Проектирование базы данных для МБДОУ «Детский сад»

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

3

1

Теоретические основы проектирования баз данных

5

1.1

Понятие базы данных. Модели данных

5

1.2

Классификация баз данных. Системы управления базами данных

14

1.3

Этапы проектирование базы данных.  Подходы к проектированию базы данных

21

2

Проектирование базы данных для МБДОУ «Детский сад»

27

Заключение

33

Библиографический список

34





































Введение

Актуальность темы курсового проекта. Основы современной информационной технологии составляют базы данных (БД) и системы управления базами данных (СУБД), роль которых как единого средства хранения, обработки и доступа к большим объемам информации постоянно возрастает. При этом существенным является постоянное повышение объемов информации, хранимой в БД, что влечет за собой требование увеличения производительности таких систем. Резко возрастает также в разнообразных применениях спрос на интеллектуальный доступ к информации. Это особенно проявляется при организации логической обработки информации в системах баз знаний, на основе которых создаются современные экспертные системы.

Целью данной работы является создание СУБД для хранения и обработки данных Муниципального бюджетного дошкольного  образовательного учреждения (МБДОУ) «Детский сад».

Объект исследования: процесс автоматизации информационных потоков.

Предмет исследования: документы, содержащие сведения о воспитанниках , воспитателях, группах.

Для достижения цели необходимо выполнить следующие задачи:

	Проанализировать предметную область деятельности МБДОУ.

	Провести сравнительную характеристику программных продуктов для автоматизации информационных потоков.

	Разработать базу данных, которая позволит автоматизировать ведение документации, необходимой для деятельности МБДОУ.

Методологическая основа исследования. Методологической основой исследования послужили как общенаучный диалектический метод, так и вытекающие из него частно-научные методы исследования: сравнительно-правовой, юридико-догматический, логический методы в сочетании с системным и комплексным анализом исследуемых явлений, метод анализа и обобщения нормативной базы и практики её применения и другие.

Научная разработанность темы. В ходе написания данной работы были исследованы труды таких известных ученых, как: Н.К.Грибов, Н.А. Крамер,   Ю.С. Леонтьев и  др. 

Структура и содержание работы обусловлены целями и задачами настоящего исследования. Курсовой проект состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованных источников и литературы.

Практическая значимость проектируемой системы высока, так как она обеспечивает быстрый поиск необходимой информации по основным интересующим вопросам, что обеспечивает экономию трудозатрат и времени предполагаемых пользователей.



























1 Теоретические основы проектирования баз данных

1.1 Понятие базы данных. Модели данных

Фундаментальные идеи современных информационных и коммуникационных технологий базируются на концепции базы данных. Согласно этой концепции, все данные должны быть организованы в базы данных с целью адекватного отображения изменяющегося реального мира и удовлетворения информационных потребностей пользователей. При этом под данными понимается информация, представленная в определенном виде, позволяющем автоматизировать ее сбор, хранение и дальнейшую обработку человеком или информационным средством [1, с. 114]. 

Хранимые в базе данные имеют определенную логическую структуру, то есть описываются некоторой моделью представления данных (моделью данных).К числу классических относятся следующие модели данных [3, с. 84]:

– иерархическая,

– сетевая,

– реляционная.

Рассмотрим данные модели. Иерархическая модель

	Иерархическая модель – это логическая модель данных в виде древовидной структуры [16, с. 144].

	В иерархической модели связи данными можно описать с помощью упорядоченного графа (или дерева). Для описания структуры иерархической БД на некотором языке программирования используется тип данных «дерево». 

	Упрощенно представление связей между данными в иерархической модели показано на рисунке 1.

























Рис. 1. Представление связей в иерархической модели

	

	Иерархической базой данных является Каталог папок Windows (рисунке 2), реестр Windows (рис.3), доменная система имен подключенных к Интернету компьютеру [15, с. 142].

	



Рис. 2. Иерархическая модель данных, представленная в виде папок Windows



Рис. 3. Иерархическая модель данных, представленная в виде реестра Windows

	Таким образом, достоинства иерархической модели является эффективное использование памяти ПК и хорошие показатели выполнения основных операций над данными. Недостатком данной модели является громоздкость для обработки информации с достаточно сложными связями, сложность понимания, допустимость только навигационного принципа доступа к данным, доступ к данным производится только через корневое отношение 

	



Сетевая модель – это логическая модель данных в виде произвольного графа [16, с. 65]. Сетевая модель данных позволяет отображать разнообразные взаимосвязи данных, обобщая тем самым иерархическую модель данных (рисунок 4). 





