Один из способов проектирования БД на концептуальном уровне - создание инфологической (информационно-логической) модели, в которой интегрируются концептуальные требования всех пользователей будущей БД.
Основные составляющие инфологической модели [1]:
• описание объектов и связей между ними;
• ограничения целостности;
• алгоритмические связи вычисляемых значений (атрибутов, показателей).
На этапе проектирования базы данных разработчик должен определить, из каких таблиц должна состоять база данных, какие Данные нужно поместить в каждую таблицу и как связать таблицы. Следовательно, в результате проектирования определяются логическая структура базы данных, т.е. состав реляционных таблиц, их структура и межтабличные связи.
Для создания базы данных необходимо располагать описанием выбранной предметной области, охватывающим реальные объекты и процессы, а также определить все необходимые источники информации для удовлетворения предполагаемых запросов пользователей и потребности в обработке данных. На основе такого описания определяются состав и структура данных предметной области, которые должны находиться в базе и обеспечивать выполнение необходимых запросов и задач пользователей. Структура данных предметной области отображается информационно-логической моделью, на основе которой создается реляционная база данных.
В процессе разработки модели данных необходимо выделить информационные объекты, соответствующие требованиям нормализации данных, и определить связи между ними. Полученная модель позволит создать реляционную базу данных без дублирования, в которой обеспечиваются однократный ввод данных при первоначальной загрузке и корректировках, а также целостность данных при внесении изменений.
При разработке модели данных используются два подхода.
1. Сначала определяются основные задачи, для решения которых строится база, выявляются потребности задач в данных и соответственно определяются состав и структура информационных объектов.
2. Сразу устанавливаются типовые объекты предметной области.
Наиболее рационально сочетание этих подходов, так как на начальном этапе, как правило, нет исчерпывающих сведений обо всех задачах. Использование такой технологии тем более оправдано, что гибкие средства создания реляционной базы данных допускают на любом этапе разработки внесение изменений и модифицирование ее структуры без ущерба для введенных ранее данных.
Процесс выделения информационных объектов предметной области, отвечающих требованиям нормализации, может производиться на основе интуитивного или формального подхода. Теоретические основы формального подхода разработаны известным американским ученым Дж. Мартином и изложены в его монографиях по организации баз данных.
При интуитивном подходе легко выявить информационные объекты, соответствующие реальным объектам, однако получаемая при этом информационно-логическая модель, как правило, требует дальнейших преобразований, в частности преобразования множественных связей между объектами. При таком подходе в случае отсутствия достаточного опыта возможны существенные ошибки. Последующая проверка выполнения требований нормализации обычно показывает необходимость уточнения информационных объектов.
Формальные правила выделения информационных объектов:
• на основе описания предметной области выявить документы и атрибуты, подлежащие хранению в базе данных;
• определить функциональные зависимости между атрибутами;
• выбрать все зависимые атрибуты и указать для каждого все его ключевые атрибуты, т.е. атрибуты, от которых он зависит;
• сгруппировать атрибуты, одинаково зависимые от ключевых атрибутов. (Полученные группы зависимых атрибутов вместе с их ключевыми атрибутами образуют информационные объекты.)
При определении логической структуры реляционной базы данных на основе модели каждый информационный объект адекватно отображается реляционной таблицей, а связи между этими таблицами соответствуют связям между информационными объектами.
