Що таке моделювання даних? Типи (концептуальний, логічний, фізичний)

Що таке моделювання даних?

Моделювання даних (data modelling) це процес створення моделі даних для даних, які будуть зберігатися в базі даних. Ця модель даних є концептуальним представленням об’єктів даних, зв’язків між різними об’єктами даних і правил.

Моделювання даних допомагає у візуальному представленні даних і забезпечує виконання бізнес-правил, дотримання нормативних вимог і урядової політики щодо даних. Моделі даних забезпечують узгодженість умов іменування, значень за замовчуванням, семантики, безпеки, одночасно забезпечуючи якість даних.

Моделі даних в СУБД

Команда Модель даних визначається як абстрактна модель, яка організовує опис даних, семантику даних і обмеження узгодженості даних. Модель даних наголошує на тому, які дані потрібні та як вони мають бути організовані, а не на тому, які операції виконуватимуться з даними. Модель даних схожа на будівельний план архітектора, який допомагає будувати концептуальні моделі та встановлювати зв’язок між елементами даних.

Існує два типи методів моделювання даних

Модель зв'язку сутностей (ER).
UML (Уніфікована мова моделювання)

Ми детально їх обговоримо пізніше.

Цей навчальний посібник із моделювання даних найкраще підходить для новачків, новачків, а також досвідчених професіоналів.

Навіщо використовувати модель даних?

Основна мета використання моделі даних:

Забезпечує точне представлення всіх об’єктів даних, необхідних для бази даних. Відсутність даних призведе до створення помилкових звітів і дасть невірні результати.
Модель даних допомагає проектувати базу даних на концептуальному, фізичному та логічному рівнях.
Структура моделі даних допомагає визначити реляційні таблиці, первинні та зовнішні ключі та збережені процедури.
Він забезпечує чітке уявлення про базові дані та може використовуватися розробниками баз даних для створення фізичної бази даних.
Це також корисно для виявлення відсутніх і зайвих даних.
Незважаючи на те, що початкове створення моделі даних вимагає праці та часу, у довгостроковій перспективі це зробить оновлення та обслуговування ІТ-інфраструктури дешевшими та швидшими.

Типи моделей даних у СУБД

Типи моделей даних: Існує в основному три різні типи моделей даних: концептуальні моделі даних, логічні моделі даних і фізичні моделі даних, і кожна з них має певне призначення. Моделі даних використовуються для представлення даних і того, як вони зберігаються в базі даних, а також для встановлення зв’язку між елементами даних.

Концептуальна модель даних: Ця модель даних визначає ЩО система містить. Цю модель зазвичай створюють бізнес-стейкхолдери та дані Archiтектів. Мета полягає в організації, охопленні та визначенні бізнес-концепцій і правил.
Логічна модель даних: Визначає ЯК систему слід впроваджувати незалежно від СУБД. Ця модель зазвичай створюється Data Archiтектів та бізнес-аналітиків. Метою є розробка технічної карти правил і структур даних.
Фізична модель даних: Ця модель даних описує ЯК система буде реалізована за допомогою конкретної системи СУБД. Ця модель зазвичай створюється адміністратором баз даних і розробниками. Мета – фактичне впровадження бази даних.

Концептуальна модель даних

A Концептуальна модель даних це організоване уявлення про концепції бази даних та їхні зв’язки. Метою створення концептуальної моделі даних є встановлення сутностей, їхніх атрибутів і зв’язків. На цьому рівні моделювання даних навряд чи доступні деталі щодо фактичної структури бази даних. Зацікавлені сторони бізнесу та архітектори даних зазвичай створюють концептуальну модель даних.

3 основних орендарів концептуальної моделі даних є

Сутність: Реальна річ
атрибут: Характеристики або властивості сутності
Зв'язок: залежність або асоціація між двома сутностями

Приклад моделі даних:

Клієнт і продукт є двома сутностями. Номер клієнта та назва є атрибутами сутності клієнта
Назва товару та ціна є атрибутами сутності товару
Продаж - це відносини між клієнтом і продуктом

Характеристики концептуальної моделі даних

Пропонує охоплення бізнес-концепцій для всієї організації.
Цей тип моделей даних розроблений і розроблений для бізнес-аудиторії.
Концептуальна модель розробляється незалежно від специфікацій апаратного забезпечення, таких як ємність зберігання даних, розташування, або специфікацій програмного забезпечення, таких як постачальник і технологія СУБД. Основна увага полягає в тому, щоб представити дані так, як користувач побачить їх у «реальному світі».

