Предисловие
Э,
"та книга иллюстрирует простой тезис: базу данных (БД) любого типа можно разработать с помощью стандартных методов объектно-ориентированного программирования (ООП). Как всегда, все скрыто в деталях, и при работе с БД детали имеют особое значение.
Отход от традиции
В книге рассматриваются реляционные, объектно-реляционные (ОР) и объектно-ориентированные (ОО) базы данных. В ней нет сравнительного анализа всех методов разработки БД, а также существующих методов информационного моделирования. Повторим еще раз главный тезис — в большинстве случаев при использовании ООП можно обойтись без этих методов. Если вы хотите узнать все о методах разработки IDEFIX, или использовании диаграмм SSADM, или проектировании в среде Oracle Designer/2000, обратитесь к приведенной в конце книги библиографии.
Автор воспользовался унифицированным языком моделирования (UML) и его методами моделирования по двум причинам. Во-первых, это принятый стандарт Рабочей группы по развитию стандартов объектного программирования (OMG). Во-вторых, это кульминация многих лет работы трех очень умных разработчиков моделей объектов, которые решили создать из предлагаемых каждым из них методов единый, всеобъемлющий стандарт нотации. В главе 7 приводится подробное описание UML. Тем не менее можно использовать и любой другой объектно-ориентированный метод моделирования. Знание их облегчит освоение UML, так как они являются объединением почти всех концепций объектно-ориентированных методов, которые встречались автору на практике, Изучая UML, можно получить систематическое представление о концепциях ООП. Затем будет нетрудно преобразовать нотацию UML и знания о ее применении, полученные из данной книги, в любую объектно-ориентированную нотацию и метод, который вы сможете использовать в своей практике.
Данная книга не относится к разряду справочников по теории баз данных; она предназначена для практического использования при создании БД. У автора не было Цели представить совершенно новый взгляд на БД или академическое исследование. Эта книга посвящена продуктивному применению современных технологий для построения полезных систем программного обеспечения. Автор делает упор на адаптацию современных технологий к ООП, а не на их замену объектно-ориентированным проектированием.
И, наконец, как вы заметите, в этой книге приводятся примеры на основе системы управления базой данных Oracle. Автор почти все время работал именно с ней, хотя использовал также и другие базы данных — от Sybase до Informix и SQL Server, здесь приведены примеры на основе всех этих
DBMS-продуктов. Концепции данной книги имеют вполне общий характер. Можно преобразовать любой пример на основе Oracle в эквивалент на основе любой другой DBMS, по крайней мере настолько, насколько это позволяет сделать реляционная структура. Но после перехода к реалиям объектно-реляционной DBMS или объектно-ориентированной DBMS можно обнаружить, что выбранный продукт во многом будет определять ваши возможности (см. главы 12 и 13). Точка зрения автора состоит в следующем: не совершите ошибку, полагая, что методы, описанные в книге, изменятся в зависимости от того, будет ли использован Informix или MS Access. Именно разработка является предметом нашей книги, но не реализация. Как и для UML, при понимании концепций можно легко реализовать особенности базы данных с помощью любой выбранной технологии. Если у вас есть конкретные вопросы о применении методов на практике, пожалуйста, напишите по адресу muller@computer.org, чтобы разрешить свои проблемы.
Технология информационных хранилищ
Блюстители теории БД вскоре обнаружат, что в данной книге не рассказано о технологии информационных хранилищ, информационных витрин и о схеме звезда. Однако надо было где-то подвести черту; чтобы получить книгу реального объема, и мы с издателем решили не включать сюда проблемы, связанные с технологией информационных хранилищ.
Основной концепцией технологии информационных хранилищ является размерность — набор информационных атрибутов, относящихся к основным объектам информационного хранилища. В классическом анализе данных, например, приходится часто структурировать данные в многомерные таблицы с ячейками, находящимися на пересечении различных размерностей или категорий. Эти таблицы становятся основой для дисперсионного анализа и других методов статистического моделирования. Одним из наиболее важных способов организации размерностей является схема звезда, в которой таблицы размерностей окружают таблицу фактов {объект) в конфигурации звезды с отношениями один-ко-многим. Такая конфигурация позволяет аналитику данных просматривать факты в базе данных (основные объекты) с точки зрения различных размерностей.
