Характеристика инфологической и даталогической модели баз данных

Проектирование данных связано с многоуровневым их представлением: внешним, инфологическим, даталогическим, внутренним (рис. 1).

è Внешний уровень представляет собой требования к данным со стороны пользователям и прикладным программам. Требования пользователей к внешнему представлению охватывают совокупность данных, которые нужны для выполнения запросов пользователей. Требования со стороны прикладных программ к внешнему уровню представления данных - это перечень данных с описанием их взаимосвязей, которые необходимые для реализации определенных функциональных задач.

Внешний уровень представляет собой словесное описание данных и их взаимосвязей и  отражает информационные нужды пользователей и прикладных программ. Иногда для описания внешнего уровня используются матричные или другие формализованные методы. Описание внешнего уровня не исключает наличия дублирования,  избыточности, несогласования и т.п..

Рис. 1. Схема взаимосвязи уровней представления данных в БД

Для проектирования внешней модели БД, необходимо выполнить обследования ПО, выучить систему входной и исходной документации, исследовать и изучить все  функциональные обязанности будущих пользователей БД.

Американский комитет  CODASYL предлагает три уровня: внешний, концептуальный, внутренний. Иногда для удобства проектирования вводят вспомогательный уровень (промежуточный), который называют инфологическим. Он может быть самостоятельным или функционировать как составляющая внешнего уровня.

Интеграция всех внешних представлений данных выполняется на инфологическом  уровне. На этом уровне формируется инфологическая (каноническая) модель данных, которая не является простоя суммой внешних представлений данных.

è Инфологический уровень представляет собой информационно-логическую модель (ИЛМ) предметной области, в которой исключена избыточность данных и отображены информационные особенности объекта управления, без учета особенностей и специфики конкретной СУБД.

Цель инфологического проектирования - создать структурированную информационную модель ПО, для которой будет разрабатываться БД. Во время проектирования на инфологическом уровне создается информационно-логическая модель, которая должных отвечать требованиям:

Ø корректность схемы БД, т.е. адекватное отображение моделированной предметной области (ПО);

Ø  простота и удобство использования на следующих этапах проектирования, т.е. ИЛМ должны легко отображаться в модели БД, что поддерживается известными СУБД (сетевые, иерархические, реляционные);

Ø ИЛМ должны быть описаны языком, понятным проектировщикам БД, программистам, администратору и будущим пользователям АБ.

Основной составной инфологической  модели являются атрибуты, которые нужно проанализировать и  сгруппировать для дальнейшего хранения в БД.

Сущность инфологического моделирование состоит в выделении информационных объектов ПО (файлов), подлежащих хранению в БД, а также определении характеристик объектов и связей между ними. Характеристиками объектов являются атрибуты.

è Даталогічний (логический, концептуальный) уровень формируется с учетом специфики и особенностей конкретной СУБД. На этом уровне строится концептуальная модель данных, т.е. специальным способом структурированная модель ПО, которая отвечает особенностям и ограничениям выбранной СУБД. Модель логического уровня, которая поддерживается средствами конкретной СУБД, иногда называют даталогічною. В зависимости от типов моделей, которые поддерживаются средствами СУБД, есть иерархические, сетевые и реляційні модели баз данных. Наиболее распространенными на современном рынке программных продуктов есть реляційні СУБД.

è Внутренний уровень связан с физическим размещением данных в памяти ЭВМ. На этом уровне формируется физическая модель БД, содержащая структуры хранения данных в памяти ЭВМ, включая описание форматов данных, порядок их логического или физического упорядочения, размещения по типам устройств, а также характеристики и пути доступа к данным.

От параметров физической модели зависят такие характеристики функционирования БД: объем памяти и время реакции системы. Физические параметры БД можно изменять в процессе ее эксплуатации (не изменяя при этом описании других уровней) с целью повышения эффективности функционирования системы. Структура файлов БД определяется на этапах инфологического и логического проектирования, а формирование структуры - на этапе физического проектирования БД.

Структура файла - это поименованная совокупность логически взаимосвязанных атрибутов.