ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗ ДАННЫХ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ

Обеспечение сбора данных и беспрепятственного их движения между подсистемами является одной из главных функций автоматизированных систем любого типа. Данные должны быть пригодны для использования и анализа на различных этапах принятия решений.

Для улучшения работы и повышения эффективности в настоящее время используется подход, связанный с интеграцией баз данных и систем управления базами данных. При этом создаются объектно-ориентированные СУБД или объектно-реляционные СУБД, которые являются по своей сути модернизированными реляционными системами. Доработка реляционных систем до объектно-реляционных определена условиями современных технологий, которые требуют отсутствия противоречий с объектными методами разработки информационных систем. [3]

Помимо этого, системы управления баз данных должны быть структурированы с применением клиент-серверной модели. Такая модель дает четкое представление о функция всех систем и подсистем, а также отличается наиболее эффективной обработкой данных [1].

История развития СУБД дает представление о проблемах разработки информационных систем, связанных с отсутствием полной спецификации всех требований, применением неподходящих методологий разработки и неэффективностью контроля над выполнением работ. Тогда был предложен метод с использованием жизненного цикла информационных систем, ставший неотъемлемой частью разработки систем баз данных. [2]

Жизненный цикл информационной системы обычно состоит из этапов:

- планирование;

- сбор и анализ требований к системе;

- проектирование;

- определение системы управления баз данных;

- создание прототипа;

- реализация, тестирование;

- сопровождение.

Основной стадией при построении базы данных является ее проектирование, которое ставит перед собой следующие цели:

- представление данных и связей между ними, которые необходимы для всех областей применения системы;

- создание такой модели данных, которая делала бы возможным выполнение любых транзакций обработки данных;

- подготовка пробного варианта системы для проверки удовлетворения всех требований, предъявляемых к ее производительности.

Основные фазы проектирования баз данных: концептуальное, логическое и физическое проектирования. В процессе каждого этапа разработки создается соответствующая модель представления данных, которая будет использоваться на следующей стадии для получения информации. Особое значение имеет первая фаза – концептуальное проектирование, так как здесь идет работа с требованиями пользователей, и именно на этой стадии определяются трудозатраты, эффективность и успех разработки в целом.

На стадии логического проектирования модель, созданная на концептуальном уровне, подвергается уточнению и преобразуется в логическую. Тогда же и происходит выбор системы управления баз данных. Однако, на этом этапе принимается во внимание только модель организации данных, не затрагивая аспекты физического проектирования. Логическая модель должна отражать все характерные черты будущей системы.

К созданию логической модели применяют один из двух методов [2]:

- централизованный;

- на основе интеграции исполнений.

Второй подход более подходит к разработке крупных информационных систем, так как логическая модель здесь является совокупностью нескольких отдельных моделей, которые отражают преставления разных групп пользователей.

Фаза физического проектирования базы данных начинается с выбора способов реализации разрабатываемой системы. Целью проектирования является определение методов физической реализации логического проекта. На этом этапе связь с системой управления баз данных неразрывна. Кроме того, должна быть обеспечена непрерывная обратная связь для немедленного внесения изменений в обе модели. Решения, принимаемые на стадии физического проектирования с целью повышения производительности разрабатываемой системы, могут повлиять на структуру логической модели.

Особенности пользовательского интерфейса информационных систем

Весь набор средств, призванный наладить взаимодействие с пользователей, является интеллектуальным интерфейсом. Характерной чертой этих средств служит приближение языка общения с ними к естественному. Такой подход предполагает взаимодействие с системой управления баз данных при минимальной подготовки пользователей. Таким образом, для естественного языка можно дать следующее определение: язык, для применения которого нет необходимости в изучении инструкции и правил построения своих высказываний.

Выбор СУБД

Исходя из истории создания баз данных и систем управления баз данных, а также основываясь на определениях, сформулированных Е.Коддом [4], можно выделить ряд возможностей, которыми должна обладать полномасштабная система управления баз данных:

- для пользователя должны быть доступны все средства по сохранению, извлечению и обновлению данных в базе, при этом все особенности физической реализации системы следует скрыть;

- для разработчика должны быть доступны все средства проектирования и быстрой разработки, а также организовано автоматическое предоставление всей необходимой проектной и рабочей документации;

- для разработчика должны быть доступны все средства для создания пользовательских интерфейсов, которые выполняю роль посредников между пользователями и системой управления баз данных;

- система управления баз данных должна иметь системный каталог, в котором хранится описание элементов данных. Системный каталог, или также называющийся словарь данных, является хранилищем метаданных и основным средством обеспечения независимости приложений от структур данных. Каталог должен быть доступен для пользователей;

- должен быть отлажен механизм транзакций с эффективной его поддержкой, который должен обеспечивать своевременное и правильное обновление информации в базе данных при одновременном выполнении операций многими пользователями;

- должно быть предусмотрено разграничение прав доступа к информации в базе данных в целях обеспечения конфиденциальности и сохранности данных и защиты базы данных от преднамеренного или случайного несанкционированного доступа;

- система управления баз данных должна предоставлять возможность интегрировать программное обеспечение для осуществления коммуникации и доступа удаленных пользователей к базе данных;

- обеспечение поддержки целостности данных, осуществление контроля за соблюдением заданных правил при изменении данных;

- предоставление набора вспомогательных средств для работы администраторов базы данных.

Выбор системы управления баз данных сводится к определению наиболее подходящей по заданным требованиям системы, обладающая всеми перечисленными выше возможностями. При этом должны быть приняты во внимание возможности развития и масштабирования информационной системы, а также уровень затрат на приобретение системы управления баз данных и дополнительного программного обеспечения, обучение сотрудников.

Использование различных методов оценки и параметров поможет понять, насколько эффективно система управления баз данных справляется со своими задачами. Весовые коэффициенты используются для определения относительной важности отдельных параметров и их групп. Для получения количественной оценки, позволяющей сравнить разные системы, необходимо сложить все полученные результаты.

Из истории разработки информационных систем становится ясным, что наиболее значительными ее аспектами являются этапы их проектирования и определения системы управления баз данных. Особую важность имеют стадии проектирования пользовательского интерфейса, так как он отвечает за интерактивность и удобство пользования системой.

Многообещающим направлением становится развитие работ в области веб-приложений как платформы приложений баз данных.

Список литературы:

1. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных, 8-е издание.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. – 1328с.
2. Конноли Т., Бегг К., Страчан А. Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. 2-е издание.: Пер. с англ. – М., 2000.
3. Попов Ф.А., Мануйлов В.В. Место САПР в информационно-аналитической системе предприятия // Информационные технологии в экономике, науке и образовании: Мат. 3-й Всерос. науч.-практ. конф. 11-12 апреля 2002 г. Бийск.
4. Codd E. F. A relational model of data for large shared data banks // Comm. ACM. 1970. №13(6).