Τι είναι η Μοντελοποίηση Δεδομένων; Τύποι (Εννοιολογικοί, Λογικοί, Φυσικοί)

Τι είναι η Μοντελοποίηση Δεδομένων;

Μοντελοποίηση δεδομένων (μοντελοποίηση δεδομένων) είναι η διαδικασία δημιουργίας ενός μοντέλου δεδομένων για τα δεδομένα που θα αποθηκευτούν σε μια βάση δεδομένων. Αυτό το μοντέλο δεδομένων είναι μια εννοιολογική αναπαράσταση των αντικειμένων δεδομένων, των συσχετισμών μεταξύ διαφορετικών αντικειμένων δεδομένων και των κανόνων.

Η μοντελοποίηση δεδομένων βοηθά στην οπτική αναπαράσταση των δεδομένων και επιβάλλει τους επιχειρηματικούς κανόνες, τις κανονιστικές συμμορφώσεις και τις κυβερνητικές πολιτικές για τα δεδομένα. Τα μοντέλα δεδομένων διασφαλίζουν τη συνέπεια στις συμβάσεις ονομασίας, τις προεπιλεγμένες τιμές, τη σημασιολογία, την ασφάλεια, ενώ παράλληλα διασφαλίζουν την ποιότητα των δεδομένων.

Μοντέλα δεδομένων σε DBMS

The Μοντέλο δεδομένων ορίζεται ως ένα αφηρημένο μοντέλο που οργανώνει την περιγραφή δεδομένων, τη σημασιολογία δεδομένων και τους περιορισμούς συνέπειας των δεδομένων. Το μοντέλο δεδομένων δίνει έμφαση στο ποια δεδομένα χρειάζονται και πώς θα πρέπει να οργανωθούν αντί για τις λειτουργίες που θα εκτελεστούν στα δεδομένα. Το μοντέλο δεδομένων είναι σαν το κτιριακό σχέδιο ενός αρχιτέκτονα, το οποίο βοηθά στη δημιουργία εννοιολογικών μοντέλων και στον καθορισμό μιας σχέσης μεταξύ στοιχείων δεδομένων.

Οι δύο τύποι Τεχνικών Μοντελοποίησης Δεδομένων είναι

1. Μοντέλο σχέσης οντοτήτων (ER).
2. UML (Ενοποιημένη γλώσσα μοντελοποίησης)

Θα τα συζητήσουμε λεπτομερώς αργότερα.

Αυτό το σεμινάριο μοντελοποίησης δεδομένων είναι το πλέον κατάλληλο για πρωτοετείς, αρχάριους καθώς και έμπειρους επαγγελματίες.

Γιατί να χρησιμοποιήσετε το μοντέλο δεδομένων;

Ο πρωταρχικός στόχος της χρήσης του μοντέλου δεδομένων είναι:

• Διασφαλίζει ότι όλα τα αντικείμενα δεδομένων που απαιτούνται από τη βάση δεδομένων αντιπροσωπεύονται με ακρίβεια. Η παράλειψη δεδομένων θα οδηγήσει στη δημιουργία ελαττωματικών αναφορών και θα παράγει λανθασμένα αποτελέσματα.
• Ένα μοντέλο δεδομένων βοηθά στο σχεδιασμό της βάσης δεδομένων σε εννοιολογικό, φυσικό και λογικό επίπεδο.
• Η δομή του μοντέλου δεδομένων βοηθά στον καθορισμό των σχεσιακών πινάκων, των πρωτευόντων και ξένων κλειδιών και των αποθηκευμένων διαδικασιών.
• Παρέχει μια σαφή εικόνα των δεδομένων βάσης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους προγραμματιστές βάσεων δεδομένων για τη δημιουργία μιας φυσικής βάσης δεδομένων.
• Είναι επίσης χρήσιμο να εντοπίσετε δεδομένα που λείπουν και περιττά.
• Αν και η αρχική δημιουργία μοντέλου δεδομένων είναι εργατική και χρονοβόρα, μακροπρόθεσμα, καθιστά την αναβάθμιση και τη συντήρηση της υποδομής πληροφορικής φθηνότερη και ταχύτερη.

