Proiectarea bazei de date

 Sistemul informaţional cuprinde totalitatea resurselor care permit colectarea, administrarea, controlul şi propagarea informaţiilor în cadrul unei organizaţii. Datele reprezintă o resursă importantă din cadrul organizaţiei şi trebuie gestionată similar celorlalte resurse. Sistemul informatic poate fi realizat cu ajutorul unei baze de date şi reprezintă cea mai importantă componentă a sistemului informaţional din cadrul organizaţiei, baza de date fiind o componentă fundamentală a sistemului informaţional. Sistemul informaţional evoluează în timp, parcurge anumite etape, are un ciclu de viaţă. Etapele din ciclul de viaţă al unui sistem informaţional sunt: planificarea, colectarea şi analiza cerinţelor, proiectarea, realizarea prototipului, implementarea, testarea şi întreţinerea operaţională. În practică, însă, aceste etape nu sunt rigide. Pot exista întrepătrunderi importante şi proiectul poate repeta unele etape înainte de a trece la altele. Aceste etape sunt parcurse şi în cazul sistemelor ce folosesc baze de date. În fiecărei etapă a ciclului de viaţă sunt desfăşurate anumite activităţi.

1. Planificarea bazei de date, este prima etapă a ciclului de viaţă şi include activităţile care permit realizarea eficientă a etapelor din ciclul de viaţă. Planificarea bazei de date trebuie să fie integrată în strategia generală a organizaţiei stabilind prin aceasta care sunt cerinţele informaţionale viitoare ale organizaţiei pentru a susţine planurile de afaceri şi scopul organizaţiei. Pentru a susţine planificarea bazei de date se va realiza un model general de date, care va include datele importante, relaţiile dintre acestea, precum şi legătura cu componentele funcţionale ale organizaţiei. În această etapă vor fi dezvoltate de standarde pentru modul de colectare a datelor şi de specificare a formatelor, pentru documentaţia necesară, fiind stabilite modalităţile de realizare a proiectării şi implementării. Utilizarea standardelor asigură suport pentru controlul calităţii. Cerinţele organizaţiei cu privire la date fi documentate corespunzător.

2. Definirea sistemului este a etapa în care se identifică scopul şi limitele noului sistem, inclusiv domeniile de aplicaţie şi grupurile de utilizatori. La definirea noului sistem va fi precizat în mod necesar şi modul în care se va realiza interfaţa cu celelalte componente ale sistemului informaţional din cadrul organizaţiei.

3. Colectarea şi analiza cerinţelor (Analiza) este etapa de cea mai mare importanţă în care, folosind diferite metode şi tehnici adecvate, vor fi colectate şi analizate cerinţele informaţionale ale organizaţiei cu privire baza data. Informaţiile necesare proiectării bazei de date vor fi colectate folosind metoda interviului individual, metoda interviului de grup, metoda chestionarelor, observarea organizaţiei în funcţiune, examinarea documentelor din cadrul organizaţiei, toate asociate cu experienţa anterioară a echipei de analiză. Fără o analiză adecvată nu se va putea determina ceea ce utilizatorul doreşte de la noul sistem, infrastructura tehnică în cadrul căreia se va implementa, respectiv care sunt constrângerile impuse datele. O analiză inadecvată, la un moment ulterior, poate fi foarte costisitoare sau poate conduce chiar la încetarea proiectului. O cerinţă reprezintă o caracteristică care trebuie inclusă în noul sistem. Informaţiile colectare pentru fiecare domeniu de aplicaţie şi grup de utilizatori se vor concretiza sun forma unui set de documente care descriu activităţile şi sub-activităţile din diferite puncte de vedere şi va include documentaţia folosită şi elaborată, detaliile privind tranzacţiile, precum ordinea de prioritate a cerinţelor. Cantitate de date colectată depinde de politica organizaţiei şi de aria de cuprindere a noului sistem. Colectarea şi analiza cerinţelor reprezintă etapa preliminară a proiectării conceptuale a bazei de date. Pentru structurarea cerinţelor se folosesc tehnici speciale de specificare a cerinţelor cum sunt analiza şi proiectarea structurată, diagramele de flux de date, proiectarea asistată de calculator.

