Бази даних в проектуванні і реалізації інформаційних систем

При розгляді бази даних в якості одного з ключових елементів інформаційної системи важливим є виділення місця розробки баз даних в процесі проектування і реалізації інформаційних систем. Як правило, процес розробки інформаційної системи представляється чотирма ключовими етапами (рис. 1.5), які регламентують жорстку послідовність створення інформаційної системи.

image5

Аналіз Проектування Розробка Впровадження

Мал. 15. Життєвий цикл розробки інформаційної системи

Говорячи про процес розробки інформаційної системи, розробники постійно піднімають питання про структурах даних, які необхідно подавати до інформаційної системі, і відомостях, які повинні зберігатися та оброблятися. Це наводить на думку про необхідність розробки бази даних, яка може бути представлена ​​різними варіантами.

Так, для деяких інформаційних систем досить зберігати відомості в звичайних текстових файлах, припускають оперативну роботу з даними, які не вимагають довготривалого зберігання і не представляються складною структурою. Використання тестових файлів в якості засобу збереження даних було довгий час єдиним інструментом для роботи з нескладними інтернет-системами, такими як, наприклад, представництва організацій, електронний магазин, каталогізатор товарів і нр.

Іншим поданням баз даних були структуровані файли, які були прообразом сучасних баз даних, але правила збереження даних в них і обробки збережених відомостей на рівні файлу визначалися програмістами. Основними проблемами даної технології роботи з даними є складність забезпечення ефективної обробки даних, неможливість організувати повноцінне забезпечення цілісності даних, неефективність роботи з файлами.

Третім варіантом уявлення бази даних є се структурування з використанням СУБД і засноване на базових принципах роботи з базами даних, зазвичай реляційними. Стандарти роботи з базами даних надали можливість організувати однаковість технологій зберігання і обробки даних в базах, що призвело до розробки єдиних правил розробки баз даних, забезпечення коректної та якісної обробки даних.

В результаті, коли виникає завдання розробки інформаційної системи, питання зберігання даних є одним з ключових, особливо з огляду на той факт, що будь-яка діяльність людини в організації пов'язана з обробкою даних в документах, друкованому, голосовому і візуальному представленні. Це змушує розробників приділяти розробці структур даних і баз даних серйозну увагу на всіх етапах розробки інформаційної системи.

Таким чином, на етапі аналізу розробник-аналітик, досліджуючи процеси, що проходять в даній діяльності, приділяє увагу документам, які формуються і обробляються учасниками процесів. При цьому недостатньо тільки виділити ці документи, потрібно розглянути їх структурний склад, що дозволить в подальшому правильно організувати структури даних, що подаються в базі даних, а також визначитися з об'єктами діяльності, відомості про яких повинні зберігатися в базі даних і оброблятися в інформаційній системі.

При аналізі предметної області з метою подальшого проектування і реалізації автоматизованої інформаційної системи з застосуванням бази даних аналітиками розглядаються дві ключові складові: документи і об'єкти, відомості про яких повинні зберігатися в базі даних. Документарний аналіз предметної області є етапом, де виділяються атрибути об'єктів предметної області. Але даний аналіз не дозволяє виділити відомості, які повинні зберігатися в базі даних і не представлені в документах. Зазвичай таке відбувається при розгляді окремих операцій предметної області, в яких немає формалізованих документів або об'єктом зберігання відомостей є якась дія або стан агрегованого об'єкта.

Пол агрегованих об'єктом розуміється елемент предметної області, що складається з атрибутів декількох об'єктів, формуючи об'єкт з розглянутими характеристиками

Особливу складність викликає наявність неформалізованих документів, оскільки такі документи не мають достатньої кількості явно виділених структурних елементів (атрибутів) і заповнення документів може від документа до документа істотно відрізнятися. Обробка подібних документів є складною інтелектуальним завданням, а самі документи мають досить великим кількість інтерпретацій, передбачити які на момент аналізу практично не представляється можливим.

У зв'язку з цим другий найважливішим завданням аналізу є виділення об'єктів предметної області, відомості про яких необхідно зберігати в базі даних. Основним фактором, який дозволяє виділити такі об'єкти, є необхідність довготривалого запам'ятовування даних про певні дії та об'єктах з подальшою потребою в отриманні збережених відомостей.

Так, якщо але суті роботи в предметній області співробітнику організації необхідно запам'ятати, що в певний момент було скоєно дію з продажу товару клієнту з подальшим отриманням інформації про кількість проданого товару або про які купили товар клієнтів, то аналітик виділить наступні об'єкти: товар, клієнт, продаж . У документах, що супроводжують це завдання, є тільки касовий і товарний чеки, які видаються клієнту і залишаються в магазині. У структурі цих чеків зазначаються відомості про товар, в деяких випадках, про клієнтів, які можуть бути сформовані на підставі дисконтної карти.