Концептуальні моделі даних, відомі як моделі предметної області, створюють загальний словниковий запас для всіх зацікавлених сторін, встановлюючи основні поняття та обсяг.

Логічна модель даних

Команда Логічна модель даних використовується для визначення структури елементів даних і встановлення зв’язків між ними. Логічна модель даних додає додаткову інформацію до елементів концептуальної моделі даних. Перевага використання логічної моделі даних полягає в тому, що вона забезпечує фундамент для створення основи для фізичної моделі. Однак структура моделювання залишається загальною.

На цьому рівні моделювання даних не визначено первинний або вторинний ключ. На цьому рівні моделювання даних вам потрібно перевірити та налаштувати деталі з’єднувача, встановлені раніше для зв’язків.

Характеристики логічної моделі даних

Описує потреби в даних для окремого проекту, але може інтегруватися з іншими логічними моделями даних залежно від обсягу проекту.
Спроектовано та розроблено незалежно від СУБД.
Атрибути даних матимуть типи даних із точною точністю та довжиною.
Процеси нормалізації до моделі зазвичай застосовуються до 3NF.

Фізична модель даних

A Фізична модель даних описує специфічну для бази даних реалізацію моделі даних. Він пропонує абстракцію бази даних і допомагає створити схему. Це пов’язано з великою кількістю метаданих, які пропонує фізична модель даних. Фізична модель даних також допомагає візуалізувати структуру бази даних шляхом копіювання ключів стовпців бази даних, обмежень, індексів, тригерів та інших СУБД особливості.

Характеристики фізичної моделі даних

Фізична модель даних описує потребу в даних для окремого проекту або програми, хоча вона може бути інтегрована з іншими фізичними моделями даних на основі обсягу проекту.
Модель даних містить зв’язки між таблицями, які стосуються кардинальності та нульових зв’язків.
Розроблено для конкретної версії СУБД, місця розташування, зберігання даних або технології, яка буде використовуватися в проекті.
Стовпці повинні мати точні типи даних, призначену довжину та значення за замовчуванням.
Визначаються первинні та зовнішні ключі, перегляди, індекси, профілі доступу та авторизації тощо.

Переваги та недоліки моделі даних

Переваги моделі даних:

Основна мета проектування моделі даних — переконатися, що об’єкти даних, запропоновані функціональною командою, представлені точно.
Модель даних має бути достатньо детальною, щоб використовувати її для створення фізичної бази даних.
Інформацію в моделі даних можна використовувати для визначення зв’язку між таблицями, первинними та зовнішніми ключами та збереженими процедурами.
Модель даних допомагає бізнесу спілкуватися між організаціями та між ними.
Модель даних допомагає документувати відображення даних у процесі ETL
Допоможіть розпізнати правильні джерела даних для заповнення моделі

Недоліки моделі даних:

Для розробки моделі даних необхідно знати фізичні характеристики збережених даних.
Це навігаційна система, що виробляє складну розробку додатків, управління. Отже, це вимагає знання біографічної правди.
Навіть менші зміни в структурі вимагають модифікації всієї програми.
Немає встановленої мови обробки даних СУБД.

Висновок

Моделювання даних — це процес розробки моделі даних для даних, які зберігатимуться в базі даних.
Моделі даних забезпечують узгодженість умов іменування, значень за замовчуванням, семантики, безпеки, одночасно забезпечуючи якість даних.
Структура моделі даних допомагає визначити реляційні таблиці, первинні та зовнішні ключі та збережені процедури.
Існує три види концептуального, логічного та фізичного.
Основною метою концептуальної моделі є встановлення сутностей, їхніх атрибутів та взаємозв’язків.
Логічна модель даних визначає структуру елементів даних і встановлює зв'язки між ними.
Фізична модель даних описує специфічну реалізацію моделі даних для бази даних.
Основна мета проектування моделі даних — переконатися, що об’єкти даних, запропоновані функціональною командою, представлені точно.
Найбільшим недоліком є те, що навіть менші зміни в структурі вимагають модифікації всієї програми.
Читаючи цей підручник з моделювання даних, ви дізнаєтеся про основні поняття, такі як Що таке модель даних? Вступ до різних типів моделі даних, переваги, недоліки та приклад моделі даних.