Стадии проектирования и объекты моделирования

Не исключено, что у читателя создалось впечатление, будто мы уже владеем современной методологией или, по крайней мере, близки к этому, что, к сожалению, не так, и, может быть, мы никогда ничего подобного не добьемся. Всегда несложно охарактеризовать методологию на концептуальном уровне, весьма трудно применить ее на практике. Камень преткновения — сложность проникновения в существо предметной области (например, сложности понимания механизма деятельности организации) и адаптации ее к новым, возможно лучшим, условиям функционирования.

Аналогичные проблемы характерны и для СУБД в целом. Система баз данных должна стать органическим элементом системы управления организацией — вот залог ее успешного применения. Однако процесс ее внедрения связан с определенными изменениями в самой организации и в деятельности ее сотрудников, и мы всегда будем сталкиваться с естественной инертностью людей, когда речь идет о восприятии изменений....

Весьма важно, чтобы средства СУБД были адекватны потребностям пользователей. Поскольку разным пользователям могут понадобиться разные модели данных, языки данных и схемы, желательно, чтобы СУБД поддерживала множество средств, а пользователь мог выбирать из них наиболее подходящие...

Можно, конечно, поставить под сомнение ценность таких исследований. Действительно, каким бы плохим ни был язык программирования, его, в конце концов, все-таки можно выучить. Точно так же и средства СУБД можно освоить за определенный период времени. Но проблема состоит не в освоении средств, а в эффективности их использованиях.

Следует отметить, что положения цитаты из [20], текст которой выделен выше курсивом, по-прежнему актуальны, хотя книга издана более 20 лет назад. Действительно, средства проектирования непрерывно развиваются, но и задачи, решение которых пользователь предполагает автоматизировать с помощью систем баз данных, существенно усложнились.

С точки зрения объектов моделирования необходимо различать модели предметной области и модели базы данных. Эти модели взаимосвязаны, поскольку представляют собой образы одного и того же оригинала — некоторого множества предметов реального мира, информацию о которых мы предполагаем хранить и обрабатывать с помощью проектируемой БД.

Характер взаимосвязей (и, соответственно, отличий) проявляется и в процессе проектирования системы баз данных. Модель предметной области скорее ассоциируется с неформальным уровнем семантического моделирования, а модель базы данных — с формализованным уровнем системы (и в частности, СУБД). В идеале целью семантического моделирования является формирование систематического основания для хорошо формализованного процесса проектирования базы данных. Здесь необходимо вспомнить следующие требования, предъявляемые кбазам данных, и, в частности, к способам описания данных:

1) описания должны быть понятны пользователю, не проектировавшему базу;

2) однажды принятые способы представления данных должны допускать присоединение новых элементов данных без изменения существующих схем данных и прикладных программ;

3) СУБД должны позволять эффективно обрабатывать произвольные запросы к базе данных.

Эти требования отражают, с одной стороны, точку зрения пользователя, для которой характерны требования высокой степени общности и широты представления (или, по крайней мере, не громоздкость детальных описаний), позволяющих ему получить достаточно сведений без затраты значительных временных или интеллектуальных ресурсов. С другой стороны — точку зрения администратора, выполняющего проектирование и оптимизацию системы баз данных, что предполагает высокую степень детализации и формализации, обеспечивающих обоснованность технических решений, а также возможность автоматизации проектирования.

Забегая несколько вперед, рассмотрим взаимосвязь двух известных методов семантического моделирования инфологического уровня — ER-диаграммы (ER — Entity Relation) и метода нормализации, воспринимаемых зачастую как альтернативные. На самом деле нормализация с помощью хорошо формализованных методов обеспечивает декомпозицию исходных отношений (переменных) большой размерности к возможно большему набору отношений, но меньшей размерности. Эти методы не зависят от особенностей предметной области (семантики обрабатываемых данных), но вследствие этого и не позволяют определить исходное отношение. Для этого удобнее использовать методики, подобные ER-диаграммам — для них свойственны подходы технологии нисходящего проектирования, которые дают представление «в целом», но именно поэтому (из-за сравнительной простоты) не позволяют провести полноценное проектирование базы. То есть, можно сказать, что метод нормализации и ER-диаграммы по существу являются взаимодополняющими.

Кроме того, разнообразие моделей связано также и с различием используемых парадигм моделирования, по существу определяющих способ представления взаимосвязи объектов на уровне структур данных. С этой точки зрения различаются реляционные, сетевые, иерархические, объектные, объектно-реляционные, документальные и другие виды моделей. Соответственно различаются и описываемые их средствами схемы баз данных.

Рассмотрим основные стадии процесса моделирования, представленные на рис. 5.1.