	

	



Рис. 4.  Представление связей в сетевой модели

	Для описания схемы сетевой БД используется две группы типов: «запись» и «связь». Тип «связь» определяется для двух типов «запись»: предка и потомка. Переменная типа «связь» являются экземплярами связей. 

Сетевая база данных образуется обобщением иерархической за счет допущения объектов, имеющих более одного предка, т. е. каждый элемент вышестоящего уровня может быть связан одновременно с любыми элементами следующего уровня. При этом на связи между объектами в сетевых моделях не накладывается никаких ограничений. 

Сетевой базой данных фактически является Всемирная паутина глобальной компьютерной сети Интернет (рисунок 5) [1, с. 115]. Гиперссылки связывают между собой огромное количество документов в единую распределенную сетевую базу данных.



Рис.5.  Всемирная паутина глобальной

компьютерной сети Интернет



К числу важнейших операций манипулирования данными баз сетевого типа можно отнести следующие [3, с. 11]:поиск записи в БД; переход от предка к первому потомку; переход от потомка к предку; создание новой записи; удаление текущей записи; обновление текущей записи; включение записи в связь; исключение записи из связи; изменение связей и т.д.

Таким образом, к достоинствам указанной модели относится эффективность реализации по показателям затрат и оперативности и возможность доступа к данным через значения нескольких отношений, недостатки заключается в высокой сложности для понимания и выполнения обработки информации в БД обычным пользователем и допустимость только навигационного принципа доступа к данным. Сетевая модель является универсальной, однако достаточно сложной для проектирования и разработки. 

	Реляционная модель

	Реляционная модель данных предложена сотрудниками фирмы IBM Эдгаром Коддом и основывается на понятии отношение (relation)[3, с. 14].

	Отношение представляет собой множество элементов, называемых кортежами [3]. Наглядной формой представления отношений является привычная для человеческого восприятия двумерная таблица.

Таблица имеет строки (записи) и столбцы (колонки). Каждая строка таблицы имеет одинаковую структуру и состоит из полей. Строкам таблицы соответствуют кортежи, а столбцам  атрибуты отношения (рисунок 6) [1].Атрибут описывает данные о сущности, которые нужно сохранить.

       























                                         Поле                                  Поле        

                                                                                                        

                                                                                                                                                                                                                                                                               





Запись



ФИО

Номер телефона



Арефьев Илья

 8 914 5436 789



Васильев Николай

8962 345 67 54



Гожьянова Татьяна

8914 323 33 23



Бодрова Софья

8914 583 11 55



	

	Рис. 6. Реляционная модель данных

	

	С помощью одной таблицы удобно описывать такой вид связей между данными, а именно деление одного объекта (явления, сущности, системы и проч.), информация о котором хранится в таблице, на множество подобъектов, каждому из которых соответствует строка или запись таблицы. При этом каждый из подобъектов имеет одинаковую структуру или свойства, описываемые соответствующими значениями полей записей.

	Реляционная модель данных широко используется при построении баз данных, так как она проста в использовании, и информация, введенная в одну таблицу, может быть связана с одной или несколькими записями из другой таблицы.

При проектировании реляционной модели данных необходима нормализация.

		Нормализация – это процесс, позволяющий гарантировать, эффективность структур данных в реляционной базе данных [8, с. 49].Реляционная база данных считается эффективной, если она обладает следующими характеристиками: отсутствие избыточности, минимальное использование null-значений, предотвращение потери информации.

Одни и те же данные могут группироваться в таблицы (отношения) различными способами, т.е. возможна организация различных наборов отношений взаимосвязанных информационных объектов. Группировка атрибутов в отношениях должна быть рациональной, т.е. минимизирующей дублирование данных и упрощающей процедуры их обработки и обновления.

Определенный набор отношений обладает лучшими свойствами при включении, модификации, удалении данных, чем все остальные возможные наборы отношений, если он отвечает требованиям нормализации отношений.