Τύποι μοντέλων δεδομένων στο DBMS

Τύποι μοντέλων δεδομένων: Υπάρχουν κυρίως τρεις διαφορετικοί τύποι μοντέλων δεδομένων: εννοιολογικά μοντέλα δεδομένων, μοντέλα λογικών δεδομένων και μοντέλα φυσικών δεδομένων, και το καθένα έχει έναν συγκεκριμένο σκοπό. Τα μοντέλα δεδομένων χρησιμοποιούνται για την αναπαράσταση των δεδομένων και του τρόπου αποθήκευσής τους στη βάση δεδομένων και για τον καθορισμό της σχέσης μεταξύ των στοιχείων δεδομένων.

1. Εννοιολογικό μοντέλο δεδομένων: Αυτό το μοντέλο δεδομένων ορίζει ΤΙ το σύστημα περιέχει. Αυτό το μοντέλο δημιουργείται συνήθως από επιχειρηματικούς μετόχους και δεδομένα Archiτεκτές. Σκοπός είναι η οργάνωση, το πεδίο εφαρμογής και ο καθορισμός επιχειρηματικών εννοιών και κανόνων.
2. Μοντέλο λογικών δεδομένων: Ορίζει ΠΩΣ το σύστημα θα πρέπει να υλοποιείται ανεξάρτητα από το DBMS. Αυτό το μοντέλο δημιουργείται συνήθως από τα Data Architects και Business Analysts. Σκοπός είναι η ανάπτυξη τεχνικού χάρτη κανόνων και δομών δεδομένων.
3. Μοντέλο Φυσικών Δεδομένων: Αυτό το μοντέλο δεδομένων περιγράφει ΠΩΣ το σύστημα θα υλοποιηθεί χρησιμοποιώντας ένα συγκεκριμένο σύστημα DBMS. Αυτό το μοντέλο δημιουργείται συνήθως από DBA και προγραμματιστές. Ο σκοπός είναι η πραγματική υλοποίηση της βάσης δεδομένων.

Εννοιολογικό μοντέλο δεδομένων

A Εννοιολογικό μοντέλο δεδομένων είναι μια οργανωμένη άποψη των εννοιών της βάσης δεδομένων και των σχέσεών τους. Ο σκοπός της δημιουργίας ενός εννοιολογικού μοντέλου δεδομένων είναι να καθιερωθούν οντότητες, τα χαρακτηριστικά και οι σχέσεις τους. Σε αυτό το επίπεδο μοντελοποίησης δεδομένων, δεν υπάρχει σχεδόν καμία λεπτομέρεια διαθέσιμη για την πραγματική δομή της βάσης δεδομένων. Οι επιχειρηματικοί φορείς και οι αρχιτέκτονες δεδομένων δημιουργούν συνήθως ένα εννοιολογικό μοντέλο δεδομένων.

Οι 3 βασικοί ενοικιαστές του Conceptual Data Model είναι

• Οντότητα: Ένα πραγματικό πράγμα
• Χαρακτηριστικό: Χαρακτηριστικά ή ιδιότητες μιας οντότητας
• Σχέση: Εξάρτηση ή συσχέτιση μεταξύ δύο οντοτήτων

Παράδειγμα μοντέλου δεδομένων:

• Ο πελάτης και το προϊόν είναι δύο οντότητες. Ο αριθμός και το όνομα πελάτη είναι χαρακτηριστικά της οντότητας πελάτη
• Το όνομα και η τιμή προϊόντος είναι χαρακτηριστικά της οντότητας του προϊόντος
• Η πώληση είναι η σχέση μεταξύ πελάτη και προϊόντος

Χαρακτηριστικά ενός εννοιολογικού μοντέλου δεδομένων

• Προσφέρει κάλυψη των επιχειρηματικών ιδεών σε όλο τον οργανισμό.
• Αυτού του είδους τα μοντέλα δεδομένων σχεδιάζονται και αναπτύσσονται για ένα επιχειρηματικό κοινό.
• Το εννοιολογικό μοντέλο αναπτύσσεται ανεξάρτητα από τις προδιαγραφές υλικού, όπως η χωρητικότητα αποθήκευσης δεδομένων, η τοποθεσία ή οι προδιαγραφές λογισμικού όπως ο προμηθευτής και η τεχνολογία DBMS. Η εστίαση είναι να αναπαραστήσουμε δεδομένα όπως θα τα δει ένας χρήστης στον «πραγματικό κόσμο».

