Anahtar Veritabanı Tasarım Adımları

2.1. Kavramsal tasarım

Veritabanı tasarımı üç aşamada gerçekleştirilir:

1. kavramsal tasarım;
2. mantıksal tasarım;
3. fiziksel tasarım.

Kavramsal tasarım aşamasının amacı , kullanıcıların konu alanı hakkındaki fikirlerine dayalı bir kavramsal veri modeli oluşturmaktır. Bunu başarmak için bir dizi sıralı prosedür gerçekleştirilir. Bir varlık (kavramsal) şeması örneği:

1. Varlıkların tanımı ve belgeleri. Varlıkları tanımlamak için, diğerlerinden bağımsız olarak var olan nesneler tanımlanır. Bu tür nesneler varlıklardır. Her varlığa, kullanıcıların anlayabileceği anlamlı bir ad verilir. Varlıkların adları ve açıklamaları veri sözlüğüne girilir. Mümkünse, her varlığın beklenen örnek sayısı ayarlanır.

2. Kuruluşlar ve belgeleri arasındaki ilişkilerin belirlenmesi. Yalnızca, veritabanı tasarım gereksinimlerini karşılamak için gerekli olan varlıklar arasındaki ilişkiler tanımlanır. Her birinin türü belirlenir. Varlıkların üyelik sınıfı ortaya çıkar. Bağlantılara fiillerle ifade edilen anlamlı adlar atanır. Veri sözlüğüne, her bağlantının türünü ve bağlantıya katılan varlıkların ait olduğu sınıfı belirten ayrıntılı bir açıklaması girilir.

3. Konu alanının bir ER modelinin oluşturulması. ER diyagramları varlıkları ve bunlar arasındaki ilişkileri temsil etmek için kullanılır. Bunlara dayanarak, modellenen konu alanının tek bir görsel görüntüsü oluşturulur - konu alanının ER modeli.

4. Niteliklerin tanımı ve belgeleri. Oluşturulan ER modelinin varlıklarını tanımlayan tüm öznitelikler ortaya çıkar. Her özniteliğe, kullanıcıların anlayabileceği anlamlı bir ad verilir. Aşağıdaki bilgiler, her öznitelik için veri sözlüğünde saklanır:

• özellik adı ve açıklaması;
• değerlerin türü ve boyutu;
• öznitelik için varsayılan değer (varsa);
• özniteliğin NULL değerlere sahip olup olamayacağı;
• niteliğin bileşik olup olmadığı ve öyleyse hangi basit niteliklerden oluştuğu. Örneğin, "Müşterinin tam adı" niteliği, "Soyadı", "Ad", "Patronimik" basit niteliklerden oluşabilir veya "Sidorsky Evgeniy Mihayloviç" gibi tek değerler içeren basit olabilir. Kullanıcının "Ad"ın bireysel öğelerine erişmesi gerekmiyorsa, öznitelik basit olarak sunulur;
• özelliğin hesaplanıp hesaplanmadığı ve eğer öyleyse değerlerinin nasıl hesaplandığı.

5. Öznitelik değerlerinin tanımı ve belgeleri. ER modeline katılan bir varlığın her özelliği için bir dizi geçerli değer belirlenir ve buna bir ad verilir. Örneğin, "Hesap türü" özniteliği yalnızca "mevduat", "cari", "talep üzerine", "kart hesabı" değerlerine sahip olabilir. Özniteliklerle ilgili veri sözlüğü girişleri, öznitelik değer kümelerinin adlarıyla güncellenir.

6. Varlıklar için birincil anahtarların tanımı ve belgeleri. Bu adım, bir birincil anahtarın tanımı tarafından yönlendirilir - bir varlığın örneklerinin benzersiz bir şekilde tanımlanmasına izin veren bir öznitelik veya nitelikler kümesi olarak. Birincil anahtar bilgisi veri sözlüğüne yerleştirilir.

7. Kavramsal veri modelinin son kullanıcılarla tartışılması. Kavramsal veri modeli, geliştirilen veri modelinin açıklamasını içeren belgelerle birlikte bir ER modeli tarafından temsil edilir. Etki alanı tutarsızlıkları bulunursa, kullanıcılar tarafından önerilen modelin kişisel görüşlerini yeterince yansıttığını onaylayana kadar modelde değişiklikler yapılır.

