Modelarea datelor este primul pas în procesul de proiectare a bazelor de date. Acest pas este uneori considerat a fi o fază de proiectare la nivel înalt și abstractă, denumită și design conceptual. În al doilea pas, elementele de date, relațiile și constrângerile sunt toate exprimate utilizând conceptele furnizate de modelul de date la nivel înalt. Deoarece aceste concepte nu includ detaliile implementării, rezultatul procesului de modelare a datelor este o reprezentare (semi)formală a structurii bazei de date. Al treilea pas este proiectarea bazei de date. În acest pas, am putea avea doi sub-pași: unul numit proiectare logică a bazei de date, care definește o bază de date într-un model de date al unui SGBD specific și altul numit proiectare fizică a bazei de date, care definește structura internă de stocare a bazei de date, organizarea fișierelor sau tehnici de indexare.
În fazele de proiectare a bazei de date, datele sunt reprezentate folosind un anumit model de date. Modelul de date este o colecție de concepte sau notații pentru descrierea datelor, relații de date, semantica datelor și constrângerile de date. În această secțiune vom analiza procesul de proiectare a bazei de date în termeni de specificitate. Așa cum orice proiectare începe la un nivel înalt și continuă la un nivel de detaliu din ce în ce mai mare, la fel și proiectarea bazei de date. De exemplu, atunci când construiți o casă, începeți cu câte dormitoare și băi va avea casa, indiferent dacă va fi la un nivel sau la mai multe niveluri, etc. Următorul pas este să faceți ca un arhitect să proiecteze casa dintr-o perspectivă mai structurată. Acest nivel devine mai detaliat în ceea ce privește dimensiunile reale ale camerei, modul în care va fi conectată locuința, unde vor fi amplasate instalațiile sanitare etc. Ultimul pas este angajarea unui antreprenor pentru construirea casei. Proiectarea bazei de date este foarte asemănătoare.
Cele trei cele mai cunoscute modele de acest gen sunt modelul de date relaționale, modelul de date de rețea și modelul de date ierarhic. Într-o vedere picturală, puteți vedea cum funcționează împreună diferitele modele. Modelul extern este punctul de vedere al utilizatorului final asupra datelor. De obicei, o bază de date este un sistem de întreprindere care servește nevoile mai multor departamente. Cu toate acestea, un departament nu este interesat să vadă datele altor departamente (de exemplu, departamentului de resurse umane (HR) nu îi pasă să vadă datele departamentului de vânzări). În calitate de proiectant de date, trebuie să înțelegeți toate datele, astfel încât să puteți construi o bază de date la nivel de întreprindere. În această etapă, modelul conceptual este independent atât de software cât și de hardware. Nu depinde de software-ul SGBD utilizat pentru implementarea modelului. Nu depinde de hardware-ul utilizat în implementarea modelului. Odată selectat un SGBD, îl puteți implementa. Acesta este modelul intern. Aici creați toate tabelele, constrângerile, cheile, regulile etc. Modelul fizic este pur și simplu modul în care datele sunt stocate pe disc. O schemă este o descriere generală a unei baze de date și este de obicei reprezentată de diagrama entitate-relație (ERD).
Există multe subscheme care reprezintă modele externe și astfel afișează vederi externe ale datelor. Schema conceptuală: există doar una. Independenta datelor se referă la imunitatea aplicațiilor utilizatorilor față de modificările făcute în definirea și organizarea datelor. Abstracțiile de date expun numai acele elemente care sunt importante sau pertinente pentru utilizator. Independenta datelor și independența de funcționare formează împreună caracteristica abstractizării datelor. O schemă logică este un design conceptual al bazei de date realizat pe hârtie sau pe o tablă albă, la fel ca desenele arhitecturale pentru o casă. Abilitatea de a schimba schema logică, fără a schimba schema externă sau vizualizarea utilizatorului, se numește independență logică a datelor. Independența fizică a datelor se referă la imunitatea modelului intern la modificările modelului fizic. Independența fizică a datelor se referă la ascunderea detaliilor structurii de stocare de aplicațiile utilizatorului. Sursa: Adrienne Watt, Database Design - 2nd Edition. Descărcare gratuită de la B.C. Open Textbook Collection. Licența (inclusiv imagini) CC BY 4.0.
