मुख्य डेटाबेस डिझाइन पायऱ्या

२.१. संकल्पनात्मक आरेखन

डेटाबेस डिझाइन तीन टप्प्यात केले जाते:

1. संकल्पनात्मक आरेखन;
2. तार्किक डिझाइन;
3. भौतिक रचना.

संकल्पनात्मक डिझाइन टप्प्याचा उद्देश विषय क्षेत्राबद्दल वापरकर्त्यांच्या कल्पनांवर आधारित संकल्पनात्मक डेटा मॉडेल तयार करणे आहे. ते साध्य करण्यासाठी, अनुक्रमिक प्रक्रियांची मालिका चालविली जाते. अस्तित्व (वैचारिक) स्कीमाचे उदाहरण:

1. संस्थांची व्याख्या आणि त्यांचे दस्तऐवजीकरण. अस्तित्व ओळखण्यासाठी, इतरांपेक्षा स्वतंत्रपणे अस्तित्वात असलेल्या वस्तू परिभाषित केल्या जातात. अशा वस्तू म्हणजे अस्तित्व. प्रत्येक घटकाला एक अर्थपूर्ण नाव दिले जाते जे वापरकर्त्यांना समजू शकते. घटकांची नावे आणि वर्णन डेटा शब्दकोशात प्रविष्ट केले आहेत. शक्य असल्यास, प्रत्येक घटकाच्या उदाहरणांची अपेक्षित संख्या सेट केली आहे.

2. संस्था आणि त्यांचे दस्तऐवजीकरण यांच्यातील संबंधांचे निर्धारण. केवळ संस्थांमधील संबंध परिभाषित केले जातात जे डेटाबेस डिझाइन आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी आवश्यक असतात. प्रत्येकाचा प्रकार सेट केला आहे. संस्थांचा सदस्य वर्ग उघड झाला आहे. दुवे क्रियापदांद्वारे व्यक्त केलेली अर्थपूर्ण नावे नियुक्त केली जातात. प्रत्येक कनेक्शनचे तपशीलवार वर्णन, त्याचा प्रकार आणि कनेक्शनमध्ये भाग घेणार्‍या घटकांचा वर्ग दर्शविते, डेटा शब्दकोशात प्रविष्ट केले आहे.

3. विषय क्षेत्राचे ER-मॉडेल तयार करणे. ER आकृत्यांचा वापर संस्था आणि त्यांच्यातील संबंध दर्शवण्यासाठी केला जातो. त्यांच्या आधारे, मॉडेल केलेल्या विषय क्षेत्राची एकल दृश्य प्रतिमा तयार केली जाते - विषय क्षेत्राचे ER-मॉडेल.

4. गुणधर्मांची व्याख्या आणि त्यांचे दस्तऐवजीकरण. तयार केलेल्या ER मॉडेलच्या घटकांचे वर्णन करणारे सर्व गुणधर्म प्रकट झाले आहेत. प्रत्येक विशेषताला एक अर्थपूर्ण नाव दिले जाते जे वापरकर्त्यांना समजू शकते. खालील माहिती प्रत्येक विशेषतासाठी डेटा शब्दकोशात संग्रहित केली आहे:

• विशेषता नाव आणि वर्णन;
• मूल्यांचा प्रकार आणि परिमाण;
• विशेषतासाठी डीफॉल्ट मूल्य (असल्यास);
• विशेषतामध्ये NULL मूल्ये असू शकतात का;
• विशेषता संमिश्र आहे की नाही, आणि असल्यास, त्यात कोणते साधे गुणधर्म आहेत. उदाहरणार्थ, "क्लायंटचे पूर्ण नाव" या विशेषतामध्ये "आडनाव", "नाव", "संरक्षक" या साध्या गुणधर्मांचा समावेश असू शकतो किंवा "सिडोरस्की एव्हगेनी मिखाइलोविच" सारखी एकल मूल्ये असलेली ती साधी असू शकते. जर वापरकर्त्याला "नाव" च्या वैयक्तिक घटकांमध्ये प्रवेश करण्याची आवश्यकता नसेल, तर विशेषता सोपी म्हणून सादर केली जाते;
• विशेषता मोजली जाते की नाही, आणि असल्यास, त्याची मूल्ये कशी मोजली जातात.

