Защита баз данных (А ...

Цель: рассмотреть современные инструментальные средства проектирования схемы базы данных 

План занятия: 

1. CASE-средства проектирования баз данных 

2. Проектирование баз данных с помощью CASE-средств 

3. Классификация CASE-средств

При выборе технологии построения информационной системы, содержащей в своем составе базу данных, нужно тщательно оценивать и прогнозировать ее потенциальные потребности в средствах управления данными. Конечно, любую информационную систему можно основывать на использовании промышленной, большой и мощной СУБД (такой, как например Oracle). Но вполне может оказаться так, что в действительности приложение будет использовать доли процентов общих возможностей СУБД. Накладные расходы (затраты на дополнительную аппаратуру, лицензирование дорогостоящего программного продукта, увеличение общего времени выполнения операций) могут оказаться неоправданными. 

При разработке информационных систем для локальных вычислительных сетей с использованием технологии клиент/сервер оправданно и целесообразно в качестве СУБД применять свободно распространяемую СУБД FireBird, которую можно устанавливать практически на компьютеры с любой платформой (Unix, Linux, Windows и пр.). Эта СУБД, для своей установки, не требует покупки специального сервера (так например, СУБД MS SQL Server требует для своей установки сервер Windows Server 2003) и обладает большим количеством других преимуществ.

Обслуживание СУБД FireBird осуществляется с использованием инструментов администрирования IBExpert, которые для граждан и предприятий, использующих русскоязычную операционную систему Windows, также являются бесплатными. 

Методология проектирования информационных систем, включающих базы данных, предусматривает проектирование базы данных и приложения для работы с ней. Данное методическое пособие посвящено вопросам разработки баз данных. Проектирование баз данных таких систем предполагает разбиение всего процесса на несколько фаз, каждая из которых может состоять из нескольких этапов. На каждом этапе разработчик использует набор технических приемов позволяющих решать задачи данной стадии разработки.

Весь процесс разработки разделяется на три основные фазы: концептуальное, логическое и физическое проектирование. 

Концептуальное проектирование БД необходимо для создания информационной модели предприятия (предметной области), не зависящей от каких- либо физических условий реализации. 

К последним относятся: тип СУБД, --- программ приложения, используемый язык программирования, конкретная вычислительная платформа и другие физические особенности реализации. Логическое проектирование БД необходимо для создания информационной модели предприятия на основе разработанного концептуальной модели с учетом используемого типа СУБД (но не конкретной СУБД и прочих физических условий реализации). Физическое проектирование БД - это процесс создания описания конкретной реализации БД с учетом особенностей выбранной СУБД. Эта фаза заканчивается созданием конкретной БД для создаваемого приложения, на основании разработанной ранее логической модели. 

Проектирование базы данных может предусматривать выбор наиболее подходящего инструмента автоматизированного проектирования 

- CASE-инструмента (Computer-Aided Software Engineering).

В самом широком смысле термин CASE

- инструмент применим к любым средствам автоматизированного проектирования и создания программ. 

CASE- инструменты могут включать следующие компоненты: 

 словарь данных, предназначенный для хранения информации в данных, используемых в создаваемом приложении; 

 инструменты проектирования, обеспечивающие проведение анализа данных; 

 инструменты разработки модели данных предприятия (модели бизнес-процесса), а также концептуальных и логических моделей данных; 

 инструменты, позволяющие создавать прототипы приложений. 

Использование CASE-инструментов позволяет существенно повысить производительность труда при разработке приложений баз данных.

CASE-средства проектирования баз данных 

CASE-средства (Computer - Aided Software Engineering) - это методы и технологии, которые позволяют проектировать различные информационные системы (в частности, базы данных) и автоматизировать их создание. О проектировании баз данных, видах CASE-средств и об особенностях их применения. CASE-средства--это автоматизированные средства, основанные на CASE-технологиях, позволяющие автоматизировать отдельные этапы жизненного цикла программного обеспечения.

