Projektowanie bazy danych. Jarosław Kuchta Projektowanie Aplikacji Internetowych

Transkrypt

1 Projektowanie bazy danych Jarosław Kuchta Projektowanie Aplikacji Internetowych

2 Możliwości projektowe Relacyjna baza danych Obiektowa baza danych Relacyjno-obiektowa baza danych Inne rozwiązanie (np. XML) Oracle IBM Microsoft MySQL inne Projektowanie bazy danych 2/22

3 Cel projektowy UML UML UML UML UML SQL Klasy atrybuty operacje relacje Tabele Kwerendy pola klucze relacje Projektowanie bazy danych 3/22

4 Strategia postępowania model klas struktura danych struktura danych model klas struktura danych działająca model klas jest sprawdzony i poprawny struktura bazy danych może być optymalizowana do potrzeb jakość pod kontrolą model klas dopasowywany do możliwości bazy danych brak odniesienia do potrzeb specyfikacja wymagań na nowo interpretowana (podwójna praca) niepewna jakość!!! Projektowanie bazy danych 4/22

5 Problemy do rozwiązania Identyfikacja klas wymagających przechowywania w bazie danych Odwzorowanie klas trwałych w tabele i kwerendy Identyfikacja instancji Realizacja mechanizmu dziedziczenia w systemie relacyjnej bazy danych Ograniczenia związane ze standardowymi typami danych Realizacja złożonych typów danych Realizacja agregacji i asocjacji Optymalizacja dostępu tabel Realizacja operacji klas Stworzenie fizycznej struktury bazy danych Zapewnienie spójności danych w związku ze zmianami projektowymi Projektowanie bazy danych 5/22

6 Identyfikacja klas trwałych Klasa trwała jest to klasa obiektów, o których informacje muszą być przechowywane pomiędzy kolejnymi sesjami. Nie każda klasa trwała jest przechowywana w bazie danych (np. log systemowy). Projektowanie bazy danych 6/22

7 Odwzorowanie klas trwałych w tabele i kwerendy Klient + Nazwisko: string + Imię: string + Adres: Adres «list» Klienci «storage» Klienci ID {PK} Nazwisko: VARCHAR Imię: VARCHAR Adres:... Projektowanie bazy danych 7/22

8 Identyfikacja instancji (1) Instancje pamięci operacyjnej są identyfikowane przez adres może się zmienić po przechowaniu w bazie danych i ponownym załadowaniu do pamięci. Wniosek trzeba zapewnić inny, unikalny identyfikator. Identyfikatory oparte o pozornie unikalne dane, jak np. numer PESEL, mogą być zawodne. Identyfikator cyfrowy 32 bitowy zapewnia 4 mld różnych encji, lecz jest unikalny tylko wtedy, gdy jest nadawany przez jeden serwer. Identyfikator cyfrowy 16-bajtowy jest zawsze unikalny (GUID), lecz nie jest typem standardowym SQL. Klasa modelowa musi przechowywać identyfikator w pamięci. Projektowanie bazy danych 8/22

9 Identyfikacja instancji (2) Klient # ID: INT + Nazwisko: string + Imię: string + Adres: Adres «storage» KlienciTbl ID: INT {PK} Nazwisko: VARCHAR Imię: VARCHAR Adres:... Projektowanie bazy danych 9/22

10 Rozwiązanie problemu dziedziczenia (1) Każda hierarchia klas zajmuje jedną tabelę, która przechowuje wszystkie atrybuty z całej hierarchii. Osoba +Nazwisko +Imię #ID +Adres Klient Firma +Nazwa «storage» KlienciTbl ID Nazwisko Imię Nazwa Adres Projektowanie bazy danych 10/22

11 Rozwiązanie problemu dziedziczenia (2) Każda klasa w hierarchii ma własną tabelę, w której przechowuje własne atrybuty, również dziedziczone. Klasa, która nie tworzy instancji nie jest przechowywana Osoba #ID +Nazwisko +Imię +Adres Klient Firma #ID +Nazwa «storage» «storage» Firmy ID {PK} Nazwa Adres Osoby ID {PK} Nazwisko Imię Adres Projektowanie bazy danych 11/22