5. विशेषता मूल्यांची व्याख्या आणि त्यांचे दस्तऐवजीकरण. ER मॉडेलमध्ये सहभागी होणाऱ्या घटकाच्या प्रत्येक गुणधर्मासाठी, वैध मूल्यांचा संच निर्धारित केला जातो आणि त्याला नाव नियुक्त केले जाते. उदाहरणार्थ, विशेषता "खाते प्रकार" मध्ये फक्त "ठेव", "चालू", "मागणीनुसार", "कार्ड खाते" ही मूल्ये असू शकतात. विशेषतांशी संबंधित डेटा शब्दकोश नोंदी विशेषता मूल्य सेटच्या नावांसह अद्यतनित केल्या जातात.

6. संस्था आणि त्यांच्या दस्तऐवजीकरणासाठी प्राथमिक की ची व्याख्या. ही पायरी प्राथमिक कीच्या व्याख्येद्वारे निर्देशित केली जाते - एखाद्या घटकाची विशेषता किंवा गुणधर्मांचा संच जो त्याच्या उदाहरणांची अद्वितीय ओळख करण्यास अनुमती देतो. प्राथमिक महत्त्वाची माहिती डेटा शब्दकोशात ठेवली जाते.

7. अंतिम वापरकर्त्यांसह संकल्पनात्मक डेटा मॉडेलची चर्चा. वैचारिक डेटा मॉडेल विकसित डेटा मॉडेलचे वर्णन असलेल्या दस्तऐवजीकरणासह ER मॉडेलद्वारे प्रस्तुत केले जाते. डोमेन विसंगती आढळल्यास, नंतर वापरकर्ते त्यांच्याद्वारे प्रस्तावित केलेले मॉडेल त्यांचे वैयक्तिक दृश्य पुरेसे प्रतिबिंबित करते याची पुष्टी करेपर्यंत मॉडेलमध्ये बदल केले जातात.

2.2 लॉजिक डिझाइन

लॉजिकल डिझाइन स्टेजचा उद्देश निवडलेल्या डेटा मॉडेलवर आधारित संकल्पनात्मक मॉडेलला तार्किक मॉडेलमध्ये रूपांतरित करणे हा आहे जो डेटाबेसच्या भौतिक अंमलबजावणीसाठी नंतर वापरल्या जाणार्‍या DBMS च्या वैशिष्ट्यांपासून स्वतंत्र आहे. ते साध्य करण्यासाठी, खालील प्रक्रिया केल्या जातात.

लॉजिकल डेटाबेस स्कीमाचे उदाहरण.

1. डेटा मॉडेल निवडणे. बहुतेकदा, डेटाच्या सारणीबद्ध सादरीकरणाच्या स्पष्टतेमुळे आणि त्यांच्यासह कार्य करण्याच्या सोयीमुळे रिलेशनल डेटा मॉडेल निवडले जाते.

2. ईआर मॉडेलवर आधारित सारण्यांचा संच परिभाषित करणे आणि त्यांचे दस्तऐवजीकरण करणे. ER मॉडेलच्या प्रत्येक घटकासाठी एक सारणी तयार केली आहे. घटकाचे नाव हे सारणीचे नाव आहे. सारण्यांमधील संबंध प्राथमिक आणि परदेशी कीच्या यंत्रणेद्वारे स्थापित केले जातात. सारण्यांची रचना आणि त्यांच्यातील स्थापित संबंध दस्तऐवजीकरण केलेले आहेत.

3. सारण्यांचे सामान्यीकरण. योग्यरित्या सामान्यीकरण करण्यासाठी, डिझाइनरने डेटाचे शब्दार्थ आणि वापराचे नमुने खोलवर समजून घेतले पाहिजेत. या चरणावर, तो मागील चरणात तयार केलेल्या सारण्यांच्या संरचनेची शुद्धता तपासतो आणि त्यांना सामान्यीकरण प्रक्रिया लागू करतो. यात प्रत्येक टेबल किमान 3 रा NF वर आणणे समाविष्ट आहे. सामान्यीकरणाच्या परिणामी, एक अतिशय लवचिक डेटाबेस डिझाइन प्राप्त होते, जे त्यास आवश्यक विस्तार करणे सोपे करते.

4. वापरकर्त्यांद्वारे प्रदान केलेले सर्व व्यवहार पूर्ण करण्याच्या शक्यतेसाठी तार्किक डेटा मॉडेल तपासत आहे. व्यवहार हा डेटाबेसमधील सामग्री बदलण्यासाठी वैयक्तिक वापरकर्ता किंवा अनुप्रयोग प्रोग्रामद्वारे केलेल्या क्रियांचा एक संच आहे. तर, बँक प्रकल्पातील व्यवहाराचे उदाहरण म्हणजे एखाद्या विशिष्ट क्लायंटचे खाते दुसऱ्या क्लायंटकडे व्यवस्थापित करण्याचा अधिकार हस्तांतरित करणे. या प्रकरणात, डेटाबेसमध्ये एकाच वेळी अनेक बदल करणे आवश्यक आहे. व्यवहारादरम्यान संगणक क्रॅश झाल्यास, डेटाबेस विसंगत स्थितीत असेल कारण काही बदल आधीच केले गेले आहेत आणि इतरांनी केले नाहीत. म्हणून, डेटाबेसला त्याच्या पूर्वीच्या सुसंगत स्थितीत परत करण्यासाठी सर्व आंशिक बदल पूर्ववत करणे आवश्यक आहे.