Нормализация отношений формальный аппарат ограничений на формирование отношений (таблиц), который позволяет устранить дублирование, обеспечивает непротиворечивость хранимых в базе данных, уменьшает трудозатраты на ведение (ввод, корректировку) базы данных [7, с. 166].

Анализ литературы [3, с. 95] позволяет сделать вывод, что существует 5 нормальных форм и нормальная форма Бойса-Кодда. Однако на практике используются три нормальные формы отношений и разработан механизм, позволяющий любое отношение преобразовать к третьей (самой совершенной) нормальной форме.

Первая нормальная форма требует, чтобы все значения полей были атомарными (неразложимое) и все записи уникальными.

Модель находится во второй нормальной форме, если она, во-первых, находится в первой нормальной форме; и, во-вторых, не содержит не ключевых атрибутов, находящихся в частичной функциональной зависимости от первичного ключа.Не ключевой атрибут  это атрибут, который не был выбран ключевым. Уникальный первичный ключ позволяет однозначно идентифицировать каждую строку столбца. 

Модель находится в третьей нормальной форме, если она находится во второй нормальной форме и не имеет транзитивных зависимостей. Транзитивная зависимость – это зависимость между не ключевыми атрибутами.

При проектировании базы данных может возникнуть избыточность данных (повторение данных в базе данных), аномалия обновлений (противоречивость данных, вызванная их избыточностью и частичным обновлением), аномалия удалений (непреднамеренная потеря данных, вызванная удалением других данных), аномалия ввода (невозможность ввести данные в таблицу, вызванная отсутствием других данных). Нормализация позволяет защитить целостность данных, устранять избыточность и дублирование информации.

Следует отметить, что в последние годы появились, и стали более активно внедрятся на практике следующие модели данных:

– постреляционная,

– многомерная,

– объектно-ориентированная.

	Постреляционная модель

	Классическая реляционная модель предполагает неделимость данных хранящихся в полях записей таблиц [1, с. 117].

Постреляционная модель данных представляет собой расширенную реляционную модель, снимающую ограничение неделимости данных, хранящихся в записи таблиц. Постреляционная модель данных допускает многозначные поля  поля, значения которых состоят из подзначений. Набор значений многозначных полей считается самостоятельной таблицей, встроенной в основную таблицу.

Кроме обеспечения вложенности полей постреляционная модель поддерживает ассоциированные многозначные поля (множественные группы). Совокупность ассоциированных полей называется ассоциацией. При этом в строке первое значение одного столбца ассоциации соответствует первым значениям всех других столбцов ассоциации. Аналогичным образом связаны все вторые значения столбцов и т. д.

На длину полей и количество полей в записях таблицы не накладывается требование постоянства. Это означает, что структура данных и таблиц имеет большую гибкость.

	Постреляционная модель данных поддерживается uniVers, системами Bubba и Dasdb.

	Многомерная модель

	Многомерный подход к представлению данных в базе появился практически одновременно с реляционным. Многомерная система позволяет оперативно обрабатывать информацию для проведения анализа и принятия решения.

	Многомерность модели данных означает не многомерность визуализации цифровых данных, а многомерные логическое представление структуры информации при описании и в операциях манипулирования данными. 

	Примерами систем, поддерживающих многомерные модели данных, являются Essbase, MediaMulti-matrix, OrackeExpressServerиCache.

	Объектно-ориентированная модель

	В объектно-ориентированной модели при представлении данных имеется возможность распознать отдельные записи базы. Между записями базы данных идентифицировать их обработку устанавливаются взаимосвязи с помощью механизмов, подобных соответствующим средствам в объектно-ориентированных языках программирования.

	Структура объектно-ориентированной БД графически представима в виде дерева, узлами которого являются объекты. Свойства объектов описываются некоторым стандартным типом или типом, конструируемым пользователем. 

Создание и модификация БД сопровождается автоматическим формированием и последующей корректировкой индексов (индексных таблиц), содержащих информацию для быстрого поиска данных.

	Таким образом, постреляционная, многомерная и объектно-ориентированная модель данных являются улучшенной и дополненной моделью, чем иерархической, сетевой и реляционной модель данных. Постреляционная модель представляет собой расширенную модель реляционной, данные в ней хранятся более эффективно и при обработке не требуется выполнять операцию соединений данных из двух таблиц. Объектно-ориентированная модель позволяет идентифицировать отдельные записи данных, чтобы упростить функции их обработки. Для работы с этими моделями данных нужны высококвалифицированные специалисты.

