Home » Articole » RO » Calculatoare » Baze de date » Proiectarea și modelarea bazelor de date

Proiectarea și modelarea bazelor de date

postat în: Baze de date 0

Prima sarcină a unui proiectant de baze de date este de a produce un model conceptual de date care să reflecte structura informațiilor care trebuie păstrate în baza de date. O abordare comună în acest sens este dezvoltarea unui model entitate-asociere, adesea cu ajutorul instrumentelor de desen. O altă abordare populară este Limbajul de modelare unificat. Un model de date de succes va reflecta cu precizie starea posibilă a lumii externe modelate: de exemplu, dacă oamenii pot avea mai multe numere de telefon, va permite capturarea acestor informații. Proiectarea unui bun model de date conceptuale necesită o bună înțelegere a domeniului aplicației; implică de obicei adresarea de întrebări profunde despre lucrurile de interes pentru o organizație, cum ar fi „poate un client să fie și furnizor?” sau „dacă un produs este vândut cu două forme diferite de ambalare, sunt aceleași produse sau produse diferite? “, sau” dacă un avion zboară de la New York la Dubai prin Frankfurt, este un zbor sau două (sau poate chiar trei)? “. Răspunsurile la aceste întrebări stabilesc definiții ale terminologiei utilizate pentru entități (clienți, produse, zboruri, segmente de zbor) și relațiile și atributele acestora.

Proiectarea bazelor de date
Proiectarea bazelor de date. Sursa: Kitman20022002, https://en.wikipedia.org/wiki/File:Process_of_database_design_v2.png, CC Attribution-Share Alike 4.0 International license. Traducere și adaptare de Nicolae Sfetcu

Producerea modelului de date conceptuale implică uneori intrări din procesele de afaceri sau analiza fluxului de lucru în organizație. Acest lucru vă poate ajuta să stabiliți ce informații sunt necesare în baza de date și ce pot fi lăsate deoparte. De exemplu, vă poate ajuta atunci când decideți dacă baza de date trebuie să dețină date istorice, precum și date curente.

După ce a produs un model conceptual de date cu care utilizatorii sunt mulțumiți, următoarea etapă este de a traduce acest lucru într-o schemă care implementează structurile de date relevante din baza de date. Acest proces este adesea numit proiectare logică a bazei de date, iar ieșirea este un model de date logice exprimat sub forma unei scheme. În timp ce modelul de date conceptuale este (cel puțin teoretic) independent de alegerea tehnologiei bazei de date, modelul de date logice va fi exprimat în termenii unui anumit model de bază de date susținut de SGBD ales. (Termenii model de date și model al bazei de date sunt adesea folosiți în mod interschimbabil, dar aici folosim modelul de date pentru proiectarea unei baze de date specifice și modelul bazei de date pentru notația de modelare utilizată pentru a exprima acel design).

Cel mai popular model de bază de date pentru baze de date de uz general este modelul relațional sau, mai exact, modelul relațional, așa cum este reprezentat de limbajul SQL. Procesul de creare a unei baze de date logice folosind acest model utilizează o abordare metodică cunoscută sub numele de normalizare. Scopul normalizării este de a se asigura că fiecare „fapt” elementar este înregistrat doar într-un singur loc, astfel încât inserțiile, actualizările și ștergerile să păstreze automat consistența.

Etapa finală a proiectării bazei de date este luarea deciziilor care afectează performanța, scalabilitatea, recuperarea, securitatea și altele asemenea, care depind de SGBD-ul particular. Aceasta se numește adesea proiectarea bazei de date fizice, iar rezultatul este modelul de date fizice. Un obiectiv cheie în această etapă este independența datelor, ceea ce înseamnă că deciziile luate în scopul optimizării performanței ar trebui să fie invizibile pentru utilizatorii finali și pentru aplicații. Există două tipuri de independență a datelor: independența datelor fizice și independența datelor logice. Proiectarea fizică este condusă în principal de cerințele de performanță și necesită o bună cunoaștere a volumului de lucru așteptat și a modelelor de acces și o înțelegere profundă a caracteristicilor oferite de SGBD ales.

Un alt aspect al proiectării bazelor de date fizice este securitatea. Aceasta implică atât definirea controlului accesului la obiectele bazei de date, cât și definirea nivelurilor și metodelor de securitate pentru datele în sine.

Modele

Modele de baze de date.
Modele de baze de date. Sursa: Marcel Douwe Dekker, https://en.wikipedia.org/wiki/File:Database_models.jpg, CC Attribution-Share Alike 3.0 Unported license. Traducere și adaptare de Nicolae Sfetcu

Un model de bază de date este un tip de model de date care determină structura logică a unei baze de date și determină fundamental modul în care datele pot fi stocate, organizate și manipulate. Cel mai popular exemplu de model de bază de date este modelul relațional (sau aproximarea SQL a relaționalului), care utilizează un format bazat pe tabel.

Modelele de date logice comune pentru bazele de date includ:

  • Baze de date navigaționale
    • Model ierarhic de baze de date
    • Model de rețea
    • Baza de date grafice
  • Modelul relațional
  • Model entitate-asociere
    • Model îmbunătățit entitate-asociere
  • Modelul obiect
  • Modelul document
  • Model entitate-atribut-valoare
  • Schema stelară

O bază de date obiect-relațională combină cele două structuri conexe.

