Анализ требований и разработка структуры базы данных
База данных – это совокупность блоков информационных элементов, представленных на машиночитаемых носителях, предназначенных и пригодных для оперативного решения пользовательских, служебных и других задач с использованием средств вычислительной техники.
База данных (БД) отвечает следующим признакам:
БД содержит некоторое множество данных, необходимых для решения конкретных задач многих пользователей;
Информационные элементы в БД определенным образом структурированы;
Данные представлены на машиночитаемых носителях в форме, пригодной для оперативного их использования с применением вычислительной техники.
Совокупность информационных элементов, не отвечающих любому из трех перечисленных выше признаков, не может называться базой данных.
Требования к БД формируются в зависимости от ее назначения, но есть и такие требования, которым должна отвечать любая база.
Итак, правильно спроектированная база данных:
Удовлетворяет всем требованиям пользователей к содержимому базы данных;
Гарантирует непротиворечивость и целостность данных;
Обеспечивает естественное, легкое для восприятия структурирование информации;
Удовлетворяет требованиям пользователей к производительности базы данных.
Использование баз данных характеризуются следующими свойствами: оперативностью (оперативный доступ к информации), полной доступностью (вся информация доступна для использования), гибкостью (возможность изменять состав и форму выдачи данных), целостностью данных (минимизирование дублирования данных), а также работ по их обновлению.
Структура БД – это принцип или порядок организации записей в базе данных и связей между ними. Большинство баз данных имеют табличную структуру, в которой адрес данных определяется пересечением строк и столбцов. В БД столбцы называются полями, а строки записями. Поля образуют структуру БД, а записи составляют информацию, которая в ней содержится.
Простейшие БД можно создавать, не прибегая к специальным программным средствам. Чтобы файл считался базой данных, информация в нем должна иметь структуру (поля), и быть форматирована так, чтобы содержимое соседних полей легко различалось.
Основные шаги проектирования базы данных:
Определить информационные потребности базы данных.
Проанализировать объекты, которые необходимо смоделировать в базе данных.
Поставить в соответствие сущностям и характеристикам - таблицы и столбцы (поля) в выбранной Вами СУБД (системе управления базами данных).
Определить атрибуты, которые уникальным образом идентифицируют каждый объект.
Выработать правила, которые будут устанавливать и поддерживать целостность данных.
Установить связи между объектами (таблицами и столбцами), провести нормализацию таблиц.
Спланировать вопросы надежности данных и, при необходимости, сохранения секретности информации.
Методы организации хранения и поиска электронных изданий
Для хранения электронных копий изданий и их фрагментов используются различные базы данных. Это относится к базам данных, которые используются в сети Интернет и связаны с поисковыми серверами, которые, отыскав ссылку на нужное издание в своем поисковом индексе, обращаются к соответствующей сетевой базе данных.
Существует два разных метода организации хранения электронных изданий:
в виде иерархической файловой системы, в которой файлы отдельных изданий объединены в каталоги по тематическому или другим признакам;
в виде текстовой базы данных, в которой размещены файлы изданий.
Первый метод проще с точки зрения организации структур данных, но требует создания и использования дополнительных средств для поиска нужного электронного издания, в особенности если количество таких изданий достаточно велико. При его использовании, в общем случае, гораздо труднее обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа, которая несомненно нужна, так как издания представляют собой определенную информационную и материальную ценность, являясь интеллектуальной собственностью конкретного издательства.
Во втором варианте обычно проще осуществить защиту информации. Методы и средства для этого достаточно разработаны и проверены практикой. Однако при работе с изданием, связанной с его изменением, используется большое количество операций записи и чтения информации. Это связано с тем обстоятельством, что приложение не может напрямую работать с базой данных. В результате, для больших текстовых баз данных существенно снижается скорость обработки информации. Кроме того, возникают определенные проблемы при использовании различных видов информационных носителей, например жестких магнитных дисков и оптических компакт- или DVD-дисков.
Хранение изданий требует обязательной организации системы поиска. Существуют два варианта поиска изданий пользователем.
В первом случае производится поиск электронного издания, о котором точно известно, что оно существует и известен хотя бы один его поисковый атрибут. Такие системы называют фактографическими, так как в них каждому изданию однозначно соответствуют поисковые атрибуты.
Во втором случае ставится задача отыскания всей совокупности электронных изданий по определенному тематическому направлению. В этом случае заранее неизвестно не только количество изданий, но даже сам факт их существования. Такие системы называют документальными. Большинство аналитических и исследовательских задач на начальной стадии реализации связано с применением второго варианта поиска.
Методы организации поиска также могут быть разделены на две группы.
К первой из них относится так называемый атрибутивный поиск. Он основан на том, что каждый документ (издание представляет собой частный случай документа) характеризуется определенным набором атрибутов (полей). Эти поля заполнены конкретной информацией, которая изменяется для различных изданий. При поиске проверяется совпадение значений, содержащихся в запросе, со значениями в соответствующих полях каждого из изданий. Такой метод организации поиска характерен для фактографической модели.
К атрибутам изданий относят: название, автора (авторов), время создания, ISBN (индивидуальный номер издания по универсальной книжной классификации) и т. д. В последнее время набор атрибутов все чаще называют метаинформацией. Делаются попытки стандартизации электронного описания для любого издания. В частности, имеются библиотечные стандарты, в том числе и отечественные, а также и стандарты описания в книжной торговле.
Ко второй группе средств относится полнотекстовый поиск и выборка изданий. Для организации полнотекстового поиска необходимо вначале произвести индексацию изданий, составить для них так называемый полнотекстовый индекс. В простейшем случае он представляет собой список всех значащих слов в текстовой базе данных с указанием, в каких изданиях встречаются эти слова. Встречаются многоуровневые индексы, в которых на верхнем уровне расположен словарь или поисковый индекс слова. В нем каждому значащему слову соответствует указатель на расположенный на следующем уровне список местонахождений или индекс ссылок, в котором содержатся адрес издания и, иногда, позиция слова внутри документа.
Можно сформулировать четыре основных отличия полнотекстовой выборки от атрибутивной:
полнотекстовая выборка отвечает на запросы с меньшей точностью;
выборка вероятностная, а недетерминированная;
критерием правильности выборки является не точное совпадение, а лишь пригодность извлеченного из базы издания;
время поиска и извлечения издания больше зависит не от технических средств, а от качества формулирования запроса и скорости анализа пользователем пригодности извлеченных из базы изданий.
Атрибутивный поиск проще и быстрее, а также позволяет получить точный, а не вероятностный, результат. Для его реализации не требуется создавать полнотекстовый индекс, занимающий значительное дисковое пространство, а также сложные поисковые механизмы. Но атрибутивный поиск не всегда применим, так как пользователь может не знать ни одного атрибута.
Существует несколько методов поиска в текстовых базах данных. Первой и наиболее простой моделью поиска является просмотр, т. е. процесс сходный с обычной работой с книгой. В этом случае из базы данных извлекается определенное электронное издание и пользователь знакомится с его содержанием. Используя современные средства навигации, можно перемещаться по каталогу изданий, раскрывать нужные книги и просматривать их оглавления и аннотации. Для больших баз данных такой способ неэффективен и может использоваться только в сочетании с другими моделями.
Следующая модель использует в качестве основы логические конструкции, т. е. слова или фразы (последние заключаются обычно в круглые скобки), объединенные знаками логических операций И, ИЛИ и НЕ .
Специальное программное обеспечение может обеспечить автоматическую оценку степени полезности каждого из извлеченных изданий. Результаты обычно сортируются по степени релевантности. Такая модель поиска используется, в частности, на поисковом сервере Rambler.
Во многих случаях следует остановится на промежуточном варианте, когда наряду с атрибутами в поисковой среде хранится набор ключевых слов и терминов, каждый из которых связан с определенным кругом изданий. При включении нового издания в поисковую структуру из набора ключевых слов отбирается несколько, в наибольшей степени отвечающих тематике и содержанию издания. При поиске информации пользователь также просматривает список ключевых слов и отбирает те из них, которые, по его мнению, в наибольшей степени соответствуют его требованиям.
|
