Подходы к проектированию баз данных

Содержание

1. Подходы к проектированию баз данных     3стр.

2. Фактографические базы социальных данных      4стр.

3. Этапы нисходящего подхода к проектированию баз данных     9стр.

3.1. Методология концептуального проектирования базы данных    9стр.

3.2. Методы логического проектирования баз данных реляционного типа   15стр.

3.3. Методология физического проектирования баз данных реляционного типа     23стр.

4. Проектирование хранилищ данных    35стр.

5. Проектирование схем типа „звезда"    40 стр.

6. Проектирование схем типа „звезда-снежинка"     40стр.

7. Проектирование схем типа „снежинка"    40стр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступление

 

В данной работе я рассмотрела проектирование фактографических баз данных и хранилищ данных. Классифицировала различные подходы к проектированию БД, а так же рассмотрела этапы нисходящего подхода к проектированию БД. Целью данной работы является так же рассмотрение проектирования схем разных типов. В данной работе не акцентирую своё внимание на фактографических ИС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Подходы к проектированию баз данных.

Можно выделить два основных подхода к проектированию баз данных: нисходящий и восходящий.

При восходящем подходе работа начинается с самого нижнего уровня атрибутов (т.е. свойств сущностей и связей), которые на основе анализа существующих между ними связей группируются в отношения, представляющие типы сущностей и связи между ними. Нормализация предусматривает создание нормализованных отношений, основанных на функциональных зависимостях между выделенными атрибутами.

Однако такой подход часто, например, в случае сложных предметных областей, представляет собой очень  неудобный процесс для самого проектировщика. Более того, здесь  проявляется ограниченность реляционной модели, в частности:    

• реляционная модель не предоставляет достаточных средств для фиксации смысла данных, т.е. семантика предметной области не фиксируется непосредственно в отношениях;
• для многих приложений трудно моделировать предметную область на основе плоских таблиц;
• хотя весь процесс проектирования происходит на основе учета зависимостей, реляционная модель не имеет средств представления (отражения семантики) этих зависимостей;
• несмотря на то, что процесс проектирования начинается с выделения некоторых существенных для приложения объектов предметной области ("сущностей") и выявления связей между этими сущностями, реляционная модель данных не предлагает какого-либо аппарата для различения сущностей и связей.

Восходящий подход в наибольшей степени приемлем для  проектирования простых баз данных с относительно небольшим количеством атрибутов. Однако использование этого подхода существенно усложняется при проектировании баз данных с большим количеством атрибутов, установить среди которых все существующие функциональные зависимости затруднительно. Поскольку концептуальная и логическая модели данных для сложных баз данных могут содержать от сотен до тысяч атрибутов, очень важно выбрать подход, который помог бы упростить этап проектирования. Кроме того, на начальных стадиях формулирования требований к данным бывает трудно установить все атрибуты, которые должны быть включены в модель данных.

Более подходящей стратегией проектирования сложных  баз данных является использование нисходящего подхода, который предопределяет приоритетность разработки концептуальной модели предметной области. Эта модель содержит несколько высокоуровневых сущностей и связей, которые уточняются (детализируются и расширяются) до тех пор, пока не будут выявлены все объекты, их атрибуты и связи между ними, отражающие специфику задач конкретной предметной области.

Кроме этих подходов для проектирования могут применяться  другие подходы, например, подход «от общего к частному» или «смешанная стратегия проектирования».

2. Фактографические базы  социальных данных

К социальным данным относятся данные о населении и социальной среде. Сведения о населении включают половые, социальные, медицинские и любые  другие персональные данные об отдельных  личностях, а также сводные данные о населении страны в целом  и ее отдельных территориях и  об определенных группах населения: пенсионерах, квартиросъемщиках, детях  школьного возраста, женщинах и др.

Сведения о социальной среде  включают данные о вакансиях, градостроительстве, городском хозяйстве, городском  пассажирском транспорте, законах , нарушениях общественного порядка и др.