З цього прикладу очевидно, що відомості про товар можуть бути представлені на підставі документів тільки в частині найменування, ціни і, в деяких випадках, артикулу. За клієнту ні касовий, ні товарний чеки відомостей не надають, але в них може містити інформацію про дисконтною карткою клієнта, з якої, якщо відомості про неї будуть зберігатися в базі даних, можна отримати цю інформацію. Виділити відомості про клієнта з розглянутих документів (касовий і товарний чеки) не представляється можливим. Тому виникає необхідність звернутися до предметної області або інших функцій цієї предметної області, щоб на підставі заяви про оформлення дисконтної картки визначити клієнта, якому продається товар. Про об'єкт "Продаж" в документах взагалі відсутня будь-яка інформація, окрім непрямого вказівки на факт даного дії, який можна визначити тільки за значенням вартості виробленої операції, де позитивне значення покаже факт продажу, а негативне значення відобразить повернення товару. Тільки глибокий аналіз суті виробленої операції і правил формування значень атрибутів документів дозволяє визначити суть виділеного раніше об'єкта "Продаж".

Коротко розглянутий приклад наочно показує важливість аналізу документів і їх структур, але також ілюструє необхідність не тільки структурного аналізу документів, але також смислового і функціонального аналізу документів і предметної області в рамках окремих функцій.

Проведений аналіз предметної області дає підставу проектувальнику визначитися зі структурами майбутньої бази даних, які представляються моделями бази даних на логічному і фізичному рівнях. У цьому процесі фахівець з проектування баз даних не тільки переносить отримані па етапі аналізу структури дані в моделі, а й проводить оптимізацію (нормалізацію [1] ) отриманої моделі з подальшою перевіркою (верифікацією) на відповідність предметної області і завданням, для якої створюється інформаційна система взагалі і база даних зокрема.

Проектування сучасної бази даних не обмежується тільки побудовою структури даних і поданням до моделі бази даних. Цей процес передбачає визначення правил обробки даних на рівні бази даних. До таких правил обробки можна віднести дві ключові: вибірка даних і операції по модифікації відомостей. Поряд із зазначеними операціями в базах даних проектується ряд інших операцій, що визначають коректність роботи з даними, їх зберіганням, захищеністю і т.д.

Вибірка в базах даних є однією з найважливіших і найбільш часто використовуваних операцій, оскільки дозволяє оперативно отримувати відомості з бази даних в будь-якому зручному для подальшої обробки вигляді і застосовується при організації інтерфейсу інформаційної системи, формуванні наповнення документів, подання відомостей для аналітичної обробки тощо. Найчастіше вибірки потрібні, щоб якісно і ефективно виконати операції обробки даних при їх модифікації в базі даних.

Обробка даних в базі даних представляється трьома основними операціями: додавання, зміна та видалення. Цими операціями забезпечується більшість потреб користувачів по модифікації даних, але поряд з ними є операції і конструкції, які розширюють можливості бази даних. Ці компоненти обробки даних представляються на основі вбудованих в СУБД мов програмування, ключовим з яких є мова SQL (Structured Query Language). Також в СУБД включаються розширення цієї мови, які представляються самостійними мовами або програмними модулями, що забезпечують більш ефективні способи обробки даних, вирішуючи комплекси додаткових завдань, серед яких можна виділити: обробку географічних даних, подання та обробку багатовимірних структур даних, обробку ієрархічних структур і т. д.

Етап "реалізація" життєвого циклу інформаційної системи також зачіпає роботу з базою даних, про що вже йшла мова вище. Як правила, така робота полягає в організації вибірки і обробці даних, але додатково включаються деякі інші процедури, пов'язані із забезпеченням цілісності структури бази даних і інформаційного наповнення. Ці операції грунтуються на тих же принципах, правилах та мовами, що і процедури обробки, але мають ряд додаткових обмежень і можливостей застосування.

На етапі впровадження і супроводу робота з базою даних є однією з ключових. Таке твердження засноване на тому факті, що при реалізації в базі даних не тільки структур даних, а й обробки потрібно забезпечувати коректну установку, настройку і подальшу підтримку бази даних. Саме цей елемент інформаційної системи бере на себе основні завдання роботи з даними, забезпечуючи користувачеві максимальну зручність взаємодії з інформаційною системою. Інтерфейсні завдання база даних, звичайно, не вирішує, але забезпечення коректної вибірки даних дозволяє інформаційній системі виводити на екран користувачеві в зручній формі необхідні відомості, а забезпечення ефективних процедур обробки та захищеності інформації робить базу даних незамінним інструментом в роботі з даними.

Говорячи про супроводі бази даних, не можна забувати про необхідність, аналогічно звичайним комп'ютерним програмним рішенням, відстежувати вироблені зміни в предметній області і вносити зміни як в структуру бази даних (таблиці, атрибути, зв'язки), так і в програмні процедури, які забезпечують обробку і отримання даних за запитами користувачів.

У підсумку, з урахуванням усього сказаного вище, база даних є найважливішим елементом практично будь-якої сучасної інформаційної системи і розглядається на всіх етапах життєвого циклу розробки інформаційної системи (рис. 1.6).

image6

Мал. 1.6. Взаємозв'язок бази даних з етапами розробки інформаційної системи


При розробці сучасної інформаційної системи питання проектування зберігання і обробки даних стає найважливішим і, з огляду на, що автоматизуються бізнес-процеси, база даних розглядається її невід'ємною частиною. Таке розгляд бази даних грунтується на необхідності передачі інформації в бізнес-процесах і необхідності роботи з документами. Тим більше, що багато інформаційні системи працюють на основі документообігу та структурний розгляд документів, їх подання до додатку, зберігання на носії інформації вимагають використання бази даних, а значить, і її проектування з розробкою.

  • [1] Питання нормалізації будуть розглядатися в гл. 2.
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >