Основные этапы проектирования Баз Данных

Проект реалеционной БД – набор отношений, в которых определены все атрибуты, заданы ключи, ограничение целостности. В проект включены: экранные формы, отчеты, публикации в интернет.

При разработке БД выделяют этапы работы:

1)Постановка задачи.

Здесь формируется задание по созданию БД. В нем подробно описывается состав базы, назначение и цели ее создания, перечисляется, какие виды работ предполагается осуществлять в этой базе данных (отбор, дополнение, изменение данных, печать или вывод отчета).

2)Анализ объекта.

Здесьрассматривается, из каких объектов может состоять БД, каковы свойства этих объектов. После разбиения БД на отдельные объекты необходимо рассмотреть свойства каждого из этих объектов илиустановить, какими параметрами описывается каждый объект. Все эти сведения можно располагать в виде отдельных записей и таблиц,затем необходимо рассмотреть тип данных каждой отдельной единицы записи. Сведения о типах данных следует занести в составляемую таблицу.

3)Синтез модели.

Здесьнеобходимо выбрать определенную модель БД. Рассматриваются достоинства и недостатки каждой модели и сопоставляются с требованиями и задачами создаваемой БД. После такого анализа выбирают ту модель, которая сможет максимально обеспечить реализацию поставленной задачи. После выбора модели необходимо нарисовать ее схему с указанием связей между таблицами или узлами.

4) Выбор способов представления информации и программного инструментария.

После создания модели необходимо, в зависимости от выбранного программного продукта, определить форму представления информации.

В большинстве СУБД данные можно хранить в двух видах:

-с использованием форм;

-без использования форм.

Форма – это созданный пользователем графический интерфейс для ввода данных в базу.

5)Синтез компьютерной модели объекта.

В процессе создания компьютерной модели выделяют стадии, типичные для любой СУБД.

Стадия 1. Запуск СУБД, создание нового файла базы данных или открытие созданной ранее базы.

Стадия 2. Создание исходной таблицы или таблиц.

Создавая исходную таблицу, необходимо указать имя и тип каждого поля. Имена полей не должны повторяться внутри одной таблицы. В процессе работы с БД можно дополнять таблицу новыми полями. Созданную таблицу необходимо сохранить, дав ей имя, уникальное в пределах создаваемой базы.

При проектировании таблиц, рекомендуется руководствоваться основными принципами:

1.Информация в таблице не должна дублироваться. Не должно быть повторений и между таблицами. Когда определенная информация хранится только в одной таблице, то и изменять ее придется только в одном месте. Это делает работу более эффективной, а также исключает возможность несовпадения информации в разных таблицах. Например, в одной таблице должны содержаться адреса и телефоны клиентов.

2.Каждая таблица должна содержать информацию только на одну тему. Сведения на каждую тему обрабатываются намного легче, если они содержатся в независимых друг от друга таблицах. Например, адреса и заказы клиентов лучше хранить в разных таблицах, с тем, чтобы при удалении заказа информация о клиенте осталась в базе данных.

3.Каждая таблица должна содержать необходимые поля. Каждое поле в таблице должно содержать отдельные сведения по теме таблицы. Например, в таблице с данными о клиенте могут содержаться поля с названием компании, адресом, городом, страной и номером телефона. При разработке полей для каждой таблицы необходимо помнить, что каждое поле должно быть связано с темой таблицы. Не рекомендуется включать в таблицу данные, которые являются результатом выражения. В таблице должна присутствовать вся необходимая информация. Информацию следует разбивать на наименьшие логические единицы (Например, поля "Имя" и "Фамилия", а не общее поле "Имя").

4.База данных должна иметь первичный ключ. Это необходимо для того, чтобы СУБД могла связать данные из разных таблиц, например, данные о клиенте и его заказы.

Стадия 3. Создание экранных форм.

Первоначально необходимо указать таблицу, на базе которой будет создаваться форма. Ее можно создавать при помощи мастера форм, указав, какой вид она должна иметь, или самостоятельно. При создании формы можно указывать не все поля, которые содержит таблица, а только некоторые из них. Имя формы может совпадать с именем таблицы, на базе которой она создана. На основе одной таблицы можно создать несколько форм, которые могут отличаться видом или количеством используемых из данной таблицы полей. После создания форму необходимо сохранить. Созданную форму можно редактировать, изменяя местоположение, размеры и формат полей.