2.2 Mantık tasarımı

Mantıksal tasarım aşamasının amacı, seçilen veri modeline dayalı kavramsal modeli, veritabanının fiziksel uygulaması için daha sonra kullanılacak olan VTYS özelliklerinden bağımsız bir mantıksal modele dönüştürmektir. Bunu başarmak için aşağıdaki prosedürler gerçekleştirilir.

Mantıksal bir veritabanı şeması örneği.

1. Bir veri modeli seçme. Çoğu zaman, verilerin tablo halinde sunumunun netliği ve onlarla çalışmanın rahatlığı nedeniyle ilişkisel bir veri modeli seçilir.

2. ER modeline dayalı bir dizi tablo tanımlama ve bunları belgeleme. ER modelinin her varlığı için bir tablo oluşturulur. Varlık adı, tablonun adıdır. Tablolar arasındaki ilişkiler, birincil ve yabancı anahtarlar mekanizması aracılığıyla kurulur. Tabloların yapıları ve aralarında kurulan ilişkiler belgelenir.

3. Tabloların normalleştirilmesi. Normalleştirmeyi düzgün bir şekilde gerçekleştirmek için tasarımcının, verilerin anlamını ve kullanım modellerini derinlemesine anlaması gerekir. Bu adımda bir önceki adımda oluşturulan tabloların yapısının doğruluğunu onlara normalleştirme prosedürünü uygulayarak kontrol eder. Tabloların her birinin en az 3. NF'ye getirilmesinden oluşur. Normalleştirme sonucunda oldukça esnek bir veritabanı tasarımı elde edilmiş olup gerekli uzantıların kolaylıkla yapılabilmesi sağlanmaktadır.

4. Kullanıcılar tarafından sağlanan tüm işlemleri gerçekleştirme olasılığı için mantıksal veri modelinin kontrol edilmesi. İşlem, bir veritabanının içeriğini değiştirmek için bireysel bir kullanıcı veya uygulama programı tarafından gerçekleştirilen bir dizi eylemdir. Dolayısıyla, BANK projesindeki bir işleme örnek olarak, belirli bir müşterinin hesaplarını yönetme hakkının başka bir müşteriye devri verilebilir. Bu durumda, veritabanında aynı anda birkaç değişiklik yapılması gerekecektir. Bir bilgisayar bir işlem sırasında çökerse, veritabanı tutarsız bir durumda olacaktır çünkü bazı değişiklikler zaten yapılmış ve diğerleri yapılmamıştır. Bu nedenle, veritabanını önceki tutarlı durumuna döndürmek için tüm kısmi değişiklikler geri alınmalıdır.

İşlem listesi, kullanıcıların konu alanındaki eylemlerine göre belirlenir. ER modeli, veri sözlüğü ve birincil ve yabancı anahtarlar arasında kurulan ilişkiler kullanılarak, gerekli tüm veri erişim işlemleri manuel olarak yapılmaya çalışılır. Herhangi bir manuel işlem başarısız olursa, derlenen mantıksal veri modeli yetersizdir ve ortadan kaldırılması gereken hatalar içerir. Belki de bir varlık, ilişki veya nitelik modelindeki bir boşlukla ilişkilidirler.

5. Veri bütünlüğü destek gereksinimlerinin ve bunların belgelendirilmesinin belirlenmesi. Bu gereksinimler, çakışan verilerin veritabanına girilmesini önlemek için konulan kısıtlamalardır. Bu adımda, veri bütünlüğü sorunları, uygulanmasının belirli yönleri dikkate alınmaksızın ele alınmaktadır. Aşağıdaki kısıtlama türleri dikkate alınmalıdır:

• gerekli veriler. NULL değerlerine sahip olamayacak nitelikler olup olmadığını öğrenmek;
• öznitelik değerleri üzerindeki kısıtlamalar. Nitelikler için geçerli değerler tanımlanır;
• varlık bütünlüğü. Varlığın birincil anahtarı NULL değerleri içermiyorsa elde edilir;
• bilgi tutarlılığı. Ana varlık için tablo satırlarından birinin birincil anahtarında yabancı anahtar değerinin bulunması gerektiği anlaşılmaktadır;
• iş kuralları tarafından getirilen kısıtlamalar. Örneğin, BANK projesinde, müşterinin örneğin üçten fazla hesabı yönetmesini yasaklayan bir kural benimsenebilir.

