Підручник з проектування бази даних у СУБД: вивчення моделювання даних
Маркус Аллен
⚡ Розумний підсумок
Проектування баз даних у СУБД – це сукупність процесів, які структурують, розробляють та підтримують корпоративні системи даних, створюючи логічні та фізичні моделі, що забезпечують узгодженість даних, ефективність зберігання та простоту запитів та підтримки баз даних з часом.
Що таке дизайн бази даних?
Проектування баз даних – це сукупність процесів, що сприяють проектуванню, розробці, впровадженню та обслуговуванню систем управління даними підприємства. Правильно розроблені бази даних легко обслуговувати, покращують узгодженість даних та є економічно ефективними з точки зору обсягу дискового простору. Проектувальник баз даних вирішує, як співвідносяться елементи даних та які дані необхідно зберігати.
Основними цілями проектування баз даних у СУБД є створення логічних та фізичних моделей проектування запропонованої системи баз даних.
Логічна модель зосереджується на вимогах до даних і даних, які мають зберігатися незалежно від фізичних факторів. Його не цікавить те, як зберігатимуться дані або де вони фізично зберігатимуться.
Модель фізичного проектування даних передбачає перенесення логічного проекту бази даних на фізичний носій за допомогою апаратних ресурсів та програмних систем, таких як системи керування базами даних (СКБД).
Чому важливий дизайн бази даних?
Це допомагає створювати системи баз даних, які:
- Відповідати вимогам користувачів
- Мають високу продуктивність
Процес проектування бази даних у СУБД має вирішальне значення для високопродуктивної системи баз даних.
Зверніть увагу, що геніальність бази даних полягає в її дизайні. Операції з даними за допомогою SQL є відносно простими.
Типи проектування баз даних: концептуальні, логічні та фізичні моделі
Проектування баз даних у СУБД зазвичай організовано за трьома рівнями моделей даних, кожен з яких додає більше деталей у міру того, як проектування переходить від ідеї до реалізації. Розуміння цих рівнів пояснює, де логічні та фізичні моделі, описані вище, вписуються в загальний процес.
- Концептуальна модель даних – Карта вищого рівня, що відображає основні сутності та зв’язки між ними. Вона фіксує дані, необхідні бізнесу, без переліку атрибутів, ключів чи будь-яких деталей СУБД, тому залишається незалежною від програмного та апаратного забезпечення.
- Логічна модель даних – Удосконалення концептуальної моделі, яка визначає атрибути, типи даних та ключі для кожної сутності. Вона застосовує нормалізацію для усунення надмірності, але залишається незалежною від будь-якого конкретного механізму баз даних.
- Фізична модель даних – Реалізація логічної моделі, специфічна для СУБД, що визначає таблиці, стовпці, індекси та обмеження. Рішення, що приймаються на цьому рівні, визначаються шаблонами продуктивності, сховища та доступу.
Порядок роботи над рівнями, від концептуального до логічного та фізичного, забезпечує організованість дизайну та зменшує витрати на дорогу переробку пізніше.
Життєвий цикл розробки бази даних
.png)
Життєвий цикл розробки бази даних має кілька етапів, яких дотримуються під час розробкиping системи баз даних.
Етапи життєвого циклу розробки не обов’язково слідувати релігійно послідовно.
У невеликих системах баз даних процес проектування бази даних зазвичай дуже простий і не включає багато кроків.
Щоб повністю оцінити наведену вище діаграму, давайте розглянемо окремі компоненти, перелічені на кожному кроці, для огляду процесу проектування в СУБД.
Аналіз вимог
- Планування – Цей етап проектування бази даних пов’язаний з плануванням усього життєвого циклу розробки бази даних. Він враховує стратегію інформаційних систем організації.
- Визначення системи – Цей етап визначає обсяг і межі запропонованої системи баз даних.
Проектування бази даних
- Логічна модель – Цей етап стосується розвиткуping модель бази даних, що базується на вимогах. Весь дизайн знаходиться на папері, без будь-яких фізичних реалізацій чи конкретних міркувань щодо СУБД.
- Фізична модель – На цьому етапі реалізується логічна модель бази даних з урахуванням СУБД та факторів фізичної реалізації.
Реалізація
- Перетворення та завантаження даних – Цей етап проектування реляційної бази даних пов’язаний з імпортом та перетворенням даних зі старої системи в нову базу даних.
- Тестування – Цей етап пов’язаний з виявленням помилок у щойно впровадженій системі. Він перевіряє базу даних на відповідність вимогам специфікацій.
Два типи методів баз даних
- Нормалізація
- ER моделювання
Давайте вивчимо їх по черзі.
Найкращі практики проектування баз даних
Застосування кількох усталених найкращих практик забезпечує ефективність, узгодженість та простоту підтримки дизайну бази даних у міру зростання вимог.
- Спочатку визначте мету – Зберіть чіткі вимоги та визначте кожну сутність і зв’язок, перш ніж створювати будь-які таблиці.
- Нормалізувати для зменшення надлишковості – Організуйте пов’язані дані таким чином, щоб кожен факт зберігався один раз, що запобігає аномаліям оновлення та забезпечує узгодженість бази даних.
- Використовуйте стабільні первинні ключі – Надайте кожній таблиці первинний ключ, який ніколи не змінюється, наприклад, ціле число з автоматичним збільшенням, а не бізнес-значення, таке як адреса електронної пошти.
- Забезпечення зв'язків за допомогою зовнішніх ключів – Визначити зовнішні ключі для захисту цілісності посилань між пов’язаними таблицями.
- Застосуйте послідовне найменування – Виберіть одну схему іменування, наприклад, snake_case, і застосуйте її до кожної таблиці, стовпця та ключа.
- Плануйте зростання та безпеку – Додайте індекси для частих запитів та врахуйте масштабованість і контроль доступу на ранніх етапах проектування.
Дотримання цих рекомендацій з самого початку зменшує витрати на реструктуризацію після впровадження бази даних.
