Теоретичний матеріал та презентація до Теми №4

Проектування баз даних - це системний процес прийняття послідовних інженерно-технічних та методологічних рішень щодо створення структури бази даних, її концептуального узгодження з вимогами предметної області, забезпечення цілісності, оптимізації зберігання та швидкого доступу до інформації [8; 14].

У контексті геоінформаційних систем (ГІС) та земельно-інформаційних систем (ЗІС) проектування додатково враховує подвійну природу геоданих: поєднання складних векторно-просторових об'єктів (з їхніми топологічними та просторовими прив'язками) і якісно-кількісних атрибутивних характеристик [7; 12].

Основні кроки планування бази даних такі:

1. Збір інформації

2. Визначення ключових об'єктів або сутностей

3. Моделювання ключових об'єктів

4. Визначення типів інформації для кожного об'єкта або сутності

5. Визначення зв'язків між об'єктами або сутностями

Проєктування бази даних — це процес створення детальної моделі даних бази даних. Ця логічна модель даних містить усі необхідні рішення щодо логічного та фізичного проєктування, а також параметри фізичного зберігання, потрібні для формування опису мовою визначення даних (DDL), яку згодом можна використати для створення самої бази даних. Повноцінна модель даних містить детальні атрибути для кожної сутності.

Термін «проєктування бази даних» може вживатися для опису різних аспектів розробки всієї системи бази даних. Насамперед — і це найбільш точне визначення — його можна розглядати як логічне проєктування базових структур даних, що використовуються для їх зберігання. У реляційній моделі такими структурами є таблиці та представлення (views). В об'єктній базі даних сутності та зв'язки безпосередньо відображаються на класи об'єктів та іменовані зв'язки. Однак цей термін може також стосуватися загального процесу розробки, що охоплює не лише базові структури даних, а й форми та запити, які є частиною прикладного застосунку бази даних у межах системи управління базами даних (СУБД).

Процес проєктування бази даних зазвичай складається з низки етапів, які виконує проєктувальник бази даних. Як правило, проєктувальник повинен:

•         Визначити зв'язки між різними елементами даних.

•         Сформувати логічну структуру даних на основі цих зв'язків.

Етапи проєктування бази даних

Процес проєктування бази даних поділяється на окремі частини та складається з низки етапів, а саме:

·         Аналіз вимог

·         Концептуальне проєктування бази даних (ER-діаграма)

·         Логічне проєктування бази даних (таблиці, нормалізація тощо)

·         Фізичне проєктування бази даних (індексування таблиць, кластеризація тощо)

Аналіз вимог. На цьому етапі проводиться детальний аналіз вимог. Мета етапу — сформувати чітке розуміння вимог. Для цього використовуються різні методи збору інформації, зокрема:

·         Інтерв’ю

·         Аналіз документів

·         Опитування

·         Відвідування об’єкта (робочого місця)

·         Спільне проєктування застосунків (JAD) та спільний аналіз вимог (JRA)

·         Прототипування.

Концептуальне проєктування бази даних. Результати аналізу вимог відображаються в концептуальній моделі. На цьому етапі використовується модель «сутність-зв’язок» (ER-модель). Для візуалізації концептуального проєкту застосовується ER-діаграма, що складається із сутностей, атрибутів і зв’язків.

Логічне проєктування бази даних. Після визначення зв’язків і залежностей дані організовуються в логічні структури та відображаються у вигляді таблиць системи управління базами даних (СУБД). Виконується нормалізація для приведення відношень до відповідних нормальних форм.

Фізичне проєктування бази даних. Цей етап стосується фізичної реалізації бази даних у конкретній СУБД. Він включає визначення елементів даних, типів даних, індексації тощо. Уся ця інформація зберігається в словнику даних.