מבוא

אולי נתקלנו במילה ' מאגר מידע ' לעיתים קרובות. מונח זה נושא דגש גבוה על זרועותיו. לעתים קרובות יותר, זה לא קשור רק לנקודת המבט של המפתח, אלא משמש לעתים קרובות למדי עם קבוצות או קהילות שאינן טכנולוגיות. מבחינה טכנית, מסד נתונים הוא יותר מונח אחסון המשמש לציון הקשר עם צורות שונות של נתונים שקורושים במקום אחד. לפיכך, אנו יכולים להגדיר מסד נתונים כאוסף מאורגן של נתונים, בדרך כלל מאוחסנים ונגישים אליהם באופן אלקטרוני באמצעות מערכות מחשב. מאמר זה מתמקד מאוד בעיצוב מסד הנתונים והקשר שלו עם מונחים ומתודולוגיות הניתנים לציטוט נלקח בחשבון בדרך כלל. אנו נדון במונחים אלה הנוגעים לעיצוב מסד נתונים כדי להבין את החלקים והחלקים. בוא נדבר על זה מיד.

עיצוב תאריך למחרוזת

מהו עיצוב מסד נתונים?

עיצוב מסד נתונים יכול להיות מוגדר בדרך כלל כאוסף של משימות או תהליכים המשפרים את התכנון, הפיתוח, ההטמעה והתחזוקה של מערכת ניהול נתונים ארגונית. תכנון מסד נתונים נכון מפחית את עלות התחזוקה ובכך משפר את עקביות הנתונים והאמצעים החסכוניים מושפעים במידה רבה מבחינת שטח האחסון בדיסק. לכן, חייב להיות קונספט מבריק של עיצוב מסד נתונים. על המעצב לעקוב אחר האילוצים ולהחליט כיצד האלמנטים מתואמים ואיזה סוג נתונים יש לאחסן.

המטרות העיקריות מאחורי עיצוב מסד הנתונים הן לייצר מודלים עיצוביים פיזיים ולוגיים של מערכת מסד הנתונים המוצעת. כדי לפרט זאת, המודל הלוגי מתרכז בעיקר בדרישות הנתונים והשיקולים חייבים להיעשות במונחים של שיקולים מונוליטיים ומכאן שיש לאחסן את הנתונים הפיזיים המאוחסנים ללא תלות בתנאים הפיזיים. מצד שני, מודל עיצוב מסד הנתונים הפיזי כולל תרגום של מודל העיצוב הלוגי של מסד הנתונים על ידי שמירה על שליטה על מדיה פיזית באמצעות משאבי חומרה ומערכות תוכנה כגון מערכת ניהול מסד נתונים (DBMS).

מדוע עיצוב מסד נתונים חשוב?

את השיקול החשוב שניתן לקחת בחשבון תוך שימת דגש על חשיבות עיצוב מסד הנתונים ניתן להסביר במונחים של הנקודות הבאות המובאות להלן.

1. עיצובי מסדי נתונים מספקים את השרטוטים של האופן שבו הנתונים עומדים להיות מאוחסנים במערכת. עיצוב נכון של מסד נתונים משפיע מאוד על הביצועים הכוללים של כל אפליקציה.
2. עקרונות העיצוב שהוגדרו עבור מסד נתונים נותנים מושג ברור על ההתנהגות של כל יישום וכיצד עיבוד הבקשות.
3. דוגמה נוספת להדגשת עיצוב מסד הנתונים היא שעיצוב מסד נתונים נכון עונה על כל הדרישות של המשתמשים.
4. לבסוף, זמן העיבוד של יישום מצטמצם במידה ניכרת אם האילוצים של תכנון מסד נתונים יעיל ביותר מיושמים כראוי.

מעגל החיים

אמנם, מחזור החיים של מסד נתונים אינו דיון חשוב שיש לקחת קדימה במאמר זה מכיוון שאנו מתמקדים בעיצוב מסד הנתונים. אבל, לפני שקופצים ישירות על המודלים העיצוביים המהווים עיצוב מסד נתונים, חשוב להבין את זרימת העבודה הכוללת ואת מחזור החיים של מסד הנתונים.