Τα εννοιολογικά μοντέλα δεδομένων γνωστά ως μοντέλα τομέα δημιουργούν ένα κοινό λεξιλόγιο για όλα τα ενδιαφερόμενα μέρη καθιερώνοντας βασικές έννοιες και πεδίο εφαρμογής.

Λογικό μοντέλο δεδομένων

The Λογικό μοντέλο δεδομένων χρησιμοποιείται για να ορίσει τη δομή των στοιχείων δεδομένων και να ορίσει σχέσεις μεταξύ τους. Το λογικό μοντέλο δεδομένων προσθέτει περαιτέρω πληροφορίες στα στοιχεία του εννοιολογικού μοντέλου δεδομένων. Το πλεονέκτημα της χρήσης ενός λογικού μοντέλου δεδομένων είναι η παροχή μιας βάσης για τη δημιουργία της βάσης για το Φυσικό μοντέλο. Ωστόσο, η δομή μοντελοποίησης παραμένει γενική.

Σε αυτό το επίπεδο Μοντελοποίησης Δεδομένων, δεν ορίζεται πρωτεύον ή δευτερεύον κλειδί. Σε αυτό το επίπεδο μοντελοποίησης δεδομένων, πρέπει να επαληθεύσετε και να προσαρμόσετε τις λεπτομέρειες εφαρμογής σύνδεσης που είχαν οριστεί νωρίτερα για σχέσεις.

Χαρακτηριστικά ενός μοντέλου λογικών δεδομένων

• Περιγράφει τις ανάγκες δεδομένων για ένα μεμονωμένο έργο, αλλά θα μπορούσε να ενσωματωθεί με άλλα λογικά μοντέλα δεδομένων με βάση το εύρος του έργου.
• Σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε ανεξάρτητα από το DBMS.
• Τα χαρακτηριστικά δεδομένων θα έχουν τύπους δεδομένων με ακριβείς ακρίβεια και μήκος.
• Οι διαδικασίες κανονικοποίησης στο μοντέλο εφαρμόζονται συνήθως μέχρι το 3NF.

Μοντέλο Φυσικών Δεδομένων

A Μοντέλο Φυσικών Δεδομένων περιγράφει μια εφαρμογή του μοντέλου δεδομένων για συγκεκριμένη βάση δεδομένων. Προσφέρει αφαίρεση βάσης δεδομένων και βοηθά στη δημιουργία του σχήματος. Αυτό οφείλεται στον πλούτο των μεταδεδομένων που προσφέρει ένα μοντέλο φυσικών δεδομένων. Το μοντέλο φυσικών δεδομένων βοηθά επίσης στην οπτικοποίηση της δομής της βάσης δεδομένων αναπαράγοντας κλειδιά στηλών βάσης δεδομένων, περιορισμούς, ευρετήρια, ενεργοποιητές και άλλα RDBMS χαρακτηριστικά.

Χαρακτηριστικά ενός μοντέλου φυσικών δεδομένων

• Το μοντέλο φυσικών δεδομένων περιγράφει την ανάγκη δεδομένων για ένα μεμονωμένο έργο ή εφαρμογή, αν και μπορεί να ενσωματωθεί με άλλα μοντέλα φυσικών δεδομένων με βάση το εύρος του έργου.
• Το Μοντέλο Δεδομένων περιέχει σχέσεις μεταξύ πινάκων που αντιμετωπίζουν το βασικό και μηδενικό χαρακτήρα των σχέσεων.
• Αναπτύχθηκε για μια συγκεκριμένη έκδοση ενός DBMS, τοποθεσίας, αποθήκευσης δεδομένων ή τεχνολογίας που θα χρησιμοποιηθεί στο έργο.
• Οι στήλες πρέπει να έχουν ακριβείς τύπους δεδομένων, εκχωρημένα μήκη και προεπιλεγμένες τιμές.
• Καθορίζονται τα κύρια και ξένα κλειδιά, οι προβολές, τα ευρετήρια, τα προφίλ πρόσβασης και οι εξουσιοδοτήσεις κ.λπ.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του μοντέλου δεδομένων

