Повна версія

Головна arrow Інформатика arrow Бази даних: проектування

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ТЕОРІЯ ЛОГІЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

За підсумками вивчення матеріалу даного розділу студент повинен: знати

  • • підходи до розробки моделей бази даних;
  • • інструментальні засоби, що застосовуються при аналізі предметної області;
  • • методи проведення нормалізації і нормальні форми логічної моделі бази даних;

вміти

  • • виділяти основні і допоміжні функції роботи з даними;
  • • аналізувати структурні елементи і об'єкти даних;
  • • виділяти аномалії у відносинах;
  • • проводити нормалізацію відносин; володіти
  • • навичками функціонального аналізу предметної області;
  • • способами інформаційного аналізу предметної області;
  • • методами застосування інструментальних засобів для побудови моделей потоків даних.

Дана глава підручника розглядає базові питання логічного моделювання бази даних, грунтуючись на аналізі предметної області і розгляді інформаційних структур, які подаються в документах. Для реалізації процесів аналізу і моделювання розглядаються різні інструментальні засоби: ARIS Express, IBM WebSphere Business Modeler, MS Visio.

Загальнотеоретичні питання

Процедура логічного моделювання бази даних дає можливість розробнику краще зрозуміти структури оброблюваних в майбутньої інформаційної системи відомостей та на основі інструментальних засобів моделювання в графічному вигляді пройти етапи формування ефективної структури даних з подальшим виходом на створення фізичної моделі бази даних і фізичної бази даних, реалізованої в системі управління базами даних (СКБД).

З огляду на важливість цього процесу, необхідно провести попередній функціональний і інформаційний аналіз предметної області, який ґрунтується на інформації, отриманої за підсумками укрупненого проектування інформаційної системи, де розробники визначають основні бізнес-процеси, які реалізуються в предметної області, і їх

деталізацію, виділяючи ключові інформаційні потоки і використовувані документи.

Функціональний аналіз дозволяє визначити функционализацию структур даних. Таке розгляд предметної області дає можливість розробнику розділити всі оброблювані дані за функціональною ознакою, зменшивши їх кількість для розгляду і моделювання і тим самим полегшивши процес моделювання бази даних. Оскільки процес моделювання із застосуванням інструментальних засобів дозволяє виконувати функционализацию в рамках реалізації єдиного проекту, то вибудовуються функціоналізованих моделі бази даних автоматично будуть об'єднані в єдину модель бази даних для всієї предметної області.

Під функціоналізація структур даних розуміється виділення окремих сутностей і зв'язків між ними, необхідних для вирішення завдань певної функції.

Іноді, особливо, якщо функція досить велика, функціоналізація може бути виконана на рівні завдань або окремих операцій. Основною метою такої функционализации є мінімізація розмірів моделі бази даних з метою її подальшого ефективного підтримки. Графічне представлення функционализации структур даних реалізується в формі ієрархії (дерево).

В інтересах побудови бази даних і се реалізації розглядаються три види дерев функцій:

  • • дерево деталізації функцій - це подання передбачає побудову дерева, засноване на принципі деталізації (виділення) функцій;
  • • дерево залежності функцій - це подання дозволяє побачити потреби функцій верхнього рівня в реалізації функцій нижнього рівня;
  • • дерево зв'язків функцій - це подання демонструє послідовність взаємодії функцій для досягнення цілей предметної області.

При побудові дерева функцій ці види дерев можна комбінувати, але необхідно враховувати, що в поданні дерева потрібно за допомогою кольору, зовнішнього вигляду або іншим способом візуально розділити функції різних видів дерев. Допускається побудова дерева функцій для кожного виду окремо. Однак найбільш ефективним поданням є побудова двох дерев: дерево деталізації і залежності, дерево зв'язків.

З огляду на, що в кінцевому рахунку при моделюванні структур даних повинна бути сформована модель бази даних, центральним елементом аналізу залишаються відомості, які необхідно зберігати і обробляти в базі даних. У зв'язку з цим крім моделювання функцій при аналізі предметної області розробники розглядають потоки даних, які реалізуються в предметної області, формуючи дерево зв'язків між функціями і відбиваючи на відповідних діаграмах використовуються відомості предметної області, що формуються документи і структури даних, що описують розглядаються відомості.

Подання предметної області у вигляді моделей бізнес-процесів і потоків даних дозволяє виділити основні інформаційні елементи, деякі з яких представляються бізнес-елементами, а інші - документами та супутніми інформаційними об'єктами.