ניתוח דרישות

קודם כל, התכנון צריך להיעשות על מהן הדרישות הבסיסיות של הפרויקט שלפיהן יש לקחת את התכנון של מסד הנתונים קדימה. לפיכך, ניתן להגדיר אותם כ:

תִכנוּן - שלב זה עוסק בתכנון כל ה-DDLC (מחזור החיים של פיתוח מסד נתונים). השיקולים האסטרטגיים נלקחים בחשבון לפני שממשיכים.

הגדרת מערכת - שלב זה מכסה את גבולות והיקפי המאגר התקין לאחר התכנון.

עיצוב מסדי נתונים

השלב הבא כולל עיצוב מסד הנתונים תוך התחשבות בדרישות מבוססות המשתמש ופיצולן למודלים שונים כך שלא יוטלו עומס או תלות כבדה בהיבט אחד. לכן, הייתה איזו גישה ממוקדת מודל ושם מודלים לוגיים ופיזיים ממלאים תפקיד מכריע.

מודל פיזי - המודל הפיזי עוסק בפרקטיקות והטמעות של המודל הלוגי.

מה זה const ב-java

מודל לוגי - שלב זה עוסק בעיקר בפיתוח מודל המבוסס על הדרישות המוצעות. המודל כולו מתוכנן על הנייר ללא כל יישום או אימוץ שיקולי DBMS.

יישום

השלב האחרון מכסה את שיטות היישום ובדיקת ההתנהגות התואמת את הדרישות שלנו. זה מובטח עם בדיקות אינטגרציה מתמשכות של מסד הנתונים עם מערכי נתונים שונים והמרת נתונים לשפה מובנת למכונה. המניפולציה של הנתונים מתמקדת בעיקר בשלבים אלה שבהם מתבצעות שאילתות להפעלה ולבדוק אם האפליקציה תוכננה בצורה משביעת רצון או לא.

המרת נתונים וטעינה - סעיף זה משמש לייבוא ​​והמרת נתונים מהמערכת הישנה לחדשה.

מייבן להתקין

בדיקה - שלב זה עוסק בזיהוי שגיאות במערכת שהושמה לאחרונה. בדיקה היא שלב מכריע מכיוון שהיא בודקת את מסד הנתונים ישירות ומשווה את מפרטי הדרישות.

תהליך עיצוב מסד נתונים

תהליך עיצוב מסד הנתונים נושא גישות מושגיות שונות שיש לזכור. עיצוב מסד נתונים אידיאלי ומובנה היטב חייב להיות מסוגל:

1. חסוך מקום בדיסק על ידי ביטול נתונים מיותרים.
2. שומר על שלמות ודיוק הנתונים.
3. מספק גישה לנתונים בדרכים שימושיות.
4. השוואת מודלים לוגיים ופיזיים.

הגיוני

מודל נתונים לוגי מתאר בדרך כלל את הנתונים בכמה שיותר פרטים, ללא צורך לדאוג לגבי ההטמעות הפיזיות במסד הנתונים. תכונות של מודל נתונים לוגי עשויות לכלול:

1. כל הישויות והיחסים ביניהם.
2. לכל ישות יש תכונות מוגדרות היטב.
3. המפתח הראשי עבור כל ישות מצוין.
4. מצוינים מפתחות זרים המשמשים לזיהוי קשר בין ישויות שונות.
5. נורמליזציה מתרחשת ברמה זו.

ניתן לעצב מודל לוגי באמצעות הגישה הבאה:

1. ציין את כל הישויות עם המפתחות הראשיים.
2. ציין יחסים מקבילים בין ישויות שונות.
3. גלה כל תכונות של ישות
4. לפתור מערכות יחסים רבות לרבים.
5. בצע את תהליך הנורמליזציה.

כמו כן, גורם חשוב אחד לאחר ביצוע הגישה שלעיל הוא לבחון ביקורתית את העיצוב על בסיס איסוף דרישות. אם יש לעקוב אחר השלבים לעיל, יש סיכוי ליצור עיצוב מסד נתונים יעיל ביותר העוקב אחר הגישה המקורית.

כדי להבין את הנקודות הללו, עיין בתמונה למטה כדי לקבל תמונה ברורה.

אם נשווה את מודל הנתונים הלוגיים כפי שמוצג באיור שלמעלה עם כמה נתונים לדוגמה בתרשים, נוכל להמציא עובדות שבמודל נתונים קונספטואלי אין נוכחות של מפתח ראשי ואילו למודל נתונים לוגי יש מפתחות ראשיים עבור כל התכונות שלו. כמו כן, נתונים לוגיים מדגמים את יחסי הכיסוי בין ישויות שונות ומספקים מקום למפתחות זרים כדי ליצור קשרים ביניהם.