	Таким образом, от выбора модели зависит правильное функционирование системы, которая упростит работу пользователя, ее простота использования. В данной работе объектом нашего исследования будет являться реляционная модель данных, которая является достаточно удобной для введения новой информации в базу данных и более доступной для современного пользователя. 



1.2 Классификация баз данных. Системы управления базами данных

	

	Каждая БД предназначена для решения определенного класса задач, для которых характерен свой набор объектов и их признаков.

	Базы данных классифицируются: по характеру хранимой информации, по способу хранения данных и по структуре организации данных. 

	

	

Классификация баз данных

По характеру хранимой информации

По способу хранения данных

По структуре организации данных



Фактографические

Документальные

Централизованные

Распределенные

Табличные

Иерархические

Сетевые

Классификация баз данных

По характеру хранимой информации

По способу хранения данных

По структуре организации данных



Фактографические

Документальные

Централизованные

Распределенные

Табличные

Иерархические

Сетевые

	

	

	

	

	

	



Рис. 7. Классификация баз данных



По характеру хранимой информации [15, с. 221]:

 фактографические: картотеки; краткая информация в строго определенном формате.Структурированные системы, в них организация данных представлена в виде некоторой структуры. Основное назначение – организация хранения различных сведений об объектах и поиск этих данных.

 документальные: всевозможные документы (текстовые, графические, видео, звук).Неструктурированные или слабоструктурированные, т.е. организация данных представлена в виде файлов с текстами, графическими сведениями, презентациями и т.д. Они предназначены для хранения информации и ее поиска, при этом сама информация не характерно какие-то объекты окружающей среды. Она является некоторой справочной.

По способу хранения данных[15, с. 224]:

централизованные: вся информация хранится на одном компьютере.Вся информация в централизованной БДхранится на компьютере. Это может быть автономный ПК или сервер сети, к которому имеют доступ пользователи или клиенты. 

распределенные: информация может хранится на нескольких компьютерах (используются в локальных, глобальных сетях).Распределенные БД используются в локальных и глобальных компьютерных сетях. В таком случае разные части базы хранятся на разных компьютерах.

По структуре организации данных[15, с. 224]:

 табличные;

 иерархические;

 сетевые.

В настоящее время наибольшее развитие получили определенные типы баз данных, которые связаны с внедрением информационных технологий в специализированные отрасли хозяйства [7, с. 37]: 

документографические и документальные БД, создаваемые в средствах массовой информации;

	БД по промышленной, строительной и сельскохозяйственной продукции;

	БД по экономической и конъюнктурной информации (статистическая, кредитно-финансовая, внешнеторговая);

	фактографические базы социальных данных, включающие сведения о населении и о социальной среде;

	БД транспортных систем;

	справочные данные для населения и учреждений (энциклопедии и справочники, расписания самолетов и поездов, адреса и телефоны граждан и организаций и др.);

	ресурсные БД, включающие фактографическую информацию о природных ресурсах (земля, вода, недра, биоресурсы, гидрометеорология, вторичные ресурсы и отходы, экологическая обстановка);

	фактографические базы и банки научных данных, обеспечивающие фундаментальные научные исследования;

	фактографические БД в области культуры и искусства;

	лингвистические БД, т.е. машинные словари разного типа иназначения.

Таким образом, БД представляет собой совокупность организованных сведений, в соответствии с поставленной целью. Она может быть иерархического, сетевого и реляционного типов. Для проектировании базы данных мы будем использовать реляционную модель данных, так как она более приемлема для учета данных, данные можно заносить в удобную для использования таблицу (форму), структурировать и обрабатывать. 

Для работы с БД, представленными в электронном виде, существуют специальный класс программ, называемых системами управления базами данных (СУБД).

Основная особенность СУБД – это наличие процедур для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры.

Система управление базами данных (СУБД)– это программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определить, создавать и поддерживать базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ [2, с. 65]. Например,MSAccess, Oracle, FoxPro, dBaseи др.

