Логическое проектирование БД - это процесс конструирования общей информационной модели предприятия на основе отдельных моделей данных пользователей, которая является независимой от особенностей реально используемой СУБД и других физических условий.
Этапы логического проектирования:
1. Преобразование локальной концептуальной модели данных в локальную логическую модель. (Удаление связей М: Н, сложных связей, рекурсивных связей, связей с атрибутами, удаление множественных атрибутов.)
2. Определение набора отношений исходя из структуры локальной логической модели данных.
3. Проверка модели с помощью правил нормализации.
4. Проверка модели в отношении транзакций пользователей.
5. Создание диаграммы сущность-связь.
6. Определение требований поддержки целостности данных. (Обязательные данные, ограничения для доменов атрибутов, целостность сущностей (PK не может быть NULL), требования данного предприятия (бизнес-правила)).
7. Обсуждение разработанных локальных логических моделей данных с конечными пользователями.
Этап 2:
1. Слияние локальных моделей в единую глобальную модель данных (анализ имен сущностей и связей,PK).
2. Проверка глобальной логической модели данных (нормализация и транзакции).
3. Проверка возможностей расширения модели в будущем.
4. Создание окончательного варианта диаграммы сущность-связь
5. Обсуждение глобальной модели данных с пользователем.
Логическая модель описывает понятия предметной области, их взаимосвязь, а также ограничения на данные, налагаемые предметной областью. Примеры понятий – «сотрудник», «отдел», «проект», «зарплата». Примеры взаимосвязей между понятиями – «сотрудник числится ровно в одном отделе», «сотрудник может выполнять несколько проектов».
Логическая модель данных является начальным прототипом будущей базы данных. Логическая модель строится в терминах информационных единиц, но без привязки к конкретной СУБД. Более того, логическая модель данных необязательно должна быть выражена средствами именно реляционной модели данных. Основным средством разработки логической модели данных в настоящий момент являются различные варианты ER-диаграмм (Entity-Relationship, диаграммы сущность-связь). Одну и ту же ER-модель можно преобразовать как в реляционную модель данных, так и в модель данных для иерархических и сетевых СУБД, или в постреляционную модель даны.
Решения, принятые на предыдущем уровне, при разработке модели предметной области, определяют некоторые границы, в пределах которых можно развивать логическую модель данных, в пределах же этих границ можно принимать различные решения.
В модели на основе записей база данных состоит из нескольких записей фиксированного формата, которые могут иметь разные типы. Каждый тип записи определяет фиксированное количество полей, каждое из которых имеет фиксированную длину. Существует три основных типа логических моделей данных на основе записей: - иерархическая, сетевая и реляционная модели данных. В сетевой модели данные представлены в виде коллекции записей, а связи - в виде наборов. В отличие от реляционной модели, связи здесь явным образом моделируются наборами, которые реализуются с помощью указателей. Сетевую модель можно представить как граф с записями в виде узлов графа и наборами в виде его ребер.
Иерархическая модель является ограниченным подтипом сетевой модели. В ней данные также представлены как коллекции записей, а связи - как наборы. Однако в иерархической модели узел может иметь только одного родителя. Иерархическая модель может быть представлена как древовидный граф с записями в виде узлов (которые также называются сегментами) и множествами в виде ребер.
Репрезентативные (или реализационные) модели содержат подробности представления данных в файлах.
Основными понятиями ER-диаграммы являются сущность, связь и атрибут.
Сущность— это реальный или виртуальный объект, имеющий существенное значение для рассматриваемой предметной области, информация о котором подлежит хранению. Если не вдаваться в подробности, то можно считать, что сущности соответствуют таблицам реляционной модели.
Под информационным объектомпонимается некоторая сущность фрагмента действительности, например организация, документ, сотрудник, место, событие и т. д.
Связи выступают в модели в качестве средства, с помощью которого представляются отношения между сущностями, имеющими место в предметной области. При анализе связей между сущностями могут встречаться бинарные (между двумя типами сущностями), тернарные (между тремя типами сущностями) и общем случае n-арные связи.
В предметной области выделяются различные типы объектов, представляемые в информационной системе в каждый момент времени конечным набором экземпляров данного типа. Каждый тип объекта включает (идентифицируется) присущий ему набор атрибутов (свойств, характерных признаков, параметров).
Связьэто ассоциация между сущностями, включают по одной сущности из каждого участвующего в связи типа сущности.
Атрибутпредставляет логически неделимый элемент структуры информации, характеризующийся множеством атомарных значений (атрибут «Имя» объекта типа «Лицо», атрибут «Текст» объекта типа «Документ»).
Один или некоторая группа атрибутов объекта данного типа могут исполнять роль ключевого атрибута, по которому различаются конкретные экземпляры объектов (объект «Лицо» - ключ совокупность атрибутов «Фамилия», «Имя», «Отчество» или один атрибут «Номер паспорта»).
Различные типы объектов и различные экземпляры одного типа объекта могут быть охвачены определенными отношениями, которые в рамках ER-модели выражаются связями.
Тип связи это осмысленная ассоциация между сущностями разных типов. Тип связи является набором ассоциаций между двумя типами сущностей. Каждому типу сущности присваивается имя, которое должно описывать его функцию.
Связи по признаку множественности могут быть трех типов:
3) «многие-ко-многим»(например, отношение «Сотрудник -Документ»).
Атрибуты:
1. Домен атрибута –набор значений, которые могут быть присвоены атрибуту
2. Простой атрибут – атрибут, состоящий из 1 компонента с независимым существованием (пол).
3. Составной атрибут- атрибут состоящий из некоторых компонентов, каждый из которых характеризуется независимым существованием.
4. Однозначный атрибут– атрибут, который содержит одно значение для одной сущности.
5. Многозначный атрибут- атрибут, который содержит несколько значений для одной сущности.
6. Произвольный атрибут – атрибут который представляет значение, производное от значения связанного с ним атрибута или некоторого множества атрибутов, принадлежащих некоторому (не обязательно данному) типу сущности. (Возраст от даты рождения)
