Диго С.М. Базы данных проектирование и использование (1084447), страница 26

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 26)

Вариант 2

Если будет выбран вариант 1, то при каждом изменении в учеб­ном плане необходимо менять структуру базы данных. Во втором слу­чае никакие изменения структуры БД не потребуются. Более того, при создании БД по варианту 2 вообще не нужно знать действующие учеб­ные планы. Решение будет универсальным и может использоваться в любом учебном заведении без необходимости «подстройки» на конк­ретное учебное заведение. Кстати, универсальность также может ис­пользоваться как критерий оценки БД.

Приведем другой пример, показывающий влияние выбранного типа данных на устойчивость спроектированной БД. Предположим, что в предметной области для кодирования какой-либо номенклату­ры используется цифровой код и в базе данных для соответствующе­го поля был выбран числовой тип данных. Если возникнет необходи­мость перейти на буквенную или буквенно-числовую систему кодирования, то в БД придется менять тип данных у соответствующего поля. Если бы тип данных при проектировании БД изначально был определен как текстовой, то изменения бы не потребовались.

С рассматриваемым критерием будет тесно связан критерий затрат на поддержание системы в работоспособном состоянии. С затратами на адаптацию структуры БД будут непосредственно связаны и затраты на адаптацию прикладного программного обес­печения.

3.1.2. Простота и эффективность внесения изменений. Речь мо­жет идти как об изменении структуры базы данных в случае возник­новения такой необходимости, так и об обычной корректировке зна­чений данных в базе данных.

3.1.2.1. Простота корректировки структуры БД данных. Напри­мер, некоторые типы полей трудно преобразовать в другие. Особенно внимательными нужно быть при определении полей связей, так как их изменение повлечет за собой целую цепочку изменений.

3.1.2.2. Простота и трудоемкость корректировки значений дан­ных. Прежде всего следует обратить внимание на аномалии, возника­ющие при корректировке ненормализованных структур.

Одним из показателей простоты корректировки может быть чис­ло изменений, которые необходимо провести при наступлении одно­го события в предметной области.

Например, предположим, что имеется база данных, содержащая сведения о сотрудниках учебного заведения, и в ней фиксируются некоторые биографические и прочие справочные данные, а также информация о том, какие учебные предметы может вести каждый преподаватель. Преподаватель может владеть несколькими предме­тами. Сравним следующие три проектных решения:

Проектное решение 1:

Ф1(ФИО, дата_рождения, пол, ...., телефон, название_предмета).

Проектное решение 2:

Ф1(ФИО, дата_рождения, пол, ....,);

Ф2 (ФИО, название_предмета).

Проектное решение 3:

Ф1(код_сотрудника, ФИО, дата_рождения, пол, ...., );

Ф2 (код_сотрудника, название_предмета).

Следует сразу отметить, что варианты 1 и 2 являются неудовлет­ворительными и использованы только для иллюстрации недостатков, связанных с подобными решениями.

В первом случае имеем таблицу, находящуюся в первой нормаль­ной форме (1НФ). Если преподаватель владеет несколькими предме­тами, то в таблице Ф1 ему будет соответствовать несколько строк.

Смена фамилии каким-либо сотрудником приведет в варианте 1 к корректировке стольких записей, сколько предметов ведет данный преподаватель, в варианте 2 - еще на одну запись больше, а в вариан­те 3 - к корректировке только одного значения. Изменение же номера телефона приведет в варианте 1 также к корректировке стольких за­писей, сколько предметов ведет данный преподаватель, а в вариантах 2 и 3 - к корректировке только одной записи.

Проектное решение 1 - ненормализованная структура. Она плоха тем, что приводит к большому дублированию информации. Вариан­ты 1 и 2 - оба представляют нормализованную структуру и отличают­ся тем, что в последнем варианте введен искусственный идентифика­тор. Именно вариант 3 является наиболее предпочтительным.