СУБД обрабатывает обращения к базе данных, поступающие от пользователей, прикладных процессов и выдает необходимые им сведения. СУБД характеризуется используемой моделью и средствами администрирования, разработки прикладных процессов, работы в информационной сети. 

Выделяются следующие функции СУБД [1, с. 119].

1. Непосредственное управление данными во внешней памяти.

Данная функция предоставляет пользователю возможность выполнения основных операций с данными – хранение, извлечение и обновление информации. Она включает в себя обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей, например, для убыстрения доступа к данным. СУБД поддерживает собственную систему именования объектов БД.

	2. Управление транзакциями

	Транзакция – это последовательность операций над данными, выполняющаяся как единое целое (принцип «все или ничего») и переводящая базу данных из одного целостного состояния (т.е. состояния, в котором удовлетворены все ограничения целостности, определенные для базы данных) в другое целостное состояние [5, с. 125].Транзакция позволяет вернуть базу в первоначальное непротиворечивое состояние (отменить все выполненные изменения).

	3. Журнализация

Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя (аварийное выключение питания, аварийное завершение работы СУБД или аварийное завершение пользовательской программы) [6]. Следует отметить, что в любом случае для восстановления БД нужно располагать некоторой дополнительной информацией. Наиболее распространенным методом поддержания надежности хранения является ведение журнала изменений БД.

4. Восстановление базы данных.

Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматриваются два возможных вида аппаратных сбоев: мягкие сбои, которые можно трактовать как внезапную остановку работы компьютера; жесткие сбои, характеризуемые потерей информации на носителях внешней памяти.

	Для восстановления БД нужно располагать некоторой дополнительной информацией. Другими словами, поддержание надежности хранения в БД требует избыточности хранения данных, причем та часть данных, которая используется для восстановления, должна хранится особо надежно.

	5. Поддержка языков БД

СУБД включает язык определения данных, с помощью которого описывается предметная область: именуются объекты, определяются их свойства и связи между объектами. Он используется главным образом для определения логической структуры БД [1, с. 119]. Кроме того, СУБД позволяет вставлять, удалять, обновлять и извлекать информацию из базы данных посредством языка управления данными – языка запросов, предназначенный для управления доступом к информации, хранящейся в базе данных.Он содержит набор различных операторов (заносить данные, удалять, модифицировать, выбирать и т.д.) [8, с. 96]. Процесс извлечения данных и их обработка скрыты от пользователя.

Таким образом, СУБД называют программную систему, предназначенную для создания ПК общей базы данных для множества приложений, поддержания ее в актуальном состоянии и обеспечения эффективности доступа пользователей к содержащимся в ней данным в рамках предоставленных им полномочий. В реляционных системах управления базами данных данные представляются в форме таблиц, определяющих взаимосвязь записей. Реляционные СУБД характеризуются простотой, гибкостью и точностью.

MicrosoftAccess реляционная СУБД корпорации Microsoft. Данная программа имеет широкий спектр функций, включая связанные запросы, сортировку по разным полям, связь с внешними таблицами и базами данных. Благодаря встроенному языку VBA, в Access можно писать приложения, работающие с базами данных [10, с. 14].

Выбор СУБД MicrosoftAccess2003 определяется следующими преимуществами:

Достаточно быстрый поиск таблиц, запросов, форм и отчетов, которые связаны зависимостью с конкретным объектом базы данных.

Новая функция проверки ошибок помечает общие ошибки в формах и отчетах, существенно ускоряя процесс тестирования и исправлений. После того как ошибки выявлены, пользователю предлагаются варианты их исправления, что значительно экономит время и повышает качество форм и отчетов.

При изменении свойства поля в таблице может быть выполнено автоматическое изменение всех форм и отчетов, чьи элементы управления связаны сней.

Access2003 позволяет сохранить в другом месте копию базы данных, с которой работает пользователь.

Использование совместимых форматов файлов. ВAccess2003 для новых баз данных по умолчанию используется формат файла Access2000. Поскольку Access2002 иAccess2000 могут использовать и изменять одну и туже базу данных, организации имеют возможность выполнять развертывание Access2003, обеспечивая поддержку для текущих пользователей и решений Access.


