Жизненный цикл БД. Классификация и анализ рынка промышленных СУБД.

Процесс проектирования, реализации и поддержания системы базы данных называется жизненным циклом базы данных (ЖЦБД). Процедура создания системы называется жизненным циклом системы (ЖЦС).

       Понимание и правильный подход к ЖЦБД очень важен и требует детального рассмотрения, так как в его основе лежит подход, ориентированный на данные. Элементы данных более стабильны, чем выполняемые функции системы. Создание правильной структуры данных требует сложного анализа классов единиц данных и отношений между ними. Если построить логичную схему базы данных, то в дальнейшем можно создать любое количество функциональных систем, использующих эту схему. Функционально-ориентированный подход можно применять лишь для создания временных систем, которые рассчитаны на недолгое время функционирования.

Стадии жизненного цикла базы данных:

• Стадия анализа– производится анализ предметной области и выявляются требования к ней. Происходит оценка актуальности разработки.

• Стадия проектирования– создается логическая структура базы данных, функциональное описание программных модулей и информационных запросов. БД подготавливается к эксплуатации.

• Стадия реализации – решаются задачи по разработке программного доступа к базе данных. Проводится тестирование.

•Стадия эксплуатации и сопровождения.

Жизненный цикл базы данных состоит из следующих этапов:

       1. Предварительное планирование – планирование БД, выполняемое в процессе разработки стратегического плана БД. В процессе планирования собирается следующая информация:

• какие прикладные программы используются, и какие функции они выполняют;

• какие файлы связаны с каждым из этих приложений;

• какие новые приложения и файлы находятся в процессе работы.

       Данная информация помогает определить, как используется информация приложений, определить будущие требования к системе БД. Информация этого этапа документируется в виде обобщенной модели данных.

       2. Проверка осуществимости. Здесь определяется технологическая, операционная и экономическая осуществимость плана создания БД, т. е.:

• технологическая осуществимость – есть ли технология для реализации запланированной БД?

• операционная осуществимость – есть ли средства и эксперты, необходимые для успешного осуществления плана создания БД?

• экономическая целесообразность – можно ли определить выводы? Окупится ли запланированная система? Можно ли оценить издержки и выгоду?

       3. Определение требований включает выбор целей БД, выяснение информационных требований к системе и требований к оборудованию и программному обеспечению. Таким образом, на данном этапе сбора данных и определения требований создаётся общая информационная модель, выражающаяся в следующих задачах:

• Определяются цели системы путём анализа информационных потребностей. Здесь также обязательно указывается, какую именно БД следует создавать (распределённую, целостную) и какие коммуникационные средства необходимы. Выходной документ – комментарий, описывающий цели системы.

• Определение пользовательских требований: документация в виде обобщённой информации (комментарии, отчёты, опросы, анкеты и т. д.); фиксация функций системы и определение прикладных систем, которые будут выполнять эти требования. Данные представляются в виде соответствующих документов.

• Определение общих требований к оборудованию и программному обеспечению, связанных с поддержанием желаемого уровня быстродействия. (Выяснение количества пользователей системы, числа входных сообщений в день, количество распечаток). Данная информация используется для выбора типов компьютеров и СУБД, объёма дисков, количества принтеров. Данные этого этапа излагаются в отчёте, содержащем примерные конфигурации оборудования и программного обеспечения.

• Разработка плана поэтапного создания системы, включающий выбор исходных приложений.

       4. Концептуальное проектирование – создание концептуальной схемы БД. Спецификации разрабатываются в той степени, которая необходима для перехода к реализации.

       Основным выходным документом является единая инфологическая модель (или схема БД на концептуальном уровне). При разработке данной модели используются информация и функции, которые должна выполнить система, определённые на этапе сбора и определения требований к системе. На данном этапе желательно также определить: 1) правила для данных; 2) правила для процессов; 3) правила для интерфейса.

       5.  Реализация– процесс превращения концептуальной модели в функциональную БД. Он включает в себя следующие этапы.

       1) Выбор и приобретение необходимой СУБД.

       2) Преобразование концептуальной (инфологической) модели БД в логическую и физическую модель данных:

• на основе инфологической модели данных строится схема данных для конкретной СУБД, при необходимости реализуется денормализация БД с целью ускорения обработки запросов во всех критичных по времени приложениях;

• определяются, какие прикладные процессы необходимо реализовать в схеме данных как хранимые процедуры;

• реализовать ограничения, предназначенные для обеспечения целостности данных и реализации правил для данных;

• спроектировать и сгенерировать триггеры для реализации всех централизованно определённых правил для данных и правил целостности данных, которые не могут быть заданы как ограничения;

• разработать стратегию индексирования и кластеризации; выполнить оценку размеров всех таблиц, кластеров и индексов;

• определить уровни доступа пользователей, разработать и внедрить правила обеспечения безопасности и аудита. Создать роли и синонимы для обеспечения многопользовательского доступа с согласованными уровнями полномочий доступа.

• разработать сетевую топологию БД и механизм бесшовного доступа к удалённым данным (реплицированная или распределённая БД).

       3) Построение словаря данных, который определяет хранение определений структуры данных БД. Словарь данных также содержит информацию о полномочиях доступа, правилах защиты данных и контроля данных.

       4) Заполнение базы данных.

       5) Создание прикладных программ, контроль управления.

       6) Обучение пользователей.

6. Оценка и усовершенствование схемы БД. Включает опрос пользователей с целью выяснения функциональных неучтенных потребностей. При необходимости вносятся изменения, добавление новых программ и элементов данных по мере изменения и расширения потребностей.

       Таким образом, ЖЦБД включает в себя:

• Изучение предметной области и представление соответствующей документации (1-3).

• Построение инфологической модели (4).

• Реализация (5).

• Оценка работы и поддержка БД (6).

Рынок баз данных 2010