заменяются более простыми, не сложнее 1:М или М:1. В настоящее время известны различные способы упрощения сложных связей в сети, наиболее распространенным из которых является введение составных атрибутов.

Иерархическая модель данных представляется в виде иерархии - “леса” независимых деревьев. Деревья реализуют связи, не сложнее 1:М. Это значит, что каждый исходный узел дерева может иметь несколько порожденных узлов, а каждый порожденный узел - только один исходный. Поскольку иерархия является частным случаем сети, можно легко показать, что сетевая модель может быть сведена к иерархической введением избыточности в данные.

Реляционная модель описывает данные в виде одного или нескольких отношений или таблиц.

В основе реляционной модели лежат простые таблицы, которые удовлетворяют определенным ограничениям, а потому могут рассматриваться как математические отношения. Строки таких таблиц называются кортежами, имена столбцов - атрибутами. Следует отметить, что все кортежи различны, а порядок столбцов произволен, чем упрощается процесс обработки кортежей. В отношении (таблице) выделяется несколько атрибутов, однозначно идентифицирующих кортежи и называемых ключами.

Особенность реляционной модели заключается в том, что в отличие от сетевой и иерархической моделей реальные объекты и взаимосвязи между ними представляются в базе данных единообразно в виде нормализованных отношений.

Легко видеть, что каждая строка таблицы реализует связь 1:1. Все строки одной таблицы или всей БД могут реализовать все возможные типы связей.

Основной недостаток реляционной модели данных связывается с низкой производительностью реляционной СУБД. Но разработка современных СУБД таких как, ORACLE, InterBase, PostgreSQL, MySQL и др. позволило преодолеть и этот недостаток.

В принципе любая модель может быть использована для описания реальных данных, поскольку возможна трансформация (преобразование) одной модели данных в другую. При трансформации более сложной в более простую модель появляется избыточность в данных.

Перечислим достоинства и недостатки каждой модели данных:

Достоинства:

реляционной модели данных:

• 
  простота и доступность для понимания;
  
• 
  представление, как информации, так и связей единым образом в виде таблиц-отношений;
  
• 
  симметричная реализация симметричных запросов;
  
• 
  эффективная реализация алгоритмов обработки данных;
  
• 
  мощный математический аппарат поддержки (реляционная алгебра и реляционное исчисление);
  

иерархической модели данных:

• 
  дерево отражает естественные связи в реальных данных;
  
• 
  более простая, чем в реляционной модели, реализация повторяющихся групп данных (иерархий);
  

сетевой модели данных:

• 
  сеть отражает естественные связи в реальном мире;
  
• 
  почти симметричная реализация симметричных запросов;
  
• 
  достаточно простая и эффективная реализация основных алгоритмов обработки данных.
  

Недостатки:

реляционной модели данных:

• 
  трудности при реализации иерархий, например, повторяющихся групп (используются специальные приемы);
  
• 
  необходимость организации данных с использованием сильных нормальных форм, хотя бы третьей нормальной формы;
  
• 
  трудности в реализации сложных запросов, т.е. таких, ответы на которые могут быть получены из более чем одного отношения (необходимо отслеживать связи между отношениями);
  

иерархической модели данных:

• 
  несимметричная реализация симметричных запросов;
  
• 
  трудности при реализации операций обработки данных (значительный объем анализируемых данных, потенциальная противоречивость данных и пр.);
  

сетевой модели данных:

• 
  сложность связей;
  
• 
  отсутствие формализованных процедур поиска связующего элемента, поэтому результат всецело зависит от опыта и интуиции разработчика.
  

Поскольку среди перечисленных логических моделей данных реляционная обладает значительными преимуществами и малыми недостатками, то она и будет взята в основу для построения СУБД.