Стадия 4. Заполнение БД.

Процесс заполнения БД может проводиться в двух видах: в виде таблицы и в виде формы. Числовые и текстовые поля можно заполнять в виде таблицы, а поля типа МЕМО и OLE – в виде формы.

6)Работа с созданной базой данных.

Работа с БД включает в себя действия:

-поиск необходимых сведений;

-сортировка данных;

-отбор данных;

-вывод на печать;

-изменение и дополнение данных.
Этапы проектирования базы данных:
1.Определение цели создания базы данных.
Необходимо определить цель создания базы данных, основные ее функции и информацию, которую она должна содержать. То есть нужно определить основные темы таблиц базы данных и информацию, которую будут содержать поля таблиц.
БД должна отвечать требованиям тех, кто будет непосредственно с ней работать. Для этого нужно определить темы, которые должна покрывать база данных, отчеты, которые она должна выдавать, проанализировать формы, которые в настоящий момент используются для записи данных, сравнить создаваемую базу данных с хорошо спроектированной, подобной ей базой.
2.Определение таблиц, которые должна содержать база данных.
Одним из наиболее сложных этапов в процессе проектирования базы данных является разработка таблиц, так как результаты, которые должна выдавать база данных (отчеты, выходные формы и др.) не всегда дают полное представление о структуре таблицы.
При проектировании таблиц не обязательно использовать Microsoft Access. Сначала лучше разработать структуру на бумаге. При проектировке таблиц рекомендуется руководствоватьсяосновными принципами:
-Информация в таблице не должна дублироваться. Не должно быть повторений и между таблицами.
Когда определенная информация храниться только в одной таблице, то и изменять ее придется только в одном месте. Это делает работу более эффективной, а также исключает возможность несовпадения информации в разных таблицах.
-Каждая таблица должна содержать информацию только на одну тему.
Сведения на каждую тему обрабатываются намного легче, если содержатся они в независимых друг от друга таблицах. Например, адреса и заказы клиентов хранятся в разных таблицах для того, чтобы при удалении заказа информация о клиенте осталась в базе данных.
3.Определение необходимых в таблице полей.
Каждая таблица содержит информацию на отдельную тему, а каждое поле в таблице содержит отдельные сведения по теме таблицы. Например, в таблице с данными о клиенте могут содержаться поля с названием компании, адресом, городом, страной и номером телефона. При разработке полей для каждой таблицы необходимо помнить:
- Каждое поле должно быть связано с темой таблицы.
- Не рекомендуется включать в таблицу данные, являющиеся результатом выражения.
- В таблице должна присутствовать вся необходимая информация.
- Информацию следует разбивать на наименьшие логические единицы (Например, поля «Имя» и «Фамилия», а не общее поле «ФИО»).
4.Задание первичного ключа для каждой таблицы.
С тем чтобы Microsoft Access мог связать данные из разных таблиц, например, данные о клиенте и его заказы, каждая таблица должна содержать поле или набор полей, которые будут однозначно идентифицировать каждую запись в таблице. Такое поле или набор полей называют первичным ключом.
5.Определение связей между таблицами.
После распределения данных по таблицам и определения ключевых полей необходимо определить связи между таблицами. Для этого надо служит кнопка Схема данных. Связи нужны для того, чтобы обеспечить синхронное изменение одноименных полей в разных таблицах. Самый распространенный вид связи «один – ко-многим».
6.Обновление структуры базы данных.
После проектирования таблиц, полей и связей необходимо еще раз просмотреть структуру базы данных и выявить возможные недочеты. Для проверки необходимо ввести несколько записей в каждую таблицу и посмотреть, отвечает ли база данных поставленным требованиям. Рекомендуется создать черновые выходные формы и отчеты и проверить, выдают ли они требуемую информацию. Кроме того необходимо исключить из таблиц все возможные повторения данных.
7.Добавление данных и создание других объектов базы данных.
Если структуры таблиц отвечают поставленным требованиям, то можно вводить все данные. Можно создавать любые запросы, формы, отчеты, макросы и модули.