4. Proiectarea bazei de date (Design-ul) este procesul de realizare a proiectului de bază de date care va trata toate operaţiile şi obiectivele organizaţiei, este etapa în care se va realiza proiectare conceptuală, logică şi fizică a bazei de date. Se va realiza reprezentarea datelor şi a relaţiilor dintre ele conform specificaţiilor stabilite în etapa de analiză, va fi elaborat un model de date care va fi capabil să accepte efectuarea tuturor tipurilor de tranzacţii necesare asupra datelor, se va realiza o structurare adecvată pentru realizarea cerinţelor inclusiv cele privind performanţele noului sistem şi a sistemului informaţional în ansamblu. Modelul de date este optim atunci când este simplu, expresiv, extensibil, nonredundant, permite validarea structurală, permite partajarea datelor, asigură integritatea datelor şi oferă posibilitatea unei reprezentări schematice. Unul din scopurile principale a procesului de design este stabilirea de scheme pe baza căreia se poate construi baza de date. Proiectarea se poate realiza folosind o metodă de tip „de jos în sus”, „de sus în jos”, „din interior spre exterior”, respectiv „strategia compusă” care combină primele două metode. Metoda de proiectare de jos în sus se foloseşte în cazul bazelor de date simple şi începe de la nivelul fundamental al atributelor ce definesc entităţile car sunt grupate în relaţii care reprezintă tipuri de entităţi şi asociaţii ale acestora, după care prin procesul numit normalizare se identifică atributele necesare şi dependenţa funcţională a acestora. Strategia de proiectare de tip de sus în jos se foloseşte pentru baze de date complexe şi începe cu realizarea unor modele de date care conţin entităţi şi relaţii relevante, după care prin rafinări succesive de sus în jos se identifică toate entităţile şi relaţiile existente între acestea. Tratarea de tip din interior spre exterior este foloseşte proiectarea de jos în sus pentru entităţile principale, care apoi se extinde pentru a cuprinde toate entităţile şi relaţiile.

Sub-etapa de proiectare fizică a bazei de date presupune cunoaşterea SGBD care va fi utilizat, motiv pentru pe baza cerinţelor curente şi viitoare ale organizaţiei va fi alea cel mai potrivit SGBD. Alegerea SGBD poate fi considerată o etapă din ciclul de viaţă a sistemului informatic, care se poate parcurge în orice fază, dar înainte de proiectarea fizică. În această etapa se vor elabora în mod obligatoriu şi toate documentaţiile aferente.

5. Realizarea prototipului este etapa în care se construieşte un model de lucru, care nu are toate caracteristicile cerute şi nu acoperă întreaga funcţionalitate. Scopul creării prototipului este de a oferi utilizatorilor posibilitatea de a utiliza un sistem apropiat de cel real pentru identifica caracteristicile incluse deja, de a le verifica cu scopul de a clarifica cerinţele utilizatorilor.

6. Implementarea este etapa care include realizarea fizică a bazei de date prin utilizarea limbajului de definire a datelor al SGBD şi implementarea programelor de aplicaţie realizate în limbajul ales de echipa de proiectare. Tranzacţiile din baza de date vor fi efectuate cu ajutorul limbajului de manipularea datelor. În această etapă pot fi folosite instrumentele de tip interactiv ale SGBD pentru definirea şi accesarea datelor. Transferarea datelor din vechiul sistem are o foarte mare importanţă pentru reducerea timpului necesar pentru implementare. Acest transfer face ca datele preluate să fie corecte chiar dacă este necesară conversia datelor în formatul cerul de noul sistem. În etapa de implementare vechiul sistem şi noul sistem funcţionează în paralel, iar echipa de implementare poate reduce semnificativ efortul utilizatorilor prin preluarea datelor pentru noul sistem din vechil sistem cu ajutorul unor proceduri automate.

7. Testarea este etapa în care vor fi detectate eventualele erori ale nolui sistem. Există un număr de practici pentru asigurarea calităţii, pe care le putem aplica proiectului, dar cea mai bună este testarea. Testarea trebuie făcută conform unui plan de testare bine pus la punct, care este esenţial atât pentru sistem cât şi pentru verificarea reacţiei utilizatorului. Baza acestui plan trebuie să fie documentarea obţinută în timpul etapei de analizare a cerinţelor. Acest plan de testare trebuie să definească nu doar exact ceea ce trebuie verificat ci şi ce rezultate trebuie generate de noul sistem inclusiv de programele de aplicaţie. Testarea poate fi făcută „de sus în jos”, „de jos în sus”, „pe fir”, sau la „suprasolicitare”. Testarea de „de sus în jos” permite testare la nivel de subsistem şi permite detectarea erorilor în fazele iniţiale ele proiectului. Testarea „de jos în sus” pleacă de la fiecare modul individual. Testarea „pe fir” este folosită pentru testarea sistemelor care funcţionează în timp real, testându-se răspunsul sistemului la fiecare eveniment. Testele la „suprasolicitare” au menirea de a testa componentele sistemului în toate situaţiile posibile.

8. Întreţinerea operaţională reprezintă procesul de monitorizare şi întreţinere a noului sistem. Sunt monitorizate performanţele sistemului şi se încorporează noi cerinţe atunci când este cazul. Este etapa care se întinde pe întreaga durată de viaţă a sistemului. Monitorizarea presupune urmărireqa sistematică a performanţelor şi înregistrarea eventualelor anomali de funcţionare.