15.Физическое проектирование базы данных

Фазы концептуального и логического проектирования ИС следует отделять от фазы физического проектирования. На это есть несколько причин:

- они связаны с совершенно разными аспектами системы: что делать и как делать;

они выполняются в совершенно разное время, т.к. сначала надо понять, что надо сделать, а потом как это сделать;

они требуют совершенно разных навыков и умений, которыми обычно обладают совершенно разные люди.

Однако этап физического проектирования не является совершенно изолированным от

других – как правило, между логическим и физическим проектированием имеется постоянная обратная связь, часто охватывающая и разработку пользовательских приложений. Например, решения, принятые на этапе физического проектирования с целью повышения производительности системы, могут повлиять на структуру ее логической схемы.

Этапы Физическое проектирование:

создание набора реляционных таблиц и ограничений для них на основе информации, представленной в логической модели данных;

определение конкретных структур хранения данных и методов доступа к ним, обеспечивающих оптимальную производительность системы с базой данных;

разработка средств защиты создаваемой системы.

Первый шаг. Преобразование отношений, созданных на основе логической модели, в такую форму, которая может быть реализована в среде целевой СУБД. Первая часть этого процесса предусматривает проверку информации, собранной на этапе логического проектирования и помещенной в словарь данных. Вторая часть заключается в использовании этой информации для разработки проекта таблиц базы данных. Этот процесс требует глубоких знаний о функциональных возможностях целевой СУБД. В частности разработчик должен знать поддерживает ли система определение:

первичных ключей, внешних ключей и альтернативных ключей;

обязательных данных (может ли поле в таблице быть пустым NULL);

доменов (домен - набор допустимых значений для атрибута);

бизнес-правил организации;

способ определения таблиц.

Современные СУБД поддерживают язык определения данных (DDL) , с помощью которого можно описать структуру создаваемых таблиц, определить индексы, ограничения.

Второй шаг. Одной из важнейших целей физического проектирования БД является организация эффективного хранения данных. Существует несколько показателей, которые могут быть использованы для оценки достигнутой эффективности.

Пропускная производительность транзакций.(кол-во транзакций обработаны за заданный интервал времени.)

Время ответа. Характеризует промежуток, необходимый для выполнения одной транзакции.

Дисковая память. Этот показатель представляет собой объем дискового пространства, необходимого для размещения файлов базы данных

Как правило, трудно обеспечить одновременное выполнение всех этих факторов, разработчик вынужден жертвовать одним из показателей, чтобы достичь определенного баланса. Многие СУБД предоставляют в распоряжение администратора базы данных утилиты, предназначенные для контроля за функционированием системы и ее настройки.

На производительность системы влияют четыре основных компонента аппаратного обеспечения: оперативная память, процессор, дисковый ввод/вывод, сеть. Каждый из этих ресурсов способен оказывать влияние на остальные системные ресурсы. На втором шаге физического проектирования БД требуется выполнить следующий набор действий:

1. анализ транзакций;

2. определение вторичных индексов;

3. анализ необходимости введения контролируемой избыточности данных;

4. определение требований к дисковой памяти.

Третьим шагом на этапе физического проектирования базы данных является организация ее защиты, это объясняется тем, что база данных представляет собой ценный корпоративный ресурс. На этапе физического проектирования требуется реализовать требования к защите данных, которые были установлены на этапе логического проектирования базы данных. Используемые решения могут включать создание пользовательских представлений (VIEW) и организацию механизма контроля доступа пользователей к данным, реализуемого с помощью средств языка SQL.

Представления VIEW создаются на основе одной или нескольких взаимосвязанных таблиц и позволяют: скрыть истинную структуру базы данных; показывать пользователю только те данные, которые соответствуют его локальным концептуальным моделям ( это определяется его должностными обязанностями).

Пользователям требуется предоставлять определенные права доступа к таблицам и представлениям, например, пользователь может только просматривать какие-либо таблицы, а над другими таблицами он может выполнять операции вставки, удаления, корректировки. Обычно в информационной системе доступ к базе данных осуществляется через специально разработанные приложения, которые выполняются от имени пользователя, что позволяет определить круг его возможностей.