15 Проектирование баз данных на основе принципов нормализации отношений

Нормализация - процесс приведения отношения к одной из нормальных форм (НФ).
Для поддержания БД в устойчивом состоянии используется ряд механизмов, которые получили обобщенное название средств поддержки целостности. Эти механизмы применяются как статически (на этапе проектирования БД), так и динамически (в процессе работы с БД). Приведение структуры БД в соответствие ограничениям - это и есть нормализация.
Суть этих ограничений весьма проста: каждый факт, хранимый в БД, должен храниться один-единственный раз, поскольку дублирование может привести к несогласованности между копиями одной и той же информации. Следует избегать любых неоднозначностей, а также избыточности хранимой информации.
Процесс нормализации - последовательное преобразование исходной БД к НФ, при этом каждая следующая НФ обязательно включает в себя предыдущую (что, собственно, и позволяет разбить процесс на этапы и производить его однократно, не возвращаясь к предыдущим этапам).

Перейти к: навигация, поиск

У этого термина существуют и другие значения, см. Нормальная форма (значения).

Нормальная форма — свойство отношения в реляционной модели данных, характеризующее его с точки зрения избыточности, которая потенциально может привести к логически ошибочным результатам выборки или изменения данных. Нормальная форма определяется как совокупность требований, которым должно удовлетворять отношение.

Нормализация - процесс преобразования отношений базы данных (БД) к виду, отвечающему нормальным формам. Нормализация предназначена для приведения структуры БД к виду, обеспечивающему минимальную логическую избыточность, и не имеет целью уменьшение или увеличение производительности работы или же уменьшение или увеличение физического объёма базы данных.^[1] Конечной целью нормализации является уменьшение потенциальной противоречивости хранимой в базе данных информации. Как отмечает К. Дейт,^[2] общее назначение процесса нормализации заключается в:

-исключение некоторых типов избыточности;

-устранение некоторых аномалий обновления;

-разработка проекта базы данных, который является достаточно «качественным» представлением реального мира, интуитивно понятен и может служить хорошей основой для последующего расширения;

-упрощение процедуры применения необходимых ограничений целостности.

Устранение избыточности производится, как правило, за счёт декомпозиции отношений, чтобы в каждом отношении хранились только первичные факты (то есть факты, не выводимые из других хранимых фактов).

Процесс проектирования реляционной базы на основе метода нормализации преследует две основные цели:

-избежать избыточности хранения данных;

-устранить аномалии обновления отношений.

16 База данных, её основные обьекты.

Ба́за да́нных – именованная совокупность информации, отображающей состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.

База данных — организованная в соответствии с определёнными правилами и поддерживаемая в памяти компьютера совокупность данных, характеризующая актуальное состояние некоторой предметной области и используемая для удовлетворения информационных потребностей пользователей.^[1]

База данных — совместно используемый набор логически связанных данных (и описание этих данных), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации.^[4]

отличительные признаки^[5]:

1. БД хранится и обрабатывается в вычислительной системе.
любые внекомпьютерные хранилища информации (архивы, библиотеки, картотеки и т. п.) базами данных не являются.

2. Данные в БД логически структурированы (систематизированы) с целью обеспечения возможности их эффективного поиска и обработки в вычислительной системе.
Структурированность подразумевает выделение составных частей (элемент (философия)элементов), связей между ними, типизацию элементов и связей, при которой с типом элемента (связи) соотносится определённая семантика и допустимые операции.^[6]

3. БД включает метаданные, описывающие логическую структуру БД в формальном виде (в соответствии с некоторой метамоделью).
В соответствии с ГОСТ Р ИСО МЭК ТО 10032-2007, «постоянные данные в среде базы данных включают в себя схему и базу данных. Схема включает в себя описания содержания, структуры и ограничений целостности, используемые для создания и поддержки базы данных. База данных включает в себя набор постоянных данных, определенных с помощью схемы. Система управления данными использует определения данных в схеме для обеспечения доступа и управления доступом к данным в базе данных».^[2]