1.3 Этапы проектирование базы данных. Подходы к проектированию  базы данных

																Создание и внедрение в практику современных информационных систем автоматизированных баз данных выдвигает новые задачи проектирования, которые невозможно решать традиционными приемами и методами. Оттого, насколько успешно будет спроектирована база данных, зависит эффективность функционирования системы в целом, ее жизнеспособность и возможность расширения и дальнейшего развития. Поэтому вопрос проектирования баз данных выделяют как отдельное, самостоятельное направление работ при разработке БД.

Определим понятие «проектирование» и выделим его этапы.

По мнению В.В. Кирилова проектирование БД – это сокращение избыточности хранимых данных, а следовательно, экономия объема используемой памяти, уменьшение затрат на многократные операции обновления избыточных копий и устранение возможности возникновения противоречий из-за хранения в разных местах сведений об одном и том же объекте [17].

Д. Крёнке утверждает, что проектирование – операция, которая выделяет заданные атрибуты отношения [8, с. 45].

Т.С. Карпова понимает под проектированием процесс последовательных переходов от неформального словесного описания информационной структуры предметной области к формализованному описанию объектов предметной области в терминах некоторой модели [14, с. 102]. 

Таким образом, проектирование – это операция по созданию визуальной модели базы данных из поставленной задачи. Основной целью процесса проектирования является обеспечение пользователей точными и полными данными, необходимыми им для выполнения поставленных задач, а также обеспечение эффективности функционирования, т.е. требований ко времени реакции системы на запросы пользователей и обновления БД.

Следует отметить, что на стадии проектирования БД должна быть выполнена следующая работа:

 исследование предметной области автоматизации;

 определение объектов и перечня их атрибутов, для каждого объекта должны выделены первичные ключи и реализована нормализация;

 установление всех связей между объектами, построение схемы проекта со всеми объектами и связями;

 выработка технологии обслуживания БД, т.е. определение порядка сбора, хранения данных в БД, частоты и формата ввода-вывода данных, правил работы всех групп пользователей;

 выбор компьютера и инструментальных средств (конкретной СУБД) для реализации;

 проверка корректности проекта – проект должен адекватно, на требуемом уровне детальности, отображать предметную область;

На стадии программной реализации необходимо выполнить следующее:

 описать средствами СУБД и ввести в ПК схемы всех отношений;

 разработать интерфейсы пользователей с БД разработать экранные формы для ввода и отображения данных, удобные экранные способов обращения и доступа к данным в БД, порядок ввода и обновления данных; 

 разработать программное обеспечение БД для всех приложений; 

отладка БД;

 провести тестирование системы и скорректировать технологию ее обслуживания;

 составить необходимые инструкции по системе управления базами данных и обучить пользователей.

Кроме этого при проектировании БД необходимо обеспечить:

 защиту данных от разрушений при сбоях оборудования, от некорректных обновлений, и, если необходимо, от несанкционированного доступа;

 выполнение ограничений на конфигурацию вычислительной системы, в первую очередь на ресурсы памяти;

 простоту и удобство эксплуатации БД;

 гибкость, т.е. возможность развития и последующей адаптации системы к изменениям в предметной области и к новым потребностям пользователей.

Таким образом, под проектированием мы понимаем операцию по созданию визуальной модели базы данных из поставленной задачи. Проектирование баз данных представляет собой трудоемкий, длительный и во многих случаях невоспроизводимый процесс. Основной целью процесса проектирования является обеспечение пользователей точными и полными данными, необходимыми им для выполнения поставленных задач, а также обеспечение эффективности функционирования.

С учетом перечисленных выше требований рассмотрим основные этапы проектирования БД.

Данные, используемые для описания предметной области можно представить в виде трехуровневой схемы (так называемая модель ANSI/SPARC) [12]. (рисунок 8)



Рис. 8. Схема модели ANSI/SPARC



Внешнее представление (внешняя схема) данных является совокупностью требований к данным со стороны некоторой конкретной функции, выполняемой пользователем. Концептуальная схема является полной совокупностью всех требований к данным, полученной из пользовательских представлений о реальном мире. Внутренняя схема это сама база данных. 