Если «вдруг» (вообще-то этого лучше не делать) в базе данных в качестве поля связи определено поле, которое может менять свое зна­чение, то следует обратить внимание на возможность автоматичес­кой корректировки связанных полей при соответствующем задании правил обеспечения ограничений целостности связи.

3.2. Адаптация к изменениям информационных потребностей пользователей, возможность удовлетворения нерегламентированных запросов. Например, если хранить в БД детальные данные, то любые производные данные можно получить при возникновении необходи­мости в них; если же хранить только какие-либо сводные данные, но не хранить исходные, то получить информацию, отличную от храни­мой, в большинстве случаев нельзя.

3.3. Адаптация к изменениям используемых программных и тех­нических средств. Основным способом обеспечения этого требова­ния является соблюдение стандартов, а также, по возможности, ис­пользование при выборе проектного решения таких средств, которые являются широко распространенными, а не специфическими для кон­кретной системы. Так, например, использование экзотических типов полей скорее всего приведет к проблемам при переносе системы в другую среду или при обработке информации в гетерогенной среде.

Одним из проявлений рассматриваемого свойства является мас­штабируемость. Ведущие разработчики программных продуктов уде­ляют большое внимание обеспечению этих свойств.

4. Универсальность. Может быть обеспечена разными способа­ми, например реализацией возможности настройки системы на особенности предметной области, определенными приемами при проек­тировании структуры БД и программного обеспечения. Особое значение приобретает при создании отчуждаемых проектов, ориен­тированных на конечных пользователей, не являющихся специали­стами по машинной обработке данных.

5. Сложность структуры БД. Речь может идти как о сложности самой поддерживаемой в данной СУБД модели данных, так и о слож­ности логической структуры конкретной спроектированной БД.

Сложность модели будет определяться числом разнообразных информационных единиц, допустимых в ней, способами их соподчи­нения и связывания, накладываемыми ограничениями. Самыми про­стыми из структурированных моделей БД являются реляционные.

Естественно, что показатели сложности спроектированной БД будут зависеть от типа поддерживаемой модели БД. Сравнение по этому показателю баз данных, спроектированных в среде разных СУБД, будет иметь свою специфику. Для реляционной модели слож­ность будет характеризоваться числом таблиц и полей в БД, числом индексных файлов (индексов). В принципе, чем меньше сложность БД, тем лучше. Однако снижение сложности наряду с положитель­ными результатами часто приводит ко многим отрицательным послед­ствиям. Так, для реляционных систем самой «простой» БД будет одно универсальное отношение, но к каким последствиям приведет исполь­зование такого проектного решения, хорошо известно из теории нор­мализации.

Критерий «сложность» никогда не рассматривается как самосто­ятельный.

6. Степень дублирования данных в БД. Различают необходимое, контролируемое и неконтролируемое дублирование. Но какими бы причинами ни было вызвано дублирование данных, оно всегда ведет к необходимости поддержки идентичности всех копий дублируемых значений, росту требуемого объема памяти, повышению трудоемкос­ти корректировки, увеличению числа полей в БД, что повышает ее сложность.

7. Сложность последующей обработки. Оценить этот показатель достаточно трудно, поскольку его значение зависит как от предпола­гаемой обработки, так и от возможностей языка манипулирования данными конкретной СУБД. Тем не менее для большинства СУБД справедливыми являются следующие утверждения:

• легче обрабатывать один файл, чем несколько связанных фай­лов;

• легче объединить несколько полей, чем выделить отдельные со­ставляющие из единого поля (например, из «Адреса» - страну, город и т.п., из «ФИО» - фамилию, имя, отчество и т.п.). Если, например, в каких-либо выходных документах необходимо вывести фамилию и инициалы, то в случае раздельного хранения полей это можно легко сделать, например, просто изменив шаблон вывода для полей «имя» и «отчество» на (X.)). Однако хранение каждого элемента составной единицы информации (СЕИ) в виде отдельных полей имеет и оче­видные недостатки: база данных становится сложнее, затрачивается больше времени при создании файла на описание его структуры, уве­личивается объем служебной информации и объем памяти, требуе­мой для хранения данных;