גוּפָנִי

מצב נתונים פיזיים מייצג בדרך כלל את הגישה או הרעיון של עיצוב מסד הנתונים. המטרה העיקרית של מודל הנתונים הפיזיים היא להראות את כל מבנים של הטבלה כולל ה שם עמודה, סוג נתוני עמודה, אילוצים, מפתחות (ראשי וזר) , והקשר בין טבלאות. להלן התכונות של מודל נתונים פיזיים:

1. מציין את כל העמודות והטבלאות.
2. מציין מפתחות זרים המגדירים בדרך כלל את הקשר בין טבלאות.
3. בהתבסס על דרישות המשתמש, עשויה להתרחש דה-נורמליזציה.
4. מכיוון שהשיקול הפיזי נלקח בחשבון אז יהיו סיבות ברורות להבדל מאשר מודל לוגי.
5. מודלים פיזיים עשויים להיות שונים עבור RDBMS שונים. לדוגמה, עמודת סוג הנתונים עשויה להיות שונה ב-MySQL וב-SQL Server.

בעת תכנון מודל נתונים פיזי, יש לקחת בחשבון את הנקודות הבאות:

1. המר את הישויות לטבלאות.
2. המר את הקשרים המוגדרים למפתחות זרים.
3. המר את תכונות הנתונים לעמודות.
4. שנה את אילוצי מודל הנתונים בהתבסס על דרישות פיזיות.

בהשוואה של מודל נתונים פיזיים זה למודל הלוגי עם המודל הלוגי הקודם, אנו עשויים להסיק את ההבדלים שבבסיס נתונים פיזי שמות ישויות נחשבים לשמות טבלה ותכונות נחשבות לשמות עמודות. כמו כן, סוג הנתונים של כל עמודה מוגדר במודל הפיזי בהתאם למסד הנתונים בפועל.

מילון מונחים

יֵשׁוּת - ניתן להגדיר ישות במסד הנתונים כנתונים מופשטים שאנו שומרים במסד הנתונים שלנו. למשל, לקוח, מוצרים.

ארכיטקטורת 32 סיביות לעומת 64 סיביות

תכונות - תכונה היא צורה מפורטת של נתונים המורכבת ישויות כמו אורך, שם, מחיר וכו'.

מערכת יחסים - ניתן להגדיר קשר כחיבור בין שתי ישויות או דמויות. לדוגמה, אדם יכול להתייחס למספר אנשים במשפחה.

מפתח זר - הוא פועל כהפניה למפתח הראשי של שולחן אחר. מפתח זר מכיל עמודות עם ערכים שקיימים רק בעמודת המפתח הראשי שאליה הם מתייחסים.

מפתח ראשי - מפתח ראשי הוא המצביע של רשומות שהוא ייחודי ולא ריק ומשמש לזיהוי ייחודי של תכונות של טבלה.

פקודת arp

נוֹרמָלִיזָצִיָה - מודל נתונים גמיש צריך לעמוד בכללים מסוימים. יישום הכללים הללו נקרא נרמול.

סיכום

תכנון מסד נתונים הוא שיטה לזיהוי הפערים וההזדמנויות בתכנון שיטת ניצול נכונה. זהו המרכיב העיקרי של מערכת שנותן שרטוט של הנתונים והתנהגותם בתוך המערכת. עיצוב מסד נתונים נכון נשמר תמיד בראש סדר העדיפויות בגלל שדרישות המשתמש נשמרות גבוהות מדי ומעקב אחר נהלי המגבלה של עיצוב מסד נתונים עשוי להיות רק הזדמנות להשיג את היעילות המבוקשת. יתרה מכך, למדנו בנפרד גם על דגמי העיצוב השונים שמתארים את עיצוב מסד הנתונים האידיאלי יחד עם הדיון הבלתי מוגבל על המאפיינים שלהם וכיצד לעשות בהם שימוש. יתרה מזאת, למדנו כיצד מחזור החיים של מסד נתונים מחליט על עיצוב מסד הנתונים וכיצד להכניס את מושג העיצוב לשיטות מחזור החיים, כך שניתן יהיה לעצב מסדי נתונים יעילים ומתוחכמים בהתבסס על דרישות המשתמש.