Организационный аспект
Проектирование БД целесообразно выполнять небольшой группой от трех до девяти специалистов. Руководит работой администратор БД. Разработка проекта, выполняемая несколькими специалистами, позволяет в силу разнообразия их опыта всесторонне обсудить их проект системы. Однако окончательные решения принимает администратор БД.
Концептуальное проектирование
Концептуальное проектирование оперирует информацией, независимой от любой фактической реализации (т. е. от любой конкретной системы технического или программного обеспечения). Цель концептуального проектирования именно в том и состоит, чтобы представить информацию в доступной пользователю форме, не зависящей от спецификаций системы, но реализуемой несколькими системами.
Существует три подхода к концептуальному проектированию: объектное представление; моделирование сущностей; семантическое моделирование данных.
Этап концептуального проектирования связан с анализом и синтезом разнообразных информационных требований пользователей в первоначальный проект баз данных. Результатом этого этапа является высокоуровневое представление информационных требований, например, такое как диаграмма «сущность-связь». Существует несколько подходов к построению диаграмм типа «сущность-связь». Общим для всех подходов является набор из четырех основных проектных решений или шагов: определение сущностей, определение атрибутов сущностей, идентификация ключевых атрибутов сущностей, определение связей между сущностями.
Логическое проектирование
Этап между концептуальным и физическим проектированием, в результате выполнения которого получается СУБД - ориентированная схема базы данных, будем называть проектированием реализации. Изменения, которые вносятся в структуру базы данных на этом этапе, определяются стремлением удовлетворить требованиям конкретной СУБД и наиболее общим ограничениям, специфицированном в требованиях пользователей.
Проектирование физической реализации
Третьим и самым нижним уровнем представления базы данных является физический уровень. Физическая организация данных оказывает основное влияние на эксплуатационные характеристики проектируемой базы, так как именно на этом уровне осуществляется ее привязка к физической памяти.
Проектирование формата хранимой записи
Учитывая, что структура логической записи была выбрана ранее, этот процесс состоит в форматировании хранимой записи с учетом характеристик типов элементов данных, распределения их значений и специфики их использования в различных приложениях. На этом шаге принимаются решения относительно избыточности данных и их сжатия на основании анализа явно хранимых значений данных.
Кластеризация хранимых данных
Одним из наиболее важных вопросов, который должен быть решен при физическом проектировании, состоит в том, как физически распределить хранимые записи по экстентам. Кластеризацией записи называется такое объединение записей различного типа в физические группы, которое позволяет, как можно эффективнее использовать преимущество последовательного размещения данных. Для того чтобы новое размещение записей не привело к увеличению времени обработки, при кластеризации необходимо учитывать структуру путей доступа.
Проектирование метода доступа
Метод доступа обеспечивает возможность запоминания и выборки данных, хранимых на физических устройствах (обычно вторичной памяти). Можно выделить два важных компонента метода доступа: структура памяти и механизм поиска. Структура памяти определяет ограничения на возможные пути доступа с использованием индексов и хранимых записей, а механизмы поиска определяют пути доступа, которые следует выбрать для конкретного приложения.
Проектирование метода доступа состоит в выборе структуры первичного и вторичного путей доступа. Первичные пути доступа используются при первоначальной загрузке и размещении записей, что обычно влечет за собой поиск по первичным ключам. Вторичные пути доступа включают в себя межфайловые связи и альтернативные точки входа для доступа к хранимым записям с помощью индексов вторичных ключей. Использование вторичных ключей может значительно сократить время доступа, но при этом возрастают накладные расходы на память и поддержание индексов.
Вопросы целостности и безопасности данных
Как и на этапе проектирования реализации, на данном шаге должны быть проанализированы в комплексе требования целостности, безопасности и эффективности функционирования базы данных.
Проектирование программ
Физическая независимость данных, если она достигнута, устраняет необходимость модификации прикладных программ. Для организации доступа к базе данных должны использоваться стандартные средства СУБД, а оптимизацию запросов или транзакций обновления следует выполнять на уровне системного программного обеспечения. Поэтому проектирование прикладных программ следует заканчивать на этапе логического проектирования базы данных.