Обычно к CASE-средствам относят любое программное средство, автоматизирующее один или несколько процессов жизненного цикла ПО и обладающее следующими основными характерными особенностями: 

 мощные графические средства для описания и документирования ИС, обеспечивающие удобный интерфейс с разработчиком и развивающие его творческие возможности; 

 интеграция отдельных компонент CASE-средств, обеспечивающая управляемость процессом разработки ИС; 

 использование специальным образом организованного хранилища проектных метаданных (репозитория). 

На сегодняшний день рынок программного обеспечения СНГ располагает следующими наиболее развитыми CASE-средствами:

 Vantage Team Builder (Westmount I-CASE); 

 Designer/2000; 

 Silverrun; 

 ERwin+BPwin;

  S-Designor; 

 CASE.Аналитик

Проектирование баз данных с помощью CASE-средств К ключевым понятиям проектирования баз данных относятся: 

 CASE-технологии - программная основа CASE-средств, применяемая для разработки и поддержки процессов жизненных циклов ПО, используемых в моделировании данных и генерации схем баз данных. Чаще всего программные коды в CASE-технологиях пишутся на языке SQL; 

 концептуальное проектирование - построение обобщенной, не имеющей конкретики, модели базы данных с описанием ее объектов и связей между ними; 

 логическое проектирование - создание схемы базы данных с учетом специфики конкретной модели данных (но не конкретной СУБД). Например, для реляционной модели данных логическая схема БД будет содержать определенный набор таблиц и связей между ними; 

 физическое проектирование - построение схемы базы данных под конкретную СУБД. При таком проектировании учитываются ограничения на именование объектов базы данных, ограничения на определенные типы данных, физические условия хранения данных в БД (разделение по файлам и устройствам), возможность доступа к БД.

При проектировании баз данных с помощью CASE-средств выделяются и анализируются определенные бизнес-процессы, для которых создается БД, определяются взаимосвязи их элементов, оптимизируется их инфраструктура. CASE-средства позволяют существенно сократить время на разработку БД и уменьшить количество ошибок в них. 

Для создания баз данных под наиболее распространенные СУБД чаще всего используются следующие CASE-средства: 

 ERwin (Logic Works) - CASE-инструмент для создания концептуальных и логических схем баз данных. Он позволяет редактировать различные наборы данных, представляя их в виде электронных таблиц, разрабатывать структуры баз данных, синхронизировать модели, скрипты и БД, настраивать шаблоны, выводить рабочую информацию в виде отчетов, строить удобные и понятные диаграммы, отображающие различные процессы в системе и взаимосвязи между ними; 

 S-Designor (SDP) - графический CASE-инструмент для проектирования структуры реляционных БД. Он создает модели баз данных в два этапа - выстраивая концептуальную модель и затем преобразуя ее в физическую, причем в данном процессе разработки возможен как прямой, так и обратный переход между моделями. Данный инструмент позволяет проектировать базы данных под различные СУБД, в том числе под Oracle и MySQL; 

 DataBase Designer (ORACLE) - интегрированная CASE-среда, которая позволяет анализировать предметную область создания БД, выполнять программирование и проектирование, проводить оценку и тестирование, осуществлять сопровождение, обеспечивать качество, управлять конфигурацией и проектом, разрабатывать и анализировать требования к информационной системе.

Классификация CASE-средств В зависимости от того, на каком этапе проектирования баз данных используются CASE-средства, их относят к: 

 CASE-средствам верхнего уровня. Их задействуют на начальных этапах проектирования, когда требуется выполнить анализ поставленной задачи, поставить цели и определить приоритеты, представить необходимую информацию в виде диаграмм и деревьев решений; 

 CASE-средствам нижнего уровня. С помощью этих средств выполняются заключительные этапы проектирования БД, проводятся собственно проектирование, написание кода, тестирование и внедрение программного обеспечения поддержки информационных систем. 

 интегрированным CASE-средствам, которые дают возможность выполнять все этапы проектирования БД благодаря наличию функций верхнего и нижнего уровней.