К социальным фактографическим данным отнесены также другие данные сферы  здравоохранения : о заболеваниях и их последствиях, лекарственных средствах, медицинском оборудовании и медицинских учреждениях и т.д.

Данные о градостроительстве включают сведения о зданиях и сооружениях , дорогах, зеленых насаждениях и транспортных маршрутах города.

Данные о городском хозяйстве  содержат сведения о жилом фонде, тепло и энергосети, водопроводной  сети, электро и автотранспорте, предприятиях, занятых переработкой отходов, ремонтом дорог и другими функциями коммунального хозяйства.

Подавляющее большинство баз социальных данных формируется в рамках систем местных органов власти. Источниками  таких данных являются, как правило, формализованные документы.

Потребителями баз социальных данных являются население, органы управления различных уровней и сфер, начиная  от жилищно-эксплуатационных контор и  управлений и кончая Презитдентом и Федеральным Собранием, а также научные работники.

Все данные о личностях имеют  ограниченный доступ, их содержание контролируется населением, о чем во многих государствах были изданы законы.

Базы данных о градостроительстве и городском хозяйстве создаются  за рубежом при городских муниципалитетах  и службах. Сведения о жилом и  нежилом фонде используются налоговыми органами.

Информация о зданиях, дорогах, зеленых насаждениях и транспорте предназначена для работников служб  градостроительства и экологических  служб, информация о водо-, тепло-, энергосетях города - для работников служб, управляющих этими сетями.

В нашей стране создание баз демографических  и паспортных данных о населении  находится в начальной стадии.

Довольно успешно развивается  создание баз данных в системах учета  и выплаты пенсий. В 130 центрах  функционируют такие системы, обслуживающие  до 70% пенсионеров страны. Системы  в большинстве случаев обеспечивают прямой экономический и социальный эффект, и он возрастает при решении  задач по расчету и перерасчету  пенсий непосредственно в низовых  звеньях системы социального  обеспечения. Для функционирования правоохранительных органов в г.г. Москве, Красноярске созданы и функционируют базы данных о криминогенном контингенте населения, о преступлениях (событиях) и о похищенных ценностях. В г.Москве закончилась разработка системы "Патруль", обеспечивающая оперативный доступ к этим базам данных по радиоканалу и телефонным каналам. Наиболее крупной сетью баз социальных данных является сеть баз данных о населении. Ее объем, включая медицинские и кадровые данные , в перспективе составит для всей страны с учетом дублирования при хранении 1, 8 тыс.Гбт. Объем баз основных

демографических и паспортных данных без учета дублирования составит 150 Гбт. Трудности создания сети БД "Население" заключаются в больших начальных затратах по заполнению. За рубежом персональный учет населения окупается за счет более полного сбора налогов. В будущем и у нас появится этот эффект. Прямой экономический эффект от базы данных о населении на современном этапе вряд ли будет достигнут. Вместе с тем социальный эффект может быть значительным . Поэтому проблема создания такой базы может быть решена только на государственном уровне. Эти же трудности возникают при создании баз данных о вакансиях и жилом фон де, также достаточно крупных.

В ближайшие годы следует ожидать  изменения отношения к БД о населении в связи с появлением новых тенденций в налоговой политике и изменением финансового положения территориальных органов управления.

На предприятиях на базе ПЭВМ создаются  многочисленные системы по учету  кадров, имеющие базы кадровых данных. Их количество в нашей стране нигде  не фиксируется и работы не координируются. Экономическая эффективность таких систем у нас часто не достигается вследствие высокой этой координации.

В течение ряда лет в Минздраве  России функционирует система баз  статистических медицинских данных. Создание баз персональных медицинских  данных в поликлиниках и больницах  ведется в нашей стране в порядке  эксперимента в Москве, Екатеринбурге  и других городах.