• обработка «неэлементарных» полей в реляционных системах всегда представляет сложность (это вызвано тем, что с точки зрения СУБД поле остается элементарной единицей). Например, если в БД «Кадры» включено поле «Дети», в котором в записи о сотруднике фиксируют сведения обо всех его детях, то задать запросы типа: «Вы­делить всех сотрудников, имеющих больше трех детей» или «Опре­делить среднее число детей у сотрудников» будет достаточно сложно. В то же время, если сведения о детях выделить в отдельную таблицу, в которой каждому ребенку будет соответствовать отдельная запись, реализация подобных запросов не составит особого труда;

• все «групповые» операции (суммирование, подсчет, определе­ние среднего значения и т.п.) в реляционных СУБД обычно относят­ся к элементам одного столбца, а не строки; это следует учитывать при проектировании структуры БД;

• для полей типа Memo число допустимых операций по их обра­ботке сильно ограничено по сравнению с полями других типов.

Число подобных примеров можно продолжить.

При проектировании БД необходимо знать особенности языков манипулирования данными в целевой СУБД, а также особенности предполагаемой обработки данных и учитывать это при проектиро­вании структуры БД.

8. Объем требуемой памяти. В связи со значительным ростом технических характеристик накопителей и снижением стоимости хра­нения единицы информации значимость данного фактора постоянно снижается. Исходными данными для определения требуемого объе­ма памяти являются: число объектов отображаемой предметной об­ласти, особенности выбранной логической и физической структуры БД, особенности носителя данных. Некоторые CASE-средства вклю­чают в себя блоки оценки объемов памяти.

9. Скорость (время) обработки информации (время реакции на запрос). Значение данного критерия трудно достаточно точно оценить на стадии проектирования, поскольку на величину этого показателя влияет значительное число взаимосвязанных и взаимозависимых фак­торов. Если для определения требуемого объема памяти обычно ис­пользуются аналитические методы, то для определения времени об­работки это проблематично. Чаще всего скоростные характеристики определяются путем проведения специальным образом подобранных тестов. Однако факторы, влияющие на скорость обработки, извест­ны, и их следует иметь в виду при проектировании структуры БД.

Рассматриваемый критерий особенно важен для систем, работа­ющих в реальном масштабе времени и в интерактивном режиме.

Перечень приведенных критериев не является исчерпывающим. Кроме того, каждый из перечисленных критериев может быть разбит на множество детализирующих его показателей.

Рассмотрим некоторые примеры, иллюстрирующие оценку тех или иных проектных решений по перечисленным выше критериям. Сле­дует обратить внимание на то, что оценка проекта по какому-либо критерию будет зависеть как от характеристики отображаемой пред­метной области, так и от особенностей используемой СУБД. Напри­мер, некоторые СУБД не позволяют корректировать ключевое поле. Если этого не учитывать и выбрать при проектировании в качестве ключа поле, которое может изменить свое значение, то в случае воз­никновения в предметной области такой ситуации ее отражение в БД потребует значительных затрат, а именно потребуется перепроекти­рование структуры БД и довольно трудоемкая процедура перезагруз­ки данных из старой БД в новую. Если СУБД позволяет корректиро­вать значение ключевого поля, то таких «перестроек» не потребуется (т.е. показатель оценки одного и того же проектного решения по кри­терию «устойчивость модели» для разных СУБД будет выглядеть по-разному). Из сказанного не следует делать вывод, что СУБД, позво­ляющие корректировать ключ, лучше, чем те, которые не позволяют этого: и модель БД получается устойчивее, и проектировать легче (меньше факторов надо учитывать при проектировании). Если выб­рать в качестве ключа поле, значение которого может изменяться, то могут возникнуть проблемы при поддержании целостности БД.

Характеристики

Список файлов книги