Adatmodellezés: Koncepcionális, logikai és fizikai

Mi az adatmodellezés?

Adatmodellezés (adatmodellezés) az adatbázisban tárolandó adatok adatmodelljének létrehozásának folyamata. Az adatmodell az adatobjektumok, az objektumok közötti kapcsolatok és az azokat szabályozó szabályok fogalmi ábrázolása. Az adatok ilyen módon történő vizualizálásával a csapatok betartathatják az üzleti szabályokat, a szabályozási megfelelést és a kormányzati irányelveket, mielőtt bármilyen táblázatot létrehoznának.

Az adatmodellek a névadási konvenciók, az alapértelmezett értékek, a szemantika és a biztonság egységességét is biztosítják, miközben támogatják az általános adatminőséget. Az alábbi ábra azt mutatja, hogyan illeszkednek egymáshoz az adatmodellezés három fő rétege a növekvő részletességi szinteken.

Adatmodellek a DBMS-ben

Az Adatmodell hasizmottracegy olyan modell, amely rendszerezi az adatleírást, az adatszemantikát és az adatokra alkalmazott konzisztencia-korlátozásokat. A modell hangsúlyozza mit adatokra van szükség, és hogyan inkább rendszerezettnek kell lennie, mintsem hogy milyen műveleteket fognak rajta végrehajtani. Gondoljon az adatmodellre úgy, mint egy építész tervére: az adatbázis fizikai létrehozása előtt meghatározza a koncepcionális struktúrát és az adatelemek közötti kapcsolatot.

Az adatmodellezési technikákban két jelölést használnak általában:

1. Entitáskapcsolati (ER) modell — egy grafikus jelölés, amely entitásokat, attribútumokat és a közöttük lévő kapcsolatokat ábrázol.
2. UML (Egységes modellezési nyelv) — egy szélesebb körű vizuális nyelv, amely támogatja az adatszerkezet-tervezéshez alkalmas osztálydiagramokat.

Ez az adatmodellezési oktatóanyag elsősorban pályakezdőknek, kezdőknek és tapasztalt szakembereknek ajánlott, akiknek felfrissítésre van szükségük a fogalmi, logikai és fizikai rétegek terén.

Miért érdemes adatmodellt használni?

Mielőtt az egyes rétegeket megvizsgálnánk, érdemes megérteni, hogy milyen üzleti értéket képvisel egy megbízható adatmodell. Az adatmodell használatának fő céljai a következők:

• Biztosítja, hogy az adatbázis által megkövetelt összes adatobjektum pontosan szerepeljen. Az adatok kihagyása hibás jelentésekhez és helytelen eredményekhez vezet.
• Segít az adatbázis tervezésében fogalmi, logikai és fizikai szinten.
• Meghatározza a relációs táblákat, az elsődleges és idegen kulcsokat, valamint a tárolt eljárásokat, amelyekre az adatbázisnak szüksége lesz.
• Világos képet ad az alapadatokról, így az adatbázis-fejlesztők magabiztosan építhetnek fizikai adatbázist.
• Segít a hiányzó és redundáns adatok korai azonosításában, mielőtt a hibák továbbterjednének.
• Bár a kezdeti létrehozás munka- és időigényes, a jövőbeni informatikai infrastruktúra fejlesztését és karbantartását olcsóbbá és gyorsabbá teszi.

Adatmodellek típusai a DBMS-ben

Adatmodellek típusai: Három fő adatmodell létezik – konceptuális, logikai és fizikai –, és mindegyiknek megvan a maga célja. Együttesen leírják az adatokat és azok tárolásának módját, valamint meghatározzák az adatelemek közötti kapcsolatokat.

1. Koncepcionális adatmodell: Annak meghatározása, MILYEN a rendszer tartalmazza. Általában az üzleti érdekelt felek és az adatarchitektusok hozzák létre az üzleti koncepciók és szabályok rendszerezésére, hatókörének meghatározására és meghatározására.
2. Logikai adatmodell: Annak meghatározása, HOGYAN A rendszert a DBMS-től függetlenül kell megvalósítani. Általában adatarchitektusok és üzleti elemzők hozzák létre, hogy kidolgozzák a szabályok és adatstruktúrák technikai térképét.
3. Fizikai adatmodell: Körülír HOGYAN A rendszer egy adott adatbázis-kezelő rendszer (DBMS) segítségével kerül megvalósításra. Ezt jellemzően adatbázis-adminisztrátorok és fejlesztők hozzák létre, és az adatbázis tényleges megvalósítását képviseli.

Fogalmi adatmodell

A Fogalmi adatmodell az adatbázis-fogalmak és azok kapcsolatainak szervezett nézete. A fogalmi adatmodell létrehozásának célja az entitások, azok attribútumai és a közöttük lévő kapcsolatok létrehozása. Ezen a szinten nagyon kevés részlet kerül rögzítésre az adatbázis tényleges szerkezetéről. Az üzleti érdekelt felek és az adatarchitektusok jellemzően ezt a műterméket birtokolják.

A konceptuális adatmodell három alapelve a következő:

• Entitás: Egy valós dolog.
• Tulajdonság: Egy entitás jellemzői vagy tulajdonságai.
• Kapcsolat: Két entitás közötti függőség vagy kapcsolat.

Adatmodell példa:

• Az Ügyfél és a Termék két entitás. Az Ügyfél száma és neve az Ügyfél entitás attribútumai.
• A termék neve és ára a Termék entitás attribútumai.
• Az értékesítés a Vevő és a Termék közötti kapcsolat.

