ЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

 

Под базой данных будем понимать совокупность взаимосвязанных данных, хранящихся вместе при наличии такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений.

Практически используются базы данных, имеющие одну из трех логических моделей: реляционную, сетевую или древовидную.

Под логической моделью базы данных будем понимать представление о предметной области в виде данных и связей между ними, преобразованное для эффективной реализации в среде конкретной СУБД.

Из указанного определения следуют два вывода : во-первых, исходным материалом для логического проектирования служит концептуальная инфологическая модель, представляющая собой модель конкретной предметной области; во-вторых, целью логического проектирования является построение такой модели базы данных, которая будет СУБД ориентированной и с точки зрения выбранного критерия может считаться эффективной.

Процесс проектирования каждой из трех (реляционной, сетевой, древовидной) моделей имеет свои особенности и характерные приемы. Общим можно считать лишь перечень основных действий, выполняемых проектировщиком , а именно:

- отображение исходной концептуальной инфологической модели на конкретную логическую модель;

- преобразование модели с учетом ограничений конкретной СУБД;

- преобразование СУБД ориентированной модели с целью улучшения ее эксплуатационных характеристик и, как следствие, получение эффективной модели.

Такая модель является основой для физического проектирования и реализации базы данных.

Поскольку речь зашла об эффективной логической модели, уместно напомнить, что цель создания и функционирования базы данных - своевременное обеспечение пользователей необходимой и достоверной информацией.

В качестве количественного эквивалента заданной цели или общего критерия эффективности функционирования базы данных следует рассматривать время обслуживания ее пользователей. Оно имеет множество составляющих, или частных критериев: время передачи запроса, время его анализа и интерпретации, время доступа к информации, время передачи информации пользователю и т.д.

В связи с этим при построении логической или физической модели базы данных критерием принятия конкретного проектного решения может служить тот или иной частный критерий. Если же вся совокупность принимаемых решений основывалась на конкретных частных критериях и была подчинена одной общей цели, то результатом будет модель, обеспечивающая минимальные затраты времени на обслуживание пользователей в конкретных условиях. Специфические особенности СУБД в этом случае будут являться ограничениями, которые обязательно учитываются при построении модели.

Обратимся к исходным данным логического проектирования, а именно к концептуальной инфологической модели.

Следует отметить, что предпроектное обследование и содержание процесса инфологического проектирования не зависит от технической или системной программной среды, в которой будет реализована база данных. Поэтому полученная концептуальная модель является основой для создания любой из трех логических моделей: реляционной, сетевой или древовидной.

В связи с этим, любая из моделей, какою бы мы ни задались целью получить, будет отличаться от альтернативной не наполнением (т.е. составом объектов и содержанием их характеристик), не количеством и составом связей между объектами, а способами реализации связей.

Для реляционной модели - это совместное (в одном отношении) представление ключей взаимосвязанных записей.

Для сетевой модели - указатели связей.

Для древовидной модели - это физически смежное размещение экземпляров взаимосвязанных записей на физических носителях по левосписковому принципу.

Пример: концептуальная инфологическая модель БД "Эксперимент".

	Справочник испытаний		Паспорт двигателя		Справочник параметров

 

	План испытаний
			Изделие

 

 

Рис. А. Инфологическая модель базы данных «Эксперимент»

 

Справочник испытаний

Номер испытания

Наименование испытания

Статус испытания

 

Паспорт двигателя

Номер двигателя

Дата Изготовления

Место Изготовления

Наработка двигателя

 

Справочник параметров

Наименование параметра

Размерность параметра

 

План испытаний

Номер двигателя

Номер испытания

Шифр методики испытания

 

Состав двигателя

Номер двигателя

Номер узла

Номер разрешающего документа

Наработка узла в составе двигателя

 

Параметры двигателя

Номер двигателя

Наименование параметра

Действующая величина Параметра

 

Изделие

Номер изделия

Обозначение Изделия

Наименование изделия

 

Доводка изделия

Номер изделия

Наименование Дефекта

Шифр отчета по дефекту

 

Рис. 1

 

Основные данные о предметной области:

- состав задач, решаемых пользователем, приведен в таблице 1;

- состав объектов предметной области, действий между ними или над объектами, функций управления и функциональных областей приведен в таб. 2.

 

 

Таблица 1.

Справочник задач

 

Задача	Наименование задач	Цель решения задачи
	Планирование испытаний двигателей и узлов	Разработка ежедневного графика поведения испытаний узлов конкретных двигателей
	Анализ изменения параметров двигателей	Сбор статистики и анализ зависимости значений параметров двигателя от наработки согласно плану испытаний
	Учет доводки изделий	Учет наличия и устранения дефектов по изделиям
	Расчет значений параметров двигателя	Расчет параметров двигателя по значениям параметров составляющих его узлов

 

Таблица 2.

Состав функциональных областей

 

Объект, действие	Функция управления	Функциональная зависимость
Двигатель Узел Испытание	Планирование	Планирование испытаний двигателей Планирование испытаний Узлов
Изделие Дефект Параметр Двигатель Узел	Учет	Учет дефектов изделий Учет параметров узлов Учет параметров двигателей
Двигатель Параметр Испытание	Анализ	Анализ динамики параметров Двигателей по испытаниям

 

Еще раз обратимся к примеру проектирования базы данных "Эксперимент". Концептуальная инфологическая модель этой базы приведена на рис. А. Данные о частоте решения задач и используемых при этом сущностях приведены в таб. 1.1. Данные получены при обследовании предметной области.

 

Таблица 1.1. – Справочник задач пользователя

 

Номер Задачи	Сущности, используемые при решении задачи	Частота решения задачи
	Справочник испытаний План испытаний Состав двигателя	Ежедневно (300 раз в год)
	Паспорт двигателя План испытаний Параметры двигателя	Раз в неделю (48 раз в году)
	Изделие Доводка изделия	Ежедневно
	Справочник параметров Параметры двигателя Состав двигателя	Ежедневно