Як бізнес-елемента розуміється структура даних, що описує об'єкт предметної області, відомості про який зберігаються і обробляються в базі даних і характеризують вироблений на основі бізнес-процесу продукт або послугу.

Саме бізнес-елементи предметної області стають центральними (ключовими) елементами даних в базі даних. Основні функціональні рішення в майбутньої інформаційній системі будуть вибудовуватися навколо бізнес-елементів, а саме в частині модифікації відомостей про них з моменту їх появи до формування вичерпних відомостей, що описують вироблений іродук г / послугу. Такі елементи в базі даних стають центрами даних, від яких можна відштовхнутися для формування ефективної структури даних.

Під інформаційним об'єктом розуміється структура даних, що описує допоміжні або документарні (звітні) відомості, необхідні для ефективного функціонування інформаційної системи.

Інформаційні об'єкти, як і бізнес-елементи, складають структури даних, що подаються в базі даних, але можуть реалізовуватися у вигляді окремих елементів структури бази даних або у вигляді агрегованого представлення даних, що збираються з різних елементів структури бази даних. З цієї причини всі інформаційні об'єкти поділяються на супутні (допоміжні) об'єкти предметної області та документарні об'єкти.

Супутні об'єкти предметної області є центральними (ключовими) інформаційними елементами функцій залежно (допоміжні функції), необхідні для формування відомостей бізнес-елементів. В рамках функционализации предметної області такі елементи даних найчастіше є єдиною структурною компонентами і представляються класифікаторами (довідниками) предметної області. Наприклад, такими об'єктами можуть представлятися довідник кодів, довідник країн, довідник міст і регіонів, класифікатор товарів і т.д.

Документарні об'єкти є елементами структури даних в базі даних, але представляються фізичними або електронними документами, які містять необхідні відомості по предметної області і формуються на основі відомостей, що зберігаються в базі даних.

У деяких випадках такі об'єкти можуть представлятися супутніми об'єктами, що визначається необхідністю зберігання всієї структури відповідного документа з його даними в базі даних. Однак це окремий випадок, який реалізується не в кожній інформаційній системі і не для кожного документа.

Найбільш часто такі об'єкти реалізуються в фізичної моделі бази даних у формі статичного або параметричного уявлення. Незважаючи на розгляд подань у фізичній моделі бази даних, розуміння їх структур дає інформацію про структурах, які повинні бути реалізовані в базі даних, що вимагає їх розгляду на етапі логічного моделювання.

Таким чином, процес логічного моделювання бази даних, грунтуючись на аналізі предметної області, вимагає виконання комплексу завдань (рис. 2.1).

image40

Мал. 2.1. Процес логічного моделювання бази даних


Провівши функціональний і інформаційний аналіз предметної області, розробник отримує вичерпну інформацію про використовувані структурах даних і можливість приступити до безпосереднього моделювання бази даних, яке може бути виконане двома способами:

  • а) документарний моделювання, яке розглядає документ основним джерелом відомостей про структурах даних, надаючи відомості про використовувані в документах атрибутах і характеристиках. Цей підхід є класичним в моделюванні баз даних, припускаючи необхідність початкового виділення всієї множини атрибутів об'єктів предметної області з подальшим застосуванням правил нормалізації для вибудовування структури бази даних;
  • б) об'єктне моделювання, яке розглядає основним джерелом інформації про структури даних об'єкти предметної області, а документи стають супутнім елементом, що характеризує атрибути об'єктів і вказує на необхідність використання того чи іншого атрибута об'єкта предметної області. Цей підхід надає розробнику зручний технічний інструментарій побудови логічної моделі бази даних, де нормалізація застосовується тільки

на останньому етапі для вирішення різних протиріч (аномалій), які не були враховані в процесі побудови моделі бази даних.

Обидва підходи припускають застосування операцій нормалізації наявної моделі бази даних, що розглядається як процес перетворення, що дозволяє виникаючі протиріччя в уявленні і обробці відомостей, що зберігаються в базі даних.

Поряд з процесом моделювання бази даних, грунтуючись па документах і об'єкти предметної області, найчастіше виникає необхідність подання окремих структурних елементів, які універсалізують структури даних і застосовуються для вирішення окремих завдань. До таких структурних елементів, зокрема, відносяться ієрархічні структури і структури квазіструктурірованних даних. Реалізація таких структур призводить до невеликої деморалізації моделі бази даних, але в інтересах ефективності обробки та подання відповідних даних така деморалізація видається розумною. Тим більше, що в цілому на базу даних вона не робить істотного впливу, даючи великі переваги в роботі з даними.

 
<<   ЗМІСТ   >>