Инфологическое проектирование. 
Разработка проекта интернет–фирмы по продаже, установке и сопровождению программных продуктов

Процесс построения инфологической модели состоит из следующих шагов:

• — определение сущностей;
• — определение зависимостей между сущностями;
• — задание первичных и альтернативных ключей;
• — определение атрибутов сущностей;
• — приведение модели к требуемому уровню нормальной формы.

Для того чтобы облегчить переход от диаграмм логического уровня к диаграммам физического уровня, использовались следующие правила выбора атрибутов:

• — атрибуты должны быть неделимыми и атомарными;
• — каждый не ключевой атрибут должен полностью зависеть от составного ключа;
• — не должно существовать транзитивных зависимостей атрибутов от ключа.

Цель инфологического проектирования — обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Поэтому модель данных пытаются строить по аналогии с естественным языком (последний не может быть использован в чистом виде из-за сложности компьютерной обработки текстов и неоднозначности любого естественного языка). Основными конструктивными элементами моделей являются сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты).

Сущность — любой различимый объект (объект, который мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо хранить в базе данных.

Логическая структура базы данных — это описание состава, типа и длины информационных единиц базы данных (БД) и связей между ними.

Сущности и связи модели данных представляются в виде реляционной таблицы (отношения). Отношение, соответствующее сущности, содержит атрибуты (столбцы), являющиеся атрибутами сущности и описывающие сущность (объект). Атрибут или множество атрибутов, которые однозначно определяют объект называются ключом.

Удобно представлять отношение как таблицу, где каждая строка есть кортеж, и каждый столбец соответствует одному компоненту. Столбцы при этом называются атрибутами и им присваивают имена. Список имён атрибутов называется схемой отношения. Совокупность схем отношений, используемых для представления информации, называются схемой базы данных, а текущие значения соответствующих отношений — базой данных. В данном случае разрабатывается реляционная база данных, т. е. такая база, которая воспринимается пользователем как совокупность таблиц.

База данных — это структурированная совокупность данных, характеризующих состав объектов предметной области, их свойства, взаимосвязи в рассматриваемый момент времени. База данных в вычислительной системе реализуется в виде совокупности логически структурированных и физически организованных в памяти ЭВМ данных. При этом, как правило, база данных разбивается на ряд отдельных файлов, каждый из которых содержит определённую информацию о предметной области.

На этапе инфологического проектирования выделяют и описывают сущности, их свойства и связи между ними.

Разбиение на таблицы осуществляется в соответствии с семантическим анализом предметной области, при этом, как правило, каждому объекту (сущности) предметной области ставится в соответствие таблица, атрибутам объекта соответствуют атрибуты таблицы, а идентификатору объекта соответствуют ключ таблицы.

Схема БД может быть не удачной, т. е. могут возникать избыточность и аномалии (аномалия обновления, аномалия включения, аномалия удаления). Нормализация данных представляет собой процедуру, обеспечивающую соответствие информационной модели некоторым стандартам. Это означает минимизацию дублирования, обеспечение гибкости, необходимой для поддержки различных функциональных требований, и создание условий для адекватного отображения модели на разнообразные проекты БД.

Процесс нормализации, идущий параллельно с проектированием, включает в себя:

• — выявление существенных объектов, информация о которых подлежит выяснению или запоминанию. Эти сущности должны взаимно исключать друг друга.
• — добавление связей, представляющих поименованные отношения между сущностями.
• — для каждой сущности составляется перечень сведений (атрибутов), которые нужно знать о ней.
• — установить, каким образом каждое вхождение сущности можно уникально идентифицировать.

Инфологическое проектирование базы данных было проведено в CASE_средстве ERwin.

ERwin имеет два уровня представления модели — логический и физический. Логический уровень — это абстрактный взгляд на данные, на нем данные представляются так, как выглядят в реальном мире. Логическая модель данных является универсальной и никак не связана с конкретной реализацией СУБД.

Физическая модель данных, напротив, зависит от конкретной СУБД, фактически являясь отображением системного каталога. В физической модели содержится информация обо всех объектах БД. Поскольку стандартов на объекты БД не существует, физическая модель зависит от конкретной реализации СУБД. Следовательно, одной и той же логической модели могут соответствовать несколько разных физических моделей. Если в логической модели не имеет значения, какой конкретно тип данных имеет атрибут, то в физической модели важно описать всю информацию о конкретных физических объектах — таблицах, колонках, индексах, процедурах и т. д. Разделение модели данных на логические и физические позволяет решить несколько важных задач.

В проектируемой модели использовалась логико-физическая модель.

Разработка физической модели базы данных велась с использованием CASE-средства ER-WIN 4.0. Модель Интернет — фирмы представлена на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4. Модуль Интернет — фирмы

Структура данных представлена четырьмя таблицами. Назначение каждой из таблиц, а также их атрибуты приведены ниже.

Таблица 3.1. Описание полей таблицы Products.

Таблица 3.2. Описание полей таблицы Customers.

Таблица 4.3. Описание полей таблицы Order.

Таблица 3.4. Описание полей таблицы Details.

Создание этой базы данных на сервере было осуществлено с использованием администраторских прав в инструменте MySQLAdmin СУБД MySQL с помощью конструктора.

В рамках реляционной модели данных существует несколько нормальных форм отношений (нормальные формы ограничивают определенный тип функциональной зависимости и устраняют аномалии при выполнении операций над отношениями):

• — 1 нормальная форма — если все атрибуты отношения являются атомарными (неделимыми). Понятие атомарности является условным. Считается, что атрибут является атомарным, если его значение не используется по частям;
• — 2 нормальная форма — если отношения находятся в первой нормальной форме и каждый не ключевой атрибут функционально полно зависит от составного ключа;
• — 3 нормальная форма — если отношения находятся во второй нормальной форме и в них отсутствуют транзитивные зависимости не ключевых атрибутов от ключа.

Существуют и другие виды нормальных форм отношений, но, чаще всего, для сохранения целостности данных достаточно третьей нормальной формы.

Произведенный анализ схемы отношений, показавший отсутствие многозначных зависимостей в существующей инфологической модели, позволяет сделать вывод о том, что отношения находятся в третьей нормальной форме.