Разработка информационно-справочной системы по учету вагонов на подъездном пути предприятия (стр. 5 из 27)

Восстанавливаемость. Данное свойство предполагает возможность восстановления БД после сбоя системы или отдельных видов порчи системы. Сюда относится проверка наличия файлов, составляющих приложение. В основном свойство восстанавливаемости обеспечивается дублированием БД и использованием техники повышенной надежности.

Безопасность. Безопасность БД предполагает защиту данных от преднамеренного и непреднамеренного доступа, модификации или разрушения. Применяется запрещение несанкционированного доступа, защита от копирования и криптографическая защита. Также необходимы и административные меры, например ограничение доступа к носителям информации.

Эффективность. Свойство эффективности обычно понимается как:

минимальное время реакции на запрос пользователя;

минимальные потребности в памяти;

сочетание этих параметров.

Предельные размеры и эксплуатационные ограничения. Предельные размеры, а также другие ограничения, накладываемые эксплуатацией данной БД, могут существенно повлиять на проектное решение.[3]

2.3. Трехуровневая архитектура базы данных

Проектирование БД связано с разрешением проблем представления данных и их обменом между конечными пользователями. Они продиктованы различными потребностями и задачами лиц, которые используют эти данные. Можно выделить четыре категории лиц, каждая из которых имеет свой круг интересов и связана с определенным этапом разработки и существования БД. Определим эти основные категории лиц, а также их роли и функции на разных стадиях существования баз данных:

администраторы данных и баз данных;

разработчики баз данных;

прикладные программисты;

конечные пользователи.

Данные - это важный ресурс организации, и ими надо умело управлять. Столь важная функция возложена на специалистов определенного рода - Администраторов данных (АД). Они работают с данными с самого начала процесса проектирования БД и отвечают за концептуальное и логическое проектирования БД, управление данными, разработку и сопровождение стандартов, бизнес-правил и деловых процедур.

Физическое проектирование и физическая реализация базы данных, обеспечение безопасности и целостности данных, обеспечение максимальной производительности приложений – это область действия компетенций Администратора базы данных (АБД). Как видно по сравнению с АД, обязанности АБД более связаны с решением технических проблем.

Разработчики баз данных – это такая группа специалистов, которая функционирует во время проектирования, создания и реорганизации базы данных и результатом деятельности которой является хорошо спроектированная БД, снабжающая достоверной и непротиворечивой информацией всех заинтересованных в этом лиц.

При проектировании больших БД все разработчики распадаются на две группы:

разработчики логической базы данных;

разработчики физической базы данных.

Разработчики логической БД занимаются выявлением интересующих объектов и их свойств, связей между объектами и тех ограничений, которые необходимо наложить на хранимые данные. Осуществление своей деятельности указанные разработчики выполняют в два этапа, которые в последующих главах будут рассмотрены подробно:

разработка концептуальной модели БД;

разработка логической модели БД.

Разработчики физической БД должны разбираться в функциональных возможностях выбранной СУБД, знать все варианты возможного физического воплощения полученной логической модели данных и понимать их достоинства и недостатки с тем, чтобы выбрать наиболее оптимальный вариант для данного случая и правильно выстроить всю стратегию хранения и использования данных.

Сразу после создания БД следует приступить к разработке приложений, предоставляющих пользователям необходимые им функциональные возможности. Именно эту работу выполняют прикладные программисты.

Пользователи. База данных проектируется, создается и поддерживается для того, чтобы обслуживать информационные потребности конечных пользователей. Для них разрабатываются такие приложения, которые позволяют в максимальной степени упростить выполняемые ими операции.

Чтобы различать представления данных конечными пользователями, программистами и АБД создаются разные уровни моделей данных. Их общая структура представлена на рисунке 2.1.

Рис.2.1. Уровни моделей данных

Основным назначением трехуровневой архитектуры является обеспечение независимости от данных. Суть этой независимости заключается в том, что изменения на нижних уровнях никак не влияют на верхние уровни.[3]

Основное различие между указанными выше тремя типами моделей данных (концептуальной, логической и физической) состоит в способах представления взаимосвязей между объектами. При проектировании БД требуется различать взаимосвязи между объектами, между свойствами одного объекта и между свойствами различных объектов.

2.4. Жизненный цикл базы данных

Как и любой программный продукт, база данных обладает собственным жизненным циклом (ЖЦ БД). Главной составляющей в жизненном цикле БД является создание единой базы данных и программ, необходимых для ее работы. Жизненный цикл системы базы данных определяет и жизненный цикл всей информационной системы организации, поскольку база данных является фундаментальным компонентом информационной системы.

ЖЦ БД включает в себя следующие основные этапы:

· планирование разработки базы данных;

· определение требований к системе;

· сбор и анализ требований пользователей;

· проектирование базы данных:

· концептуальное проектирование базы данных;

· логическое проектирование базы данных;

· физическое проектирование базы данных;

· разработка приложений;

· реализация;

· загрузка данных;

· тестирование;

· эксплуатация и сопровождение.

2.4.1. Планирование разработки базы данных

Содержание данного этапа – разработка стратегического плана, в процессе которой осуществляется предварительное планирование конкретной системы управления базами данных. Планирование разработки базы данных состоит в определении трех основных компонентов: объема работ, ресурсов и стоимости проекта. Планирование разработки БД должно быть связано с общей стратегией построения информационной системы организации. Важной частью разработки стратегического плана является проверка осуществимости проекта, состоящая из проверки технологической осуществимости, проверки операционной осуществимости, проверки экономической целесообразности осуществления проекта.

2.4.2. Определение требований к системе

На данном этапе необходимо определить диапазон действия приложения БД, состав его пользователей и области применения. Определение требований включает выбор целей БД, выяснение информационных потребностей различных отделов и руководителей фирмы и требований к оборудованию и программному обеспечению. При этом также требуется рассмотреть вопрос, следует ли создавать распределенную базу данных или же централизованную, и какие в рассматриваемой ситуации понадобятся коммуникационные средства.

2.4.3. Сбор и анализ требований пользователей

Этот этап является предварительным этапом концептуального проектирования базы данных. Проектирование базы данных основано на информации о той части организации, которая будет обслуживаться базой данных. Информационные потребности выясняются с помощью анкет, опросов менеджеров и работников фирмы, с помощью наблюдений за деятельностью предприятия, а также отчетов и форм, которыми фирма пользуется в текущий момент.

2.4.4. Проектирование базы данных

Полный цикл разработки БД включает концептуальное, логическое и физическое ее проектирование. Основными целями проектирования базы данных являются:

· представление данных и связей между ними, необходимых для всех основных областей применения данного приложения и любых существующих групп его пользователей;

· создание модели данных, способной поддерживать выполнение любых требуемых транзакций обработки данных;

· разработка предварительного варианта проекта, структура которого позволяет удовлетворить требования, предъявляемые к производительности системы.

В создании БД как модели предметной области выделяют:

· объектную (предметную) систему, предъявляющую фрагмент реального мира;

· информационную систему, описывающую некоторую объектную систему;

· даталогическую систему, представляющую информационную систему с помощью данных.

Оптимальная модель данных должна удовлетворять таким критериям, как структурная достоверность, простота, выразительность, отсутствие избыточности, расширяемость, целостность, способность к совместному использованию.

2.4.5. Разработка приложений

Параллельно с проектированием системы БД выполняется разработка приложений. Главные составляющие данного процесса – это проектирование транзакций и пользовательского интерфейса.