Учебное пособие по проектированию базы данных в СУБД: изучение моделирования данных

Что такое проектирование базы данных?

Проектирование баз данных — это совокупность процессов, облегчающих проектирование, разработку, внедрение и сопровождение корпоративных систем управления данными. Правильно спроектированные базы данных просты в обслуживании, повышают согласованность данных и экономически эффективны с точки зрения дискового пространства. Проектировщик базы данных определяет, как элементы данных соотносятся друг с другом и какие данные должны храниться.

Главные задачи проектирования баз данных в СУБД заключаются в создании логических и физических моделей проектируемой системы баз данных.

Логическая модель концентрируется на требованиях к данным и данных, которые необходимо хранить, независимо от физических соображений. Его не волнует, как данные будут храниться или где они будут храниться физически.

Физическая модель проектирования данных предполагает преобразование логической структуры базы данных на физические носители с использованием аппаратных ресурсов и программных систем, таких как системы управления базами данных (СУБД).

Почему проектирование баз данных важно?

Это помогает создавать системы баз данных, которые:

• Соответствовать требованиям пользователей
• Обладают высокой производительностью

Процесс проектирования базы данных в СУБД имеет решающее значение для высокопроизводительной системы баз данных.

Следует отметить, что гениальность базы данных заключается в её конструкции. Операции с данными с использованием SQL относительно просты.

Типы проектирования баз данных: концептуальная, логическая и физическая модели.

В проектировании баз данных в СУБД обычно используются три уровня моделей данных, каждый из которых становится более детализированным по мере перехода от идеи к реализации. Понимание этих уровней позволяет уточнить, какое место занимают логические и физические модели в общем процессе.

• Концептуальная модель данных – Карта высокого уровня, отображающая основные сущности и взаимосвязи между ними. Она содержит необходимые бизнесу данные, не перечисляя атрибуты, ключи или какие-либо детали СУБД, поэтому остается независимой от программного и аппаратного обеспечения.
• Логическая модель данных – Усовершенствование концептуальной модели, определяющей атрибуты, типы данных и ключи для каждой сущности. Применяет нормализацию для устранения избыточности, но остается независимым от какой-либо конкретной системы управления базами данных.
• Физическая модель данных – Реализация логической модели, специфичная для СУБД, определяющая таблицы, столбцы, индексы и ограничения. На этом уровне решения принимаются с учетом производительности, хранения данных и шаблонов доступа.

Последовательная работа над каждым уровнем, от концептуального к логическому и физическому, позволяет упорядочить проект и сократить дорогостоящие доработки в дальнейшем.

Жизненный цикл разработки базы данных

Жизненный цикл разработки баз данных включает в себя ряд этапов, которые выполняются при разработке.ping системы баз данных.

Шаги жизненного цикла разработки не обязательно должны выполняться неукоснительно и последовательно.

В небольших системах баз данных процесс проектирования базы данных обычно очень прост и не включает в себя множество шагов.

Для полного понимания представленной выше диаграммы рассмотрим отдельные компоненты, перечисленные на каждом этапе, чтобы получить общее представление о процессе проектирования. СУБД.

Анализ требований

• Планирование – На этом этапе проектирования базы данных планируется весь жизненный цикл разработки базы данных. При этом учитывается стратегия информационных систем организации.
• Определение системы – На этом этапе определяются объем и границы предлагаемой системы базы данных.

Проектирование базы данных

• Логическая модель – Этот этап связан с развитиемping Модель базы данных, основанная на требованиях. Весь проект представлен на бумаге, без учета каких-либо физических реализаций или особенностей конкретной СУБД.
• Физическая модель – На этом этапе реализуется логическая модель базы данных с учетом особенностей СУБД и физической реализации.

Реализация

• Преобразование и загрузка данных – На этом этапе проектирования реляционной базы данных осуществляется импорт и преобразование данных из старой системы в новую базу данных.
• Тестирование – На этом этапе проводится выявление ошибок во вновь внедренной системе. Проверяется соответствие базы данных требованиям.

Два типа методов работы с базами данных

1. Нормализация
2. ER-моделирование

Давайте рассмотрим их по очереди.

Лучшие практики проектирования баз данных

Применение нескольких хорошо зарекомендовавших себя передовых методов позволяет обеспечить эффективность, согласованность и простоту обслуживания базы данных по мере роста требований.

• Сначала определите цель. – Прежде чем создавать таблицы, четко определите требования и выявите каждую сущность и связь между ними.
• Нормализация для уменьшения избыточности – Организуйте связанные данные таким образом, чтобы каждый факт хранился только один раз, что предотвращает аномалии обновления и обеспечивает согласованность базы данных.
• Используйте стабильные первичные ключи – Присвойте каждой таблице первичный ключ, который никогда не меняется, например, автоинкрементное целое число, а не бизнес-значение, такое как адрес электронной почты.
• Обеспечить связь с внешними ключами – Определите внешние ключи для защиты ссылочной целостности между связанными таблицами.
• Придерживайтесь единообразного именования. – Выберите один принцип именования, например, snake_case, и примените его ко всем таблицам, столбцам и ключам.
• План роста и безопасности – Добавьте индексы для часто запрашиваемых данных и учтите масштабируемость и контроль доступа на ранних этапах проектирования.

Соблюдение этих рекомендаций с самого начала позволяет сократить затраты на реструктуризацию после ввода базы данных в эксплуатацию.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)