Πλεονεκτήματα του μοντέλου δεδομένων:

• Ο κύριος στόχος ενός σχεδιαστικού μοντέλου δεδομένων είναι να διασφαλίσει ότι τα αντικείμενα δεδομένων που προσφέρονται από τη λειτουργική ομάδα αντιπροσωπεύονται με ακρίβεια.
• Το μοντέλο δεδομένων πρέπει να είναι αρκετά λεπτομερές ώστε να χρησιμοποιείται για τη δημιουργία της φυσικής βάσης δεδομένων.
• Οι πληροφορίες στο μοντέλο δεδομένων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον καθορισμό της σχέσης μεταξύ πινάκων, πρωτευόντων και ξένων κλειδιών και αποθηκευμένων διαδικασιών.
• Το μοντέλο δεδομένων βοηθά τις επιχειρήσεις να επικοινωνούν εντός και μεταξύ των οργανισμών.
• Το μοντέλο δεδομένων βοηθά στην τεκμηρίωση των αντιστοιχίσεων δεδομένων στη διαδικασία ETL
• Βοηθήστε στην αναγνώριση των σωστών πηγών δεδομένων για τη συμπλήρωση του μοντέλου

Μειονεκτήματα του μοντέλου δεδομένων:

• Για την ανάπτυξη του μοντέλου δεδομένων θα πρέπει να γνωρίζουμε χαρακτηριστικά αποθηκευμένα φυσικά δεδομένα.
• Αυτό είναι ένα σύστημα πλοήγησης που παράγει πολύπλοκη ανάπτυξη, διαχείριση εφαρμογών. Απαιτεί λοιπόν γνώση της βιογραφικής αλήθειας.
• Ακόμη μικρότερες αλλαγές στη δομή απαιτούν τροποποίηση σε ολόκληρη την εφαρμογή.
• Δεν υπάρχει καθορισμένη γλώσσα χειρισμού δεδομένων DBMS.

Συμπέρασμα

• Η μοντελοποίηση δεδομένων είναι η διαδικασία ανάπτυξης μοντέλου δεδομένων για τα δεδομένα που θα αποθηκευτούν σε μια Βάση Δεδομένων.
• Τα μοντέλα δεδομένων διασφαλίζουν τη συνέπεια στις συμβάσεις ονομασίας, τις προεπιλεγμένες τιμές, τη σημασιολογία, την ασφάλεια, ενώ παράλληλα διασφαλίζουν την ποιότητα των δεδομένων.
• Η δομή του μοντέλου δεδομένων βοηθά στον καθορισμό των σχεσιακών πινάκων, των πρωτευόντων και ξένων κλειδιών και των αποθηκευμένων διαδικασιών.
• Υπάρχουν τρεις τύποι εννοιολογικής, λογικής και φυσικής.
• Ο κύριος στόχος του εννοιολογικού μοντέλου είναι να καθορίσει τις οντότητες, τα χαρακτηριστικά τους και τις σχέσεις τους.
• Το λογικό μοντέλο δεδομένων ορίζει τη δομή των στοιχείων δεδομένων και ορίζει τις σχέσεις μεταξύ τους.
• Ένα μοντέλο φυσικών δεδομένων περιγράφει την υλοποίηση του μοντέλου δεδομένων για τη συγκεκριμένη βάση δεδομένων.
• Ο κύριος στόχος ενός σχεδιαστικού μοντέλου δεδομένων είναι να διασφαλίσει ότι τα αντικείμενα δεδομένων που προσφέρονται από τη λειτουργική ομάδα αντιπροσωπεύονται με ακρίβεια.
• Το μεγαλύτερο μειονέκτημα είναι ότι ακόμη και μικρότερες αλλαγές στη δομή απαιτούν τροποποίηση σε ολόκληρη την εφαρμογή.
• Διαβάζοντας αυτό το σεμινάριο Data Modeling, θα μάθετε από τις βασικές έννοιες, όπως Τι είναι το μοντέλο δεδομένων; Εισαγωγή σε διαφορετικούς τύπους μοντέλου δεδομένων, πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα και παράδειγμα μοντέλου δεδομένων.