Объекты БД

Объект	Описание
Таблица	Двухмерный объект, состоящий из строк и столбцов, который используется для хранения данных в реляционной базе данных. В каждой таблице хранится информация об одном из типов объектов, моделируемых базой данных. Например, в базе данных образовательного учреждения одна таблица может содержать сведения о преподавателях, вторая — о студентах, а третья — о расписании
Тип данных	Атрибут, задающий тип информации, которая может храниться в етолб|.е, параметре или переменной. SQL Server поддерживает несколько системных типов данных; в дополнение к ним разрешается создавать пользовательские типы данных
Представление	Объект БД, на который в SQL-операторах можно ссылаться так же, как на таблицу. Представления определяются с помощью SQL-операторов и являются аналогами объектов, содержащих результирующие наборы, получаемые при выполнении этих операторов
Хранимая	Откомпилированный набор операторов Тransact-SQL. процедура хранимый под определенным именем и обрабатываемый как единое целое. SQL Server предоставляет хранимые процедуры для управления SQL Server и вывода сведений о БД и пользователях. Они называются системными хранимыми процедурами
Функция	Фрагмент кода, действующий как единая логическая сущность. Функцию можно вызвать по имени, при этом разрешается задать ряд необязательных входных параметров. Она возвращает сведения о состоянии и необязательные выходные значения. Функции поддерживаются многими языками программирования, в том числе С, Visual Basic и Transact-SQL. В TransactSQL имеется ряд встроенных функций, которые изменить невозможно, а также поддерживаются функции, которые создают и корректируют пользователи
Индекс	Объект реляционной БД, обеспечивающий быстрый доступ к строкам таблицы на основе значений ключа, а так же уникальность строк в таблице. SQL Server поддерживает как кластерные, так и некластерные индексы. Первичный ключ таблицы индексируется автоматически. При полнотекстовом поиске сведения о ключевых словах и их расположении в данном столбце хранятся в полнотекстовом индексе
Ограничение	Свойство, назначаемое столбцу таблицы, которое позволяет предотвратить занесение недопустимых данных в столбец. Например, ограничения UNIQUE или PRIMARY_KEYпредотвращают занесение значений, дублирующих существующие. Ограничение CHECK предотвращает занесение значения, не соответствующего критерию поиска, a NOT NULL — пустого значения
Правило	Объект БД, связанный со столбцами или с пользовательскими типами данных, который задает значения данных, приемлемые в данном столбце. Лучше использовать ограничения CHECK, которые предоставляют ту же самую функциональность и соответствуют стандарту SQL-92
Умолчание	Значение, автоматически присваиваемое системой данным, параметру, режиму сопоставления или имени, если оно не задано пользователем. Также определяет действие, автоматически выполняемое при конкретных событиях в отсутствие действий, заданных пользователем
Триггер	Хранимая процедура, исполняемая при модификации данных в заданной таблице. Триггеры часто создают для поддержки ссылочной целостности или согласованности логически связанных данных в различных таблицах

17 DHCP – сервер. DHCP служба. Управление и мониторин службы DHCP.

DHCP-сервер

DHCP-протокол- применяется для конфигурирования TCP/IP хостов внутри сети. DHCP-сервер выбирает подходящие параметры конфигурирования (IP-адрес с соответствующей маской подсети и другими вспомогательными параметрами, такими, как IP-адрес шлюза по умолчанию, адреса DNS-серверов, имена доменов и т.д.) пользовательских станций.

DHCP-сервер назначает клиентские IP-адреса внутри заданного диапазона на определенный период. IP-адрес может быть оставлен пользователю, для этого необходимо выполнить запрос на продление периода до срока его истечения. Если пользователь не запросил продления периода, то IP-адрес считается свободным и может быть назначен другому пользователю.

DHCP-серверу должно быть назначено так называемое резервирование определенные пользователи могут иметь свои IP-адреса в резерве. Адреса могут быть зарезервированы для аппаратного адреса (MAC) или имени хоста. Эти пользователи могут иметь фиксированные IP-адреса. Конфигурация адресов задается автоматически.

Использование DHCP приносит две главные выгоды. Первая: управление этим протоколом намного легче, чем другими, так как все настройки могут быть сделаны на сервере (нет необходимости конфигурирования индивидуальных рабочих станций). Вторая: устранение многих конфликтов сети (то есть один IP-адрес может быть назначен на одну рабочую станцию, и не более).