Т. Тиори, Дж. Фрай выделяют следующие основные этапы, на которые разбивается процесс проектирования базы данных:

	Концептуальное проектирование сбор, анализ и редактирование требований к данным. Для этого осуществляются следующие мероприятия: 

 обследование предметной области, изучение ее информационной структуры; 

 выявление всех фрагментов, каждый из которых характеризуется пользовательским представлением, информационными объектами и связями между ними, процессами над информационными объектами;

 моделирование и интеграция всех представлений.

Проектирование концептуальной модели основывается на анализе решаемых задач по обработке данных. Задачей концептуального проектирования является определение информационных потребностей, а также процессов и данных, необходимых для решения поставленных задач и достижения цели проектирования.

		Логическое проектирование преобразование требований к данным в структуры данных. На выходе получаем СУБД ориентированную структуру базы данных и спецификации прикладных программ. На этом этапе часто моделируют базы данных применительно к различным СУБД и проводят сравнительный анализ моделей. 

Процесс логического проектирования БД включает в себя выбор конкретной модели СУБД и отображение концептуального представления в логическую модель, основанную на структурах, характерных для выбранной СУБД. Для реляционных БД это разработка структуры записей данных, организация их в наборы, определение связей между наборами и полей для их реализации (ключевых полей), оптимизация создаваемой модели БД (устранение избыточности и дублирования информации с целью обеспечения достоверности и непротиворечивости данных).

	Физическое проектирование определение особенностей хранения данных, методов доступа и т.д. 

Физическое проектирование БД заключается в расширении ее логической модели характеристиками, которые необходимы для определения способов физического хранения и использования БД, типа устройств для ее хранения, методов доступа, размеров логических единиц, объема памяти и эффективности, правил обновления и сопровождения БД и т.п. За пользователем остается и право решения вопроса об объединении таблиц.

Основными критериями, которым должна удовлетворять спроектированная БД, считается обеспечение функциональных требований приложений, целостности и согласованности информации, то есть методы хранения данных и их использования должны гарантировать защиту данных от потери и некорректных действий, обеспечивать секретность и защиту от несанкционированного доступа. Дублирующиеся данные должны соответствовать одному уровню обновления, чтобы обеспечить достоверность данных для пользователя. База данных должна обладать способностью к расширению и модификации.

Как и любой программный продукт, база данных обладает собственным жизненным циклом (ЖЦБД). 

Рассмотрим стадии создания БД согласно ГОСТу 34.601-90.

Стадии и этапы создания БД, выполняемые организациями-участниками, прописываются в договорах и технических заданиях на выполнение работ (рис. 9).






Формирование требований к БД

 обследование объекта и обоснование необходимости создания БД; 

 формирование требований пользователей к БД; 

 оформление отчета о выполненной работе и тактико-технического задания на разработку.



Разработка концепции БД

 изучение объекта автоматизации; 

 проведение необходимых научно-исследовательских работ; 

 разработка вариантов концепции БД, удовлетворяющих требованиям пользователей; 

 оформление отчета и утверждение концепции.



Эскизный проект

 разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям; 

 разработка эскизной документации на БД и ее части.



Техническое задание

 разработка и утверждение 

технического задания на создание БД.





Технический проект

 разработка проектных решений по системе и ее частям; 

 разработка документации на БД и ее части; 

 разработка и оформление документации на поставку комплектующих изделий; 

 разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта.



Ввод в действие

Подготовка объекта автоматизации; подготовка персонала; комплектация БД поставляемыми изделиями; строительно-монтажные работы; пусконаладочные работы; проведение предварительных испытаний; проведение опытной эксплуатации; проведение приемочных испытаний.

Сопровождение БД

 выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами; 

 послегарантийное обслуживание.



Рабочая документация

 разработка рабочей документации на БД и ее части; 

 разработка и адаптация программ.



Формирование требований к БД

 обследование объекта и обоснование необходимости создания БД; 

 формирование требований пользователей к БД; 

 оформление отчета о выполненной работе и тактико-технического задания на разработку.



Разработка концепции БД

 изучение объекта автоматизации; 

 проведение необходимых научно-исследовательских работ; 

 разработка вариантов концепции БД, удовлетворяющих требованиям пользователей; 

 оформление отчета и утверждение концепции.



Эскизный проект

 разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям; 

 разработка эскизной документации на БД и ее части.



Техническое задание

 разработка и утверждение 

технического задания на создание БД.





Технический проект

 разработка проектных решений по.......................