Oluşturulan tüm veri bütünlüğü kısıtlamaları hakkındaki bilgiler veri sözlüğüne yerleştirilir.

6. Mantıksal veri modelinin son sürümünün oluşturulması ve kullanıcılarla tartışılması. Bu adım, mantıksal veri modelini temsil eden ER modelinin son sürümünü hazırlar. Veri sözlüğü ve ilişkisel tablo bağlantı şeması dahil olmak üzere modelin kendisi ve güncellenmiş belgeler, konu alanını doğru bir şekilde temsil ettiğinden emin olması gereken kullanıcılar tarafından inceleme ve analiz için sunulur.

2.3. Fiziksel tasarım

Fiziksel tasarım aşamasının amacı, bir bilgisayarın harici belleğinde bulunan bir veritabanının belirli bir uygulamasını tanımlamaktır. Bu, veri depolama yapısının ve veritabanı verilerine erişmenin etkili yöntemlerinin bir açıklamasıdır. Mantıksal tasarımda, ne yapılması gerektiği sorusuna cevap verirler ve fiziksel tasarımda bunun nasıl yapılacağı seçilir. Fiziksel tasarım prosedürleri aşağıdaki gibidir.

1. Seçilen VTYS'yi kullanarak veritabanı tabloları tasarlama. Makine ortamında barındırılan bir veritabanı oluşturmak için kullanılmak üzere ilişkisel bir DBMS seçilir. Tablo tasarlama işlevselliği derinlemesine incelenmiştir. Daha sonra tabloların tasarımı ve DBMS ortamındaki bağlantılarının şeması gerçekleştirilir. Hazırlanan veritabanı projesi ekli belgelerde anlatılmaktadır.

2. Seçilen VTYS ortamında iş kurallarının uygulanması. Tablolardaki bilgilerin güncellenmesi iş kurallarıyla sınırlandırılabilir. Uygulanma biçimleri seçilen VTYS'ye bağlıdır. Konu alanının gereksinimlerini uygulamaya yönelik bazı sistemler daha fazla özellik sunarken diğerleri daha az özellik sunar. Bazı sistemlerde, iş kurallarının uygulanması için hiçbir destek yoktur. Bu durumda, sınırlamalarını uygulamak için uygulamalar geliştirilir.

Etki alanı iş kurallarının uygulanmasıyla bağlantılı olarak alınan tüm kararlar, ekteki belgelerde ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

3. Veritabanının fiziksel organizasyonunun tasarlanması. Bu adım, tablolar için en iyi dosya organizasyonunu seçer. Tasarlanan veri tabanında yapılacak işlemler belirlenir ve en önemlileri vurgulanır. İşlem hacmi analiz edilir - belirli bir zaman aralığında işlenebilecek işlem sayısı ve yanıt süresi - bir işlemi tamamlamak için gereken süre. İşlem hacmini artırmaya ve yanıt süresini kısaltmaya çalışırlar.

Bu göstergelere dayanarak, veritabanından veri seçimini hızlandıran tablolarda dizinler tanımlayarak veya tablo normalleştirme düzeyi gereksinimleri azaltarak veritabanının performansını optimize etmek için kararlar verilir. Oluşturulan veritabanını barındırmak için gereken disk alanı tahmin edilmektedir. En aza indirmeye çalışın.

Yukarıdaki hususlarda alınan kararlar belgelenir.

4. Bir veri tabanı koruma stratejisinin geliştirilmesi. Veritabanı değerli bir kurumsal kaynaktır ve korunmasına çok dikkat edilir. Bunu yapmak için, tasarımcıların seçilen DBMS tarafından sağlanan tüm korumaları tam ve açık bir şekilde anlamaları gerekir.

5. Veritabanı işleyişinin izlenmesi ve ayarlanması organizasyonu. Veritabanının fiziksel projesinin oluşturulmasından sonra, işleyişinin sürekli izlenmesi organize edilir. Veritabanının performans düzeyi hakkında ortaya çıkan bilgiler, onu ayarlamak için kullanılır. Bunun için seçilen VTYS'nin araçları da devreye girer.

İşleyen bir veri tabanında herhangi bir değişiklik yapma kararı iyice düşünülmeli ve tartılmalıdır.