Служба DHCP

Каждому хосту, подключенному к сети на базе TCP/IP, должен быть назначен уникальный IP-адрес. Протокол DHCP- протокол динамической конфигурации хоста был разработан как средство динамического выделения хостам IP-адресов. Протокол DHCP является открытым промышленным стандартом, упрощающим управление сетями на базе TCP/IP. Этот протокол может быть использован для централизованного управления процессом настройки стека протокола TCP/IP на клиентских машинах (речь идет о таких параметрах, как адрес шлюза по умолчанию или адрес DNS-сервера).
В спецификации протокола DHCP определяются два участника: DHCP-сервер и DHCP-клиенты. Служба клиента DHCP запрашивает у DHCP-сервера параметры для настройки стека протоколов TCP/IP. Служба сервера DHCP обрабатывает клиентские запросы, осуществляя выдачу в аренду IP-адреса из некоторого диапазона. Каждый адрес выделяется на определенный срок. По окончании этого срока хост должен либо продлить срок аренды, либо освободить адрес. Все удовлетворенные запросы пользователя фиксируются службой сервера DHCP в собственной базе данных. Подобное решение позволяет предотвратить выделение одного IP-адреса двум хостам. Одновременно с выдачей IP-адреса DHCP-сервер может предоставить клиенту дополнительную информацию о настройках стека протоколов TCP/IP, такую как маска подсети, адрес шлюза и адреса серверов DNS и WINS.
Реализованная в Windows 2000 Server поддержка протокола DHCP обладает характеристиками:

- Интеграция с DNS. DNS-серверы обеспечивают разрешение имен для сетевых ресурсов и тесно связаны со службой DHCP. DHCP-серверы и DHCP-клиенты могут осуществлять динамическую регистрацию выдаваемых IP-адресов и ассоциированных с ними доменных имен в базе данных DNS-сервера. При этом в базе данных DNS-сервера создаются ресурсные записи типа PTR (указатель) и А (адрес).

- Улучшенное управление и мониторинг. Новая возможность обеспечивает уведомление об уровне использования пула IP-адресов. Оповещение производится при помощи соответствующего значка либо при помощи передачи сообщения. Сервер DHCP поддерживает SNMP и MIB, что обеспечивает графическое представление статистических данных. Это помогает администратору отслеживать состояние сети, например, число доступных и занятых адресов, число арендных договоров, обрабатываемых за секунду, и т. п.

-Распределение групповых адресов. DHCP-сервер может быть использован для выделения клиентам групповых (multicast) адресов. В последнее время появляется большое количество корпоративных приложений, требующих использования групповых адресов (например, видео- или аудио-конференции).

- Защита от подмены серверов. Одним из обязательных условий функционирования DHCP-сервера является требование его авторизации в каталоге Active Directory. При каждом запуске служба DHCP-сервера пытается обнаружить в каталоге запись, подтверждающую авторизацию службы. Если подобная запись не найдена, служба сервера не запускается.

- Автоматическая настройка клиентов. Служба DHCP-клиента в случае отсутствия в сети DHCP-сервера может выполнить необходимую настройку самостоятельно. Используя для работы временную конфигурацию стека протоколов TCP/IP, клиент продолжает попытки связаться с DHCP-сервером в фоновом режиме каждые 5 минут. При этом автоматическое назначение адреса всегда прозрачно для пользователей. Адреса для такого рода клиентов выбираются из диапазона частных сетевых адресов TCP/IP, которые не используются в Интернете.

- Новые специализированные опции и поддержка классов опций. Администратор может создавать собственные классы DHCP (используемые для конфигурации клиентов) в соответствии с необходимостью. Механизм пользовательских классов позволяет применять DHCP в заказных приложениях для сетей масштаба предприятия. Классы поставщиков могут использоваться для настройки различных функций сетевого аппаратного обеспечения.

Следует также отметить функциональные возможности, которые были впервые добавлены в реализацию службы DHCP в Windows Server 2003.

- Возможность резервного копирования базы данных DHCP. В базе данных DHCP-сервера хранится информация о выданных клиентам IP-адресах, включая информацию о времени окончания аренды. Регистрация этой информации позволяет избежать повторного выделения уже выданных адресов. Повреждение этой базы данных может привести к тому, что работоспособность сети окажется под угрозой. Администратор может выполнять резервное копирование базы данных DHCP-сервера. Созданная резервная копия может использоваться впоследствии для восстановления работоспособности DHCP-сервера.

- Возможность задания альтернативной конфигурации DHCP-клиента. Для DHCP-клиента может быть задана альтернативная конфигурация TCP/IP, что позволяет перемещать компьютер между различными подсетями.