व्यवहारांची यादी विषय क्षेत्रातील वापरकर्त्यांच्या कृतींद्वारे निर्धारित केली जाते. ER मॉडेल, डेटा डिक्शनरी आणि प्राथमिक आणि परदेशी की दरम्यान स्थापित संबंध वापरून, सर्व आवश्यक डेटा ऍक्सेस ऑपरेशन्स व्यक्तिचलितपणे करण्याचा प्रयत्न केला जातो. कोणतेही मॅन्युअल ऑपरेशन अयशस्वी झाल्यास, संकलित लॉजिकल डेटा मॉडेल अपुरे आहे आणि त्यात त्रुटी आहेत ज्या दूर केल्या पाहिजेत. कदाचित ते अस्तित्व, नातेसंबंध किंवा गुणधर्माच्या मॉडेलमधील अंतराशी संबंधित आहेत.

5. डेटा अखंडता समर्थन आवश्यकता आणि त्यांचे दस्तऐवजीकरण निश्चित करणे. या आवश्यकता ही निर्बंध आहेत जी डेटाबेसमध्ये एंटर होण्यापासून विरोधाभासी डेटा टाळण्यासाठी लावली जातात. या टप्प्यावर, डेटा अखंडतेच्या समस्या त्याच्या अंमलबजावणीच्या विशिष्ट पैलूंचा विचार न करता कव्हर केल्या जातात. खालील प्रकारच्या निर्बंधांचा विचार केला पाहिजे:

• आवश्यक डेटा. शून्य मूल्ये असू शकत नाहीत असे गुणधर्म आहेत का ते शोधणे;
• विशेषता मूल्यांवर निर्बंध. विशेषतांसाठी वैध मूल्ये परिभाषित केली आहेत;
• अस्तित्वाची अखंडता. जर घटकाच्या प्राथमिक कीमध्ये NULL मूल्ये नसतील तर ते साध्य केले जाते;
• संदर्भात्मक अखंडता. हे समजले जाते की परदेशी की मूल्य मूळ घटकासाठी सारणीच्या पंक्तींपैकी एकाच्या प्राथमिक कीमध्ये असणे आवश्यक आहे;
• व्यवसाय नियमांद्वारे लादलेले निर्बंध. उदाहरणार्थ, BANK प्रकल्पाच्या बाबतीत, एक नियम स्वीकारला जाऊ शकतो जो क्लायंटला तीनपेक्षा जास्त खाती व्यवस्थापित करण्यास प्रतिबंधित करतो.

सर्व स्थापित डेटा अखंडतेच्या मर्यादांबद्दल माहिती डेटा शब्दकोशात ठेवली आहे.

6. तार्किक डेटा मॉडेलच्या अंतिम आवृत्तीची निर्मिती आणि वापरकर्त्यांशी चर्चा. ही पायरी ER मॉडेलची अंतिम आवृत्ती तयार करते, जी लॉजिकल डेटा मॉडेलचे प्रतिनिधित्व करते. स्वतः मॉडेल आणि अद्यतनित दस्तऐवजीकरण, डेटा शब्दकोश आणि रिलेशनल टेबल लिंक स्कीमासह, वापरकर्त्यांद्वारे पुनरावलोकन आणि विश्लेषणासाठी सादर केले जातात, ज्यांनी हे सुनिश्चित केले पाहिजे की ते विषय क्षेत्राचे अचूक प्रतिनिधित्व करते.

२.३. भौतिक रचना

भौतिक डिझाइन स्टेजचा उद्देश संगणकाच्या बाह्य मेमरीमध्ये स्थित डेटाबेसच्या विशिष्ट अंमलबजावणीचे वर्णन करणे आहे. हे डेटा स्टोरेज स्ट्रक्चर आणि डेटाबेस डेटा ऍक्सेस करण्याच्या कार्यक्षम पद्धतींचे वर्णन आहे. तार्किक डिझाइनमध्ये, ते प्रश्नाचे उत्तर देतात - काय करणे आवश्यक आहे आणि भौतिक डिझाइनमध्ये - ते कसे करायचे ते एक मार्ग निवडला जातो. भौतिक रचना प्रक्रिया खालीलप्रमाणे आहेत.