Egy konceptuális adatmodell jellemzői

• Szervezetszintű üzleti koncepciókat kínál.
• Üzleti közönség számára tervezve és fejlesztve.
• Hardverspecifikációktól, például az adattárolási kapacitástól vagy helytől, valamint szoftverspecifikációktól, például az adatbázis-kezelő rendszer gyártójától és technológiájától függetlenül épül fel. A hangsúly az adatok olyan módon való ábrázolásán van, ahogyan a felhasználó a „való világban” látja azokat.

A konceptuális adatmodellek – amelyeket néha tartománymodelleknek is neveznek – közös szókincset hoznak létre minden érdekelt fél számára az alapfogalmak és a hatókör meghatározásával.

Logikai adatmodell

Az Logikai adatmodell Meghatározza az adatelemek szerkezetét és kapcsolatokat hoz létre közöttük. További információkkal egészíti ki a fogalmi adatmodell elemeit, és megteremti az alapot, amelyre a fizikai adatmodell végül épül, bár a modellezési struktúra továbbra is adatbázis-kezelő rendszertől független marad.

Ezen az adatmodellezési szinten az elsődleges vagy másodlagos kulcsok még nincsenek véglegesítve. Ellenőrizheti és módosíthatja a korábban a kapcsolatokhoz beállított csatlakozóadatokat, és finomíthatja a kardinalitásokat.

Logikai adatmodell jellemzői

• Egyetlen projekt adatigényét írja le, de a projekt hatókörétől függően más logikai adatmodellekkel is integrálható.
• A DBMS-től függetlenül tervezték és fejlesztették.
• Az adatattribútumok pontos pontosságú és hosszúságú adattípusokat hordoznak.
• A normalizálást jellemzően a harmadik normálformáig (3NF) alkalmazzák.

Fizikai adatmodell

A Fizikai adatmodell az adatmodell adatbázis-specifikus implementációját írja le. Adatbázis-abszolúttracés a gazdag metaadatoknak köszönhetően közvetlenül segíti a séma generálását. A fizikai adatmodell az oszlopkulcsok, korlátozások, indexek, triggerek és egyéb elemek replikálásával segít vizualizálni az adatbázis szerkezetét is. RDBMS jellemzők.

A fizikai adatmodell jellemzői

• Egyetlen projekt vagy alkalmazás adatigényét írja le, bár a projekt hatóköre alapján más fizikai adatmodellekkel is integrálható.
• Táblák közötti kapcsolatokat definiál, amelyek az egyes kapcsolatok kardinalitását és nullázhatóságát kezelik.
• Egy adott adatbázis-kezelő rendszer (DBMS), helyszín, adattárolási elrendezés vagy a projektben használt technológia adott verziójához fejlesztve.
• Az oszlopok pontos adattípusokat, hosszúságokat és alapértelmezett értékeket tartalmaznak.
• Az elsődleges és idegen kulcsok, nézetek, indexek, hozzáférési profilok és jogosultságok explicit módon definiáltak.

Koncepcionális vs. logikai vs. fizikai adatmodell

Miután minden réteget külön-külön megértett, a különbségek megőrzésének legegyszerűbb módja az, ha egymás mellett összehasonlítja őket. Az alábbi táblázat összefoglalja a fókuszt, a tulajdonosokat és a részletesség szintjét minden szakaszban.

Aspect	fogalmi	logikus	Fizikai
Cél	Határozza meg, hogy MIT tartalmaz a rendszer	Definiálja, HOGYAN kell a rendszernek működnie, DBMS-független	Határozza meg, HOGYAN kerül megvalósításra a rendszer egy adott adatbázis-kezelő rendszerben (DBMS).
Közönség	Üzleti érdekelt felek, adatarchitektok	Adatarchitektek, üzleti elemzők	DBA-k, fejlesztők
Részletszint	Magas szintű entitások, attribútumok, kapcsolatok	Adattípusok, normalizálás, attribútumok	Táblák, oszlopok, kulcsok, indexek, triggerek
Kulcsok definiálása	Egyik sem	Fogalmi elsődleges és idegen kulcsok	Konkrét elsődleges, idegen és helyettesítő kulcsok
DBMS függőség	Független	Független	Egy adott adatbázis-kezelő rendszerhez kötve

Az adatmodell előnyei és hátrányai

Az adatmodell előnyei:

• Az adatmodell fő célja annak biztosítása, hogy a funkcionális csapat által kínált adatobjektumok pontosan legyenek ábrázolva.
• Az adatmodell elég részletes ahhoz, hogy tervrajzként szolgáljon a fizikai adatbázis felépítéséhez.
• Az adatmodellben található információk felhasználhatók a táblázatok, az elsődleges és idegen kulcsok, valamint a tárolt eljárások közötti kapcsolatok definiálására.
• Az adatmodell segíti a vállalkozásokat abban, hogy következetesen kommunikáljanak a szervezeteken belül és a szervezetek között.
• Az adatmodell segít dokumentálni az adattérképetpingaz ETL folyamatban.
• Segít felismerni a megfelelő adatforrásokat a modell feltöltéséhez.

Az adatmodell hátrányai:

• Adatmodell kidolgozásához meg kell érteni a tárolt adatok fizikai jellemzőit.
• Az adatmodellre épülő navigációs rendszerek összetett alkalmazásfejlesztési és -kezelési feladatokat eredményezhetnek, amelyek mélyreható szakterületi ismereteket igényelnek.
• Már egy apró struktúrabeli változás is módosításokat igényelhet az egész alkalmazásban.
• Nincs univerzális adatkezelési nyelv, amely mindenhol használható lenne. DBMS, így a modelleket gyakran platformonként kell adaptálni.

GYIK