12 Rozwiązanie problemu dziedziczenia (3) Każda klasa w hierarchii ma własną tabelę, w której przechowuje tylko własne atrybuty, nie dziedziczone. Tabela nadrzędna ma relacje do tabel pochodnych. Osoba +Nazwisko +Imię #ID +Adres Klient Firma +Nazwa «storage» Klienci ID {PK} Adres «storage» «storage» Firmy ID {FK} Nazwa Osoby ID {FK} Nazwisko Imię Projektowanie bazy danych 12/22

13 Problemy z typami danych Typy standardowe Typy numeryczne INTEGER (INT), SMALLINT NUMERIC (P, S), DECIMAL (P, S) FLOAT (P), REAL, DOUBLE PRECISION Typy znakowe CHAR (n), VARCHAR, NATIONAL CHAR (n), NATIONAL VARCHAR VARCHAR2 Typy daty i czasu DATE, TIME, DATETIME, TIMESTAMP INTERVAL Int64 Typy niestandardowe Wide String Extended Real Projektowanie bazy danych 13/22

14 Realizacja typu wyliczanego «enum» Status nieznany w-realizacji zrealizowany «storage» Status ID: INT Nazwa: VARCHAR Projektowanie bazy danych 14/22

15 Atrybuty złożone Atrybuty złożonych typów danych mogą być spłaszczane Klient # ID: INT + Nazwisko: string + Imię: string + Adres: Adres Adres + Kod: string + Miejscowość: string + Ulica: string + Nr: string «storage» Klienci ID: INT {PK} Nazwisko: VARCHAR Imię: VARCHAR Adres_Kod:VARCHAR Adres_Miejscowość:... Adres_Nr: VARCHAR Projektowanie bazy danych 15/22

16 Atrybuty wielokrotne Atrybuty wielokrotne są realizowane jako osobne tabele Klient # ID: INT + Nazwisko: string + Imię: string + Tel[*]: string «storage» Klienci ID: INT {PK} Nazwisko: VARCHAR Imię: VARCHAR NrTel ID: INT {FK} Nr: VARCHAR Projektowanie bazy danych 16/22

17 Agregacje i asocjacje Asocjacje wiele-wiele, wielostronne i asocjacje z własnymi atrybutami są realizowane przez osobne tablice. Pozostałe asocjacje i agregacje są realizowane jako relacje 1-1 i 1-wiele. Projektowanie bazy danych 17/22

18 Optymalizacja dostępu do tabel Definiowanie indeksów drugorzędnych Klienci ID: INT {PK} Nazwisko: VARCHAR {FK, NotNull} Imię: VARCHAR {FK,NotNull} Adres_Kod:VARCHAR Adres_Miejscowość: VARCHAR {FK} Adres_Nr: VARCHAR NIP: VARCHAR {FK} «PK» Primary_Key () «FK» Nazwisko_i_Imię () «FK» Miejscowość () «FK» NIP () {Unique, NotNull} Projektowanie bazy danych 18/22

19 Operacje klas Realizowane w klasach modelowych Realizowane w procedurach SQL «append» «update» «delete» Projektowanie bazy danych 19/22

20 Stworzenie fizycznej struktury danych CREATE TABLE tbl_klient ( ID INT NOT NULL, Nazwisko VARCHAR NOT NULL, Imie VARCHAR NOT NULL PRIMARY KEY (ID) ); Projektowanie bazy danych 20/22

21 Zmiany projektowe Instrukcja SQL ALTER TABLE Z typu wyliczanego nie można usuwać elementów. Zwracać uwagę na zmianie zakresu i precyzji danych przy zmianie typów. Projektowanie bazy danych 21/22

22 Literatura Dennis A., Haley Wixom B., Tegarden D.: System Analysis & Design. An Object-Oriented Approach with UML, John Wiley & Sons, Inc., USA 2001 Geoffrey Sparks: Database Modeling in UML, uml Coad P., Yourdon E.: Projektowanie obiektowe, Read Me, Warszawa 1994 Celko J.,: SQL. Zaawansowane techniki programowania, MIKOM 1999 Projektowanie bazy danych 22/22