Diversificarea schemei logice: ce înseamnă și cum se aplică
O schemă logică este un design conceptual al bazei de date realizat pe hârtie sau pe o tablă albă, la fel ca desenele arhitecturale pentru o casă. Abilitatea de a schimba schema logică, fără a schimba schema externă sau vizualizarea utilizatorului, se numește independență logică a datelor. Independența fizică a datelor se referă la imunitatea modelului intern la modificările modelului fizic. Independența fizică a datelor se referă la ascunderea detaliilor structurii de stocare de aplicațiile utilizatorului.
Proiectarea fizică a bazei de date se referă la modul în care datele sunt efectiv stocate pe disc, în timp ce proiectarea logică descrie structuri și relații în cadrul unui SGBD specific. În practică, pentru a asigura o viziune coerentă la nivel de întreprindere, se lucrează cu schema conceptuală, schema logică și apoi schema fizică, în funcție de cerințe și de infrastructură. Recomandarile includ păstrarea independenței între niveluri, pentru a facilita adaptări viitoare și migrații între tehnologii.
Ce este modelarea datelor? Ghid pentru începători despre modelele de date și modelarea datelor
Exemple de aplicații ale diversificării schemei logice
- Proiectare de baze de date pentru corporații mari: separarea accesului între HR, vânzări și operațiuni pentru securitate și eficiență operațională.
- Implementări în SGBD-uri diferite: trecerea de la modelul relațional la modele colecționare sau ierarhice în funcție de cerințe de performanță și flexibilitate.
- Portabilitate și interoperabilitate: menținerea independenței logice pentru a facilita migrațiile între platforme hardware sau software.
Un exemplu structurat de flux de lucru în proiectarea bazei de date
- Definirea cerințelor la nivel înalt (conceptual, de exemplu ERD).
- Transformarea într-o schemă logică adaptată SGBD-ului țintă.
- Optimizarea implementării fizice (stocare, indexare) pentru performanță.
- Testare și validare cu date reale pentru a verifica coerența constrângerilor.
Se poate observa că schema conceptuală este independentă de software și hardware, în timp ce schema internă este asociată cu SGBD-ul ales, iar schema fizică se concentrează pe modul de stocare. O schemă este descrierea generală a bazei de date, în timp ce subschemelor îi corespund diferite vederi externe ale datelor pentru diverse utilizatori.
Caracteristici cheie ale independenței și abstracției datelor
- Independența datelor: imunitatea aplicațiilor utilizatorilor față de modificările în definirea și organizarea datelor.
- Abstracțiile de date: expun doar elementele importante pentru utilizator.
- Independența de funcționare: combină independența datelor cu posibilitatea de a schimba implementări fără impact asupra utilizatorilor.
Concluzie omogenă a procesului de proiectare a bazei de date
Procesul de proiectare a bazei de date urmărește să aducă abstracția, independența și flexibilitatea în utilizarea datelor, prin trecerea de la nivel înalt la detaliu, de la modelul conceptual la cel fizic. În această paradigme, trei modele de date - relațional, rețea și ierarhic - pot coexista în funcție de cerințele aplicațiilor, facilitând un design robust, scalabil și adaptabil la schimbări tehnologice.
tags: #diversificarea #schema #logica
Postări populare:
- Tricou galben cu buline și aplicație iepuraș – eleganță pentru bebe
- Avortul: aspecte sociale și juridice în România
- Principii și metode pentru evaluarea embrionilor în fertilizarea in vitro (FIV)
- Ghid practic pentru programări la pediatrii private din Florești
- Profil: Dr. Mihaela Mușețescu, pediatru cu competențe în homeopatie