Modelele de date fizice includ:

  • Indice inversat
  • Fișier plat

Alte modele includ:

  • Model asociativ
  • Model multidimensional
  • Model de matrice
  • Model multivaloric

Modelele specializate sunt optimizate pentru anumite tipuri de date:

  • Baza de date XML
  • Model semantic
  • Magazin de conținut
  • Magazin de evenimente
  • Modelul seriei cronologice

Vizualizări externe, conceptuale și interne

Vizualizare tradițională a datelor.
Vizualizare tradițională a datelor. Sursa: IkamusumeFan, https://en.wikipedia.org/wiki/File:Traditional_View_of_Data_SVG.svg, CC Attribution-Share Alike 3.0 Unported license. Traducere și adaptare de Nicolae Sfetcu

Un sistem de gestionare a bazelor de date oferă trei vizualizări ale datelor bazei de date:

  • Nivelul extern definește modul în care fiecare grup de utilizatori finali vede organizarea datelor din baza de date. O singură bază de date poate avea orice număr de vizualizări la nivel extern.
  • Nivelul conceptual unifică diferitele vederi externe într-o viziune globală compatibilă. Oferă sinteza tuturor vederilor externe. Este în afara domeniului de aplicare al diferiților utilizatori finali ai bazei de date și este mai degrabă de interes pentru dezvoltatorii de aplicații de baze de date și administratorii de baze de date.
  • Nivelul intern (sau nivelul fizic) este organizarea internă a datelor din interiorul unui SGBD. Este preocupat de costuri, performanță, scalabilitate și alte aspecte operaționale. Se ocupă cu aspectul stocării datelor, utilizând structuri de stocare, cum ar fi indexuri, pentru a spori performanța. Ocazional stochează date ale vizualizărilor individuale (vizualizări materializate), calculate din date generice, dacă există o justificare a performanței pentru o astfel de redundanță. Echilibrează toate cerințele de performanță ale vizualizărilor externe, eventual conflictuale, în încercarea de a optimiza performanța generală în toate activitățile.

Deși există de obicei doar o singură vizualizare conceptuală (sau logică) și fizică (sau internă) a datelor, poate exista un număr de vizualizări externe diferite. Acest lucru permite utilizatorilor să vadă informațiile bazei de date într-un mod mai legat de afaceri decât dintr-un punct de vedere tehnic, de procesare. De exemplu, un departament financiar al unei companii are nevoie de detaliile de plată ale tuturor angajaților ca parte a cheltuielilor companiei, dar nu are nevoie de detalii despre angajații care sunt în interesul departamentului de resurse umane. Astfel, diferite departamente au nevoie de vizualizări diferite ale bazei de date a companiei.

Arhitectura bazei de date pe trei niveluri se referă la conceptul de independență a datelor, care a fost una dintre principalele forțe motrice inițiale ale modelului relațional. Ideea este că modificările făcute la un anumit nivel nu afectează vizualizarea la un nivel superior. De exemplu, modificările la nivel intern nu afectează programele de aplicații scrise folosind interfețe de nivel conceptual, ceea ce reduce impactul efectuării modificărilor fizice pentru a îmbunătăți performanța.

Viziunea conceptuală oferă un nivel de indirecție între intern și extern. Pe de o parte, oferă o vizualizare comună a bazei de date, independentă de diferite structuri de vizualizare externe, iar pe de altă parte, abstractizează detalii despre modul în care datele sunt stocate sau gestionate (nivel intern). În principiu, fiecare nivel și chiar fiecare vizualizare externă pot fi prezentate printr-un model de date diferit. În practică, de obicei, un SGBD dat folosește același model de date atât la nivel extern, cât și la nivel conceptual (de exemplu, model relațional). Nivelul intern, care este ascuns în interiorul SGBD și depinde de implementarea acestuia, necesită un nivel diferit de detalii și folosește propriile tipuri de tipuri de structuri de date.

Separarea nivelurilor externe, conceptuale și interne a fost o caracteristică majoră a implementărilor modelului de baze de date relaționale care domină bazele de date din secolul XXI.

Cercetare

Tehnologia bazelor de date a fost un subiect activ de cercetare încă din anii 1960, atât în ​​mediul academic, cât și în grupurile de cercetare și dezvoltare ale companiilor (de exemplu, IBM Research). Activitatea de cercetare include teoria și dezvoltarea prototipurilor. Subiecte de cercetare notabile au inclus modele, conceptul de tranzacție atomică și tehnici conexe de control al concurenței, limbaje de interogare și metode de optimizare a interogărilor, RAID și multe altele.

Include texte traduse și adaptate din Wikpedia

Tehnologia Blockchain - Bitcoin
Tehnologia Blockchain – Bitcoin

Internetul a schimbat complet lumea, cultura şi obiceiurile oamenilor. După o primă fază caracterizată prin transferul liber al informaţiilor, au apărut preocupările pentru siguranţa comunicaţiilor online şi confidenţialitatea utilizatorilor. Tehnologia blockchain asigură ambele aceste deziderate. Relativ nouă, ea are şansa să producă … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $2,99$5,16 Selectează opțiunile
Telelucru (Telework)
Telelucru (Telework)

Telelucrul, ca un nou mod de a lucra prin efectuarea unei activităţi (forme de muncă) flexibile în timp şi la distanţă, utilizând tehnologia informaţională şi comunicaţiile avansate, se concretizează în teleactivităţi şi teleservicii. În ultimii ani, s-au dezvoltat rapid noi … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $0,00 Selectează opțiunile
Lucrul cu baze de date
Lucrul cu baze de date

Colecția ȘTIINȚA INFORMAȚIEI Lucrul cu bazele de date este astăzi printre cele mai căutate abilități IT. Acum puteți obține o bază de plecare în proiectarea și implementarea bazelor de date cu o abordare practică, ușor de înțeles. ”Lucrul cu baze … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $3,99$7,18 Selectează opțiunile

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *