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

Текст из файла (страница 9)

21. Широкое использование графических интерфейсов; визуализация процессов проектирования и управления системой.

1.4.2. Общая характеристика проблемы выбора СУБД

Выбор СУБД является чрезвычайно сложной проблемой, как в научно-методическом, так и в практическом плане. Осуществить строго формализованный выбор СУБД практически невозможно.

Факторы, влияющие на выбор СУБД, можно разделить на ряд групп. Прежде всего, можно выделить факторы, характеризующие саму СУБД и программные средства ее окружения. Другая группа факторов связана с инфраструктурой, сложившейся вокруг каждого из программных продуктов. Третья группа связана с особенностями предполагаемого использования СУБД.

Системы управления базами данных являются сложными языково-программными продуктами. Для их характеристики используется большое число разнообразных качественных и количественных параметров. Причем число и конкретный перечень параметров будут зависеть от класса СУБД (так, например, перечень параметров для характеристики клиент-серверных и настольных систем будет различным). Каждый из классификационных признаков БнД, рассмотренных выше, оказывает влияние на выбор СУБД.

Возможны разные подходы к выбору СУБД. Часто используется упрощенный подход, заключающийся в том, что определяется класс требуемой СУБД, а затем выбирается наиболее популярная на данный момент система данного класса.

Для более обоснованного выбора СУБД необходимо иметь список СУБД-претендентов с описанием их параметров. Желательно, чтобы начальный список был достаточно полным.

Характеристики СУБД рассматриваются с разной степенью детализации в зависимости от стоящих перед проектировщиком задач.

Необходимо определить набор свойств, которым обязательно должна соответствовать выбираемая СУБД (например, обеспечивать должный уровень безопасности, функционировать в определенной операционной среде, поддерживать заданные информационные технологии и др.). Чем более широким и конкретным будет этот список требований, тем уже будет круг выделенных СУБД-претендентов для дальнейшего выбора. Но, с другой стороны, априорное определение такого набора требований может быть не совсем обоснованным.

Обычно сначала осуществляется предварительный отбор СУБД-претендентов по качественным параметрам, а только потом - по количественным. Когда говорят о количественных показателях, чаще всего речь идет о времени выполнения тех или иных операций обработки данных, хотя количественные характеристики этим не ограничиваются.

Среди количественных характеристик можно указать и требуемый объем памяти, как для программного обеспечения, так и для собственно БД, и ограничения, налагаемые СУБД на максимальный объем БД, и максимальное число одновременно поддерживаемых транзакций и др. Часто используются и сложные показатели, такие, как стоимость хранения единицы информации, стоимость выполнения приведенной операции или стоимость «владения» информацией.

Количественные показатели можно определять как расчетным, так и экспериментальным путем.

При определении временных характеристик СУБД чаще всего речь идет о тестах на быстродействие. Формальное тестирование заключается в том, что на некотором заданном наборе данных выполняются некоторые операции или наборы операций. Эти операции задаются в терминах СУБД (индексация, чтение с произвольным поиском, удаление и т.п.). Чаще всего такое тестирование проводится либо самими разработчиками СУБД, либо, что лучше, независимыми тестовыми лабораториями. Опубликованные результаты такого тестирования могут помочь в выборе СУБД большому числу потенциальных пользователей.

Функциональное тестирование [37] состоит в том, что исследуются характеристики СУБД при решении определенной прикладной задачи, для реализации которой и выполняется выбор СУБД. При этом требуется реализовать заданные функции. Этот подход дает более точные результаты, однако он очень трудоемкий, что осложняет его практическое использование.

1.4.3. Факторы влияния на выбор СУБД

Отметим важные факторы для выбора СУБД помимо уже названных выше.

1. Платформы, на которых функционирует СУБД.

2. Совместимость с другими системами, открытость, масштабируемость.

3. Уровень языковых средств:

• трудоемкость изучения;

• трудоемкость создания системы;

• гибкость, выразительная сила;

• мощность;

• наличие языков разного уровня в рамках одной системы.

4. Функциональные возможности.

5. Обеспечение безопасности.

6. Обеспечение целостности.

7. Удобство интерфейса. Наличие интеллектуальных модулей подсказок.

8. Требования к техническим средствам, операционной среде.

9. Ограничения, накладываемые СУБД.

10. Возможности создания «отчуждаемых» приложений. И. Степень универсальности.

12. Локализация.

13. Качество документации.

14. Устойчивость работы, степень отлаженности системы.

15. Наличие средств автоматизации проектирования. Трудоемкость проектирования и перепроектирования.

16. Стоимость СУБД.

17. Мода, тенденции развития информационных технологий (ИТ). Примыкающими к этой группе факторов являются:

• фирма-разработчик;

• распространенность СУБД;

• условия поддержки.

Последний фактор, хотя непосредственно и не характеризует СУБД, но существенно влияет на процесс ее внедрения и эксплуатации.

Поясним некоторые из перечисленных выше характеристик.

Безопасность. Существует несколько уровней (классов) безопасности информационных систем. Вопросы информационной безопасности чрезвычайно важны и в настоящее время, в эпоху всевозрастающей информатизации, являются жизненно важными как для государства в целом, так и для каждого пользователя ИТ. Нужно четко представлять опасности, которые таят в себе информационные технологии, способы решения проблем безопасности и другие связанные с этим вопросы. Определение уровня безопасности системы является очень сложным и дорогостоящим процессом^.

Фирма-разработчик. При выборе фирмы-разработчика обычно рекомендуют отдавать предпочтение устойчивым фирмам, которые себя уже зарекомендовали на рынке. Значительная доля истины в таких рекомендациях есть. Но, с одной стороны, рынок динамично развивается, и оценить степень устойчивости любой фирмы достаточно трудно. С другой стороны, если бы все пользователи руководствовались таким подходом при выборе программных средств, то прогресс бы остановился. Тем не менее, нельзя не обращать внимания на то, что и два других перечисленных ниже фактора также зависят от положения фирмы на рынке.

Распространенность СУБД. Учет этого фактора важен не только с точки зрения косвенной оценки самой СУБД, но и в аспекте кадрового обеспечения. При использовании широко распространенных СУБД организация имеет больше возможностей в подборе нужных кадров и не находится в жесткой зависимости от уникального специалиста. С другой стороны, каждый из специалистов имеет больше степеней свободы в своей профессиональной деятельности.

Условия поддержки. Среди наиболее важных критериев следует отметить наличие консультационной службы на фирме-разработчике программного обеспечения, объем предоставляемых ею услуг и условия их предоставления; наличие фирм-партнеров и/или независимых фирм, выполняющих работы по проектированию систем в среде данной СУБД; возможность пройти обучение и т.п.

СУБД могут быть ориентированы на разные категории пользователей, и соответственно требования к ним будут отличаться. Так, если СУБД позиционируется как инструментальное средство для разработчиков прикладных систем, то значимыми факторами будут наличие и качество компилятора, средства отладки, документирования проекта, поддержка групповой работы проектировщиков и другие возможности, существенные при создании отчуждаемых проектов. Некоторые СУБД предоставляются для продажи в двух редакциях (стандартной и профессиональной).

Все факторы должны рассматриваться во взаимосвязи. Так, например, быстродействие может быть обусловлено не только эффективностью выполнения функций, но, например, отсутствием каких-то возможностей (например, контроля целостности). Показатель быстродействия, к примеру, существен при больших объемах данных или сложных вычислениях и может быть практически незначим при реализации простых запросов на небольших объемах данных. На быстродействие, помимо характеристик самой СУБД, оказывают влияние очень много факторов: характеристика технических средств, подбор параметров, грамотное проектирование, учесть и точно определить взаимовлияние которых на конечный результат достаточно сложно.

Важную группу составляют факторы, характеризующие предметную область, для которой будет создаваться информационная система:

• масштаб системы (объем БД, число пользователей);

• характер обработки информации;

• требования ко времени реакции системы, безопасности данных.

На выбор СУБД будут также оказывать влияние квалификация сотрудников и наличие предшествующих наработок.

При наличии существующей автоматизированной системы обработки информации (а это наиболее частая ситуация) необходимо уяснить, чем вызвана необходимость перехода с существующей системы на новую, установить возможность решения возникших проблем с помощью новых программных средств, определить имеющиеся варианты организации перехода (возможность переноса данных и программ в новую среду, возможность совместной эксплуатации старых и новых программных средств в гетерогенной среде и пр.), а также затраты, связанные с этим.

При анализе предметной области следует не просто зафиксировать ее текущее состояние, а определить тенденции ее развития. Рекомендуется приобретать СУБД «на вырост», иначе может случиться, что менять СУБД придется слишком часто.

1.4.4. Выбор СУБД

Естественно, что при выборе СУБД важно не просто оценить ее, но и определить значимость и нужность той или иной ее возможности (характеристики) для каждой конкретной создаваемой информационной системы. Так, например, для небольших сетей при небольшом объеме данных и отсутствии реальной необходимости в их защите, может быть, и нет особой нужды выбирать систему с архитектурой «клиент-сервер»; для ИС с преобладанием простых поисковых запросов нет смысла выбирать систему, обеспечивающую выполнение многомерного анализа данных, и т.д. Каждый инструмент должен использоваться в адекватных условиях.

Для предварительного отбора СУБД-претендентов можно рекомендовать следующую последовательность шагов:

1) составить перечень требований, которым СУБД должна обязательно удовлетворять;

2) из списка СУБД-претендентов удалить системы, не удовлетворяющие этим требованиям;

3) оставшиеся системы оценить по балльной системе;

4) осуществить окончательный выбор системы из числа СУБД, получивших наибольшие баллы интегральных оценок.

Для оценки СУБД можно построить граф (рис. 1.21), в котором в систематизированном виде представлены существенные при выборе СУБД характеристики. Для каждого СУБД-претендента следует каждой висячей вершине приписать балл, отражающий качество выполнения данной функции в данной СУБД. Веса вершин более высоких уровней рассчитываются на их основе путем вычисления средней величины баллов вершин, соединенных с данной вершиной.

Рис. 1.21. Фрагмент обобщенного графа оценки СУБД

Для учета значимости тех или иных характеристик СУБД любой вершине нужно присвоить второй параметр - коэффициент значимости каждой характеристики для данного приложения. Сумма коэффициентов вершин, принадлежащих одной вышестоящей вершине, равна 1. Для каждой вершины вычисляется взвешенный показатель качества путем умножения балла на коэффициент. Показатель качества вышестоящей вершины определяется как сумма взвешенных показателей подчиненных вершин. Более подробно эта методика выбора СУБД изложена в [19]. Подобный подход достаточно широко используется при выборе не только СУБД. Так, похожая методика была предложена для выбора правовых баз данных [37]. Однако реально использовать ее для выбора СУБД достаточно сложно из-за трудности получения достоверных исходных данных.

Учитывая тенденции развития ИС, наблюдающиеся в настоящее время, можно предположить, что СУБД должна отвечать следующим требованиям:

• обеспечивать работу в гетерогенной сетевой среде, включая возможность эффективной работы в Интернете (для этого СУБД должна поддерживать как общепринятые стандарты сетевого обмена (TCP/ IP, DECnet, IPX/SPX, NetBIOS, SNA и т.д.), так и стандарты межпрограммных интерфейсов (ATMI, XA, ODBC, CORBA));

• легко переноситься с платформы на платформу;

• обеспечивать работу с большими объемами разнотипных данных;

• быть надежной и эффективной.

Выбор СУБД является важным шагом при создании автоматизированных информационных систем (АИС), влияющим на эффективность, как проектирования, так и функционирования системы.

1.5. Уровни моделей и этапы проектирования БД

1.5.1. Уровни моделей

В базе данных отражается информация об определенной предметной области. Предметной областью называется часть реального мира, представляющая интерес для данного исследования.

В автоматизированных информационных системах отражение предметной области обеспечивается посредством информационной модели. Мы будем рассматривать далее вопросы проектирования баз данных для СУБД, поддерживающих структурированные модели данных. В зависимости от аспекта рассмотрения (уровня абстракции) различают модели данных нескольких уровней. Число реально выделенных и самостоятельно поддерживаемых уровней моделей будет зависеть от особенностей СУБД (см. разд. 1.3.2).

Чаще всего выделяют три уровня моделей: логический, физический и внешний.

Даталогическая (datalogical) модель (ДЛМ) базы данных является моделью логического уровня и представляет собой отображение логических связей между элементами данных безотносительно к среде хранения. Эта модель строится в терминах информационных единиц, допустимых в той конкретной СУБД, в среде которой проектируется база данных. Этап создания ДЛМ называется даталогическим проектированием. Описание логической структуры базы данных на языке СУБД называется схемой.

Для привязки даталогической модели к среде хранения используется модель данных физического уровня (для краткости часто называемая физической моделью). Эта модель определяет используемые запоминающие устройства и способы физической организации данных в среде хранения. Модель физического уровня также строится с учетом возможностей, предоставляемых СУБД. Описание физической структуры базы данных называется схемой хранения. Соответствующий этап проектирования БД называется физическим проектированием. СУБД обладают разными возможностями по физической организации данных, в связи, с чем сложность и трудоемкость физического проектирования, набор выполняемых шагов различаются для конкретных систем.

К числу работ, выполняемых на этапе физического проектирования, относятся: выбор типа носителя, способа организации данных, методов доступа; определение размера физического блока, управление размещением данных на внешнем носителе, управление свободной памятью, определение целесообразности сжатия данных и используемых методов сжатия, оценка физической модели данных. К физическому проектированию относятся и проблемы, связанные с буферизацией.

Независимо от того, поддерживаются ли в явном виде отдельно модели логического и физического уровня, с точки зрения методологии все равно можно выделить эти уровни моделей и соответствующие им этапы проектирования баз данных.

В некоторых СУБД, помимо описания общей логической струк­туры базы данных, имеется возможность описать логическую струк­туру БД с точки зрения конкретного пользователя. Такая модель на­зывается внешней, а ее описание называется подсхемой. Если СУБД поддерживает схему, схему хранения и подсхему, то она является СУБД с трехуровневой архитектурой.

Внешняя модель не всегда является точным подмножеством схе­мы. Некоторые СУБД допускают различия в типах данных, определен­ных в схеме и подсхеме, и обеспечивают их преобразование, позволя­ют задавать различный логический порядок следования элементов в схеме и подсхеме, обеспечивают введение в подсхему виртуальных полей и т.д.. Если определена подсхема, то пользователь имеет до­ступ только к тем данным, которые отражены в соответствующей под­схеме, что является одним из способов защиты информации от не­санкционированного доступа.

Характеристики

Список файлов книги