Закончено создание баз данных о  свойствах лекарственных средств  и о наличии их в аптеках  города в г.г.Москве, Санкт-Петербурге и Рязани. Планируется создание баз данных о запросах донорской крови и органов трансплантации. Создана база медицинских данных , финансируемая органами здравоохранения на всех уровнях.

В городах Москве, Красноярске и  других созданы базы данных о жилом  фонде. Наиболее удачным следует  признать создание базы данных о жилом  и нежилом фондах на основе автоматизации  функций бюро технической инвентаризации.

Большое социальное значение приобретают  базы данных о вакансиях, используемые для задач трудоустройства. Такие  базы созданы в ряде городов. Опыт их создания показал, что в городе целесообразно иметь центральный  государственный городской банк вакансий.

Базы данных о городском хозяйстве  и градостроивельстве. В последнее время в связи с появлением персональных ЭВМ стали создаватся базы, необходимые для работы служб, занятых учетом , ремонтом, оперативным управлением в тепло- и энергосетях и др.

При создании баз социальных данных важны следующие принципы:

1.Генератором базы является, как  правило, организация-владелец документов-источников, которая может передавать функции  распространения информации другим  БнД.

2.Создание баз социальных данных  необходимо производить на основе  централизованного частичного финансирования  при условии финансовой поддержки  этих работ федеральными и  местными органами управления. В  первую очередь следует финансово  поддержать эти работы в опорных  зонах информатизации.

3.Для обеспечения унификации  записей в базах данных и  запросов целесообразно создать  систему баз данных в социальной  сфере, совмещенную с системой  словарно-справочных служб.

4.Основное внимание следует  уделить созданию баз детальных  данных об элементарных объектах , таких как отдельный человек, конретное лекарство, конкретная квартира. Эти базы следует создавать в местах их наиболее интенсивного использования. Так, базы данных о населении следует создавать в ДЭЗах или РЭУ, отделениях милиции, центральном адресном бюро. Базу данных о квартирах и строениях следует создавать в бюро технической инвентаризации и в ДЭЗах. Сводные данные о жителях и квартирах следует хранить в базах данных районных и городских органов управления. Допускается дублирование данных при хранении, если это оправдано экономически.

5.В фактографических базах социальных  данных велика интенсивность  их обновления (15-25% в год).Вследствие этого каналы актуализации должны тщательно отрабатываться до на чала загрузки базы данных.

 

3. Этапы нисходящего подхода к проектированию баз данных

3.1Методология концептуального проектирования базы данных

Концептуальное  проектирование базы данных - Процедура конструирования информационной модели предприятия, не зависящей от каких-либо физических условий реализации. Фаза концептуального проектирования базы данных начинается с создания концептуальной модели данных предприятия, полностью независимой от любых деталей реализации. К последним относятся: выбранный тип СУБД, состав программ приложения, используемый язык программирования, конкретная вычислительная плат форма и любые другие физические особенности реализации.

Этап 1. Создание локальной концептуальной модели данных на основе представления  о предметной области каждого  из типов пользователей 

Представление пользователя включает в себя данные, необходимые  конкретному пользователю для принятия решений или выполнения некоторого задания. Пользователь может быть как отдельным работником, так и группой лиц, которые будут непосредственно работать с создаваемым приложением. В альтернативном случае понятие "пользователь" может представлять генерируемый системой отчет или даже запрос, связанный с получением результатов транзакции. В любом случае выполнение требуемых пользователю действий должно обеспечиваться создаваемой системой.

Определить характеристики представлений пользователей можно  с помощью различных методов. Начать следует с изучения диаграмм потоков данных, которые к этому моменту уже должны быть созданы. Изучение этих диаграмм позволит установить функциональные области и, возможно, отдельные функции. Затем рекомендуется провести опросы потенциальных пользователей, изучить деловые процедуры, существующие отчеты и формы и/или провести обследование работы предприятия.