1. निवडलेल्या DBMS चा वापर करून डेटाबेस टेबल डिझाइन करणे. मशीन मीडियावर होस्ट केलेला डेटाबेस तयार करण्यासाठी वापरण्यासाठी रिलेशनल DBMS निवडले जाते. टेबल डिझाइन करण्यासाठी त्याच्या कार्यक्षमतेचा सखोल अभ्यास केला जातो. नंतर टेबल्सची रचना आणि डीबीएमएस वातावरणात त्यांच्या कनेक्शनची योजना केली जाते. तयार केलेल्या डेटाबेस प्रकल्पाचे वर्णन सोबतच्या दस्तऐवजीकरणात केले आहे.

2. निवडलेल्या DBMS च्या वातावरणात व्यवसाय नियमांची अंमलबजावणी. सारण्यांमध्ये माहिती अपडेट करणे व्यवसाय नियमांद्वारे मर्यादित असू शकते. ते ज्या पद्धतीने अंमलात आणले जातात ते निवडलेल्या DBMS वर अवलंबून असतात. विषय क्षेत्राच्या आवश्यकतांची अंमलबजावणी करण्यासाठी काही प्रणाली अधिक वैशिष्ट्ये देतात, इतर कमी. काही प्रणालींमध्ये, व्यवसायाचे नियम लागू करण्यासाठी कोणतेही समर्थन नाही. या प्रकरणात, त्यांच्या मर्यादा लागू करण्यासाठी अनुप्रयोग विकसित केले जातात.

डोमेन व्यवसाय नियमांच्या अंमलबजावणीच्या संदर्भात घेतलेल्या सर्व निर्णयांचे सोबतच्या दस्तऐवजीकरणात तपशीलवार वर्णन केले आहे.

3. डेटाबेसची भौतिक संस्था डिझाइन करणे. ही पायरी टेबलसाठी सर्वोत्तम फाइल संस्था निवडते. डिझाइन केलेल्या डेटाबेसमध्ये जे व्यवहार केले जातील ते ओळखले जातात आणि त्यापैकी सर्वात महत्वाचे हायलाइट केले जातात. ट्रान्झॅक्शन थ्रूपुटचे विश्लेषण केले जाते - दिलेल्या वेळेच्या अंतराने प्रक्रिया केल्या जाणार्‍या व्यवहारांची संख्या आणि प्रतिसाद वेळ - एक व्यवहार पूर्ण करण्यासाठी लागणारा कालावधी. ते व्यवहार थ्रूपुट वाढवण्याचा आणि प्रतिसाद वेळ कमी करण्याचा प्रयत्न करतात.

या संकेतकांच्या आधारे, डेटाबेसमधील डेटाच्या निवडीला गती देणार्‍या सारण्यांमध्ये निर्देशांक परिभाषित करून किंवा टेबल सामान्यीकरणाच्या पातळीसाठी आवश्यकता कमी करून डेटाबेसचे कार्यप्रदर्शन ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी निर्णय घेतले जातात. तयार केलेल्या डेटाबेसला सामावून घेण्यासाठी आवश्यक डिस्क स्पेस अंदाजे आहे. ते कमी करण्याचा प्रयत्न करा.

वरील मुद्द्यांवर घेतलेले निर्णय दस्तऐवजीकरण आहेत.

4. डेटाबेस संरक्षण धोरणाचा विकास. डेटाबेस हा एक मौल्यवान कॉर्पोरेट संसाधन आहे आणि त्याच्या संरक्षणाकडे जास्त लक्ष दिले जाते. हे करण्यासाठी, डिझाइनरना निवडलेल्या DBMS द्वारे प्रदान केलेल्या सर्व संरक्षणांची संपूर्ण आणि स्पष्ट समज असणे आवश्यक आहे.

5. डेटाबेस फंक्शनिंग मॉनिटरिंगची संस्था आणि त्याचे समायोजन. डेटाबेसचा भौतिक प्रकल्प तयार केल्यानंतर, त्याच्या कार्याचे सतत निरीक्षण आयोजित केले जाते. डेटाबेसच्या कार्यक्षमतेच्या पातळीबद्दल परिणामी माहिती ट्यून करण्यासाठी वापरली जाते. यासाठी निवडलेल्या DBMS च्या माध्यमांचाही सहभाग आहे.

कार्यशील डेटाबेसमध्ये कोणतेही बदल करण्याचे निर्णय विचारात घेतले पाहिजेत आणि त्याचे संपूर्ण वजन केले पाहिजे.