В классическом ООП схема звезда является образцом взаимозависимых объектов, которые вместе находятся в центральном объекте некоторого рода. Центральному объекту не принадлежат другие объекты; напротив, он связывает их в многомерную' структуру. Схема звезда реализуется в реляционной БД как набор таблиц один-ко-многим, в объектно-реляционной базе данных — как набор объектных ссылок, а в объектно-ориентированной БД — как объект со средствами доступа к размерностям и атрибутам, которые ссылаются на другие объекты.
Содержание
Глава 1 Жизненный цикл базы данных...................1
Анализ информационных требований.......................2
Создание модели данных..................../...........3
Проектирование и оптимизация базы данных..............•.. • • • 5
Качество, проверка и тестирование базы данных..............• • 8
Сертификация баз данных.............................10
Поддержка и доработка баз данных........................10
Глава 2 Системная архитектура и проектирование............ 12
Виды системной архитектуры • • • •.......................14
Трехсхемная архитектура • • •.......;.................14
Многозвенные архитектуры • •.................•......18
Резюме по системной архитектуре......................30
Архитектуры данных....................•............30
Реляционные базы данных...........................32
Объектно-ориентированные базы данных.................36
Объектно-реляционные базы данных....................45
Итоги..........................................56
.Глава 3 Сбор требований • • • •.......................57
Неопределенность и устойчивость........................57
Неопределенность................................58
Наблюдение и правильная постановка вопросов.............62
Устойчивость...................................65
Четкая расстановка приоритетов.........................69
Понимание требований............................-69
Распределение требований по категориям...........>•••••• 70
Зависимости между требованиями......................73
Определение приоритетов требований...................74
Определение стиля базы данных......................• • • 74
Итоги...............„...........................76
Глава 4 Моделирование требований
с помощью вариантов использования................... 77
Весь мир — сцена................................... 78
Актеры на сцене............. . . .'.................... 81
Диаграммы вариантов использования.................... 81
Краткий пример.................................. 83
Транзакции и варианты использования..................... 85
Отношения вариантов использования.................... 86
Подготовка сцены................................• • • 89
Резюме........................................ 90
Описания • • • • „•.............................• • • • 92
Диаграммы деятельности UML........................ 97
Резюме по элементам данных и бизнес-правилам............. 99
Итоги..........................................101
Глава 5 Тестирование системы.......................102
Требования и точность соответствия......................103
Системы и точность соответствия........................ Ю4
Итоги..........................................107
Глава б Создание моделей сущность — отношение.........• 108
Сущности и атрибуты • •......•....................• • • 110
Отношения.....................................-111
Семантические отношения: порождение подтипа и агрегация •••••• 114
ER-бизнес-правила..................................119
Множественность................................120
Ключи и отношения..............................123
Сильные и слабые отношения • • • • •...................127
Домены......................................128
Итоги..............................••...........-128
Глава 7 Создание моделей классов в UML................129
Пакеты, классы и атрибуты............................. 130
Пакеты...................................• • • • 132 "
Классы и атрибуты............................... 139
Операции....................................... 143
Операции, методы и интерфейсы...................... 144
Поведение приложения • • •......................... 147
Поведение сервера базы данных....................... 148
Отношения...................................... 151
Наследование и генерализация........................ 151
Ассоциации, включение и видимость.................... 165
Ограничения объектов и бизнес-правила • • • • •.............. 173
Идентичность объектов и ограничения уникальности......... 173
Ограничения доменов...................•......... 178
Сложные ограничения............................. 184
Итоги.......................................... 185
Глава 8 Образцы моделирования данных................ 187
Моделирование с помощью повторно используемых
образцов разработки................................ 188
. Абстрактные образцы............................... 190
Одноточечный образец (Singleton)..................... 190
Составной образец (Composite)....................... 192
Легковесный образец (Flyweight) ....................... 195
Образец метамодели.............................. 200
Аналитические образцы.............................. 202
Образец партнерства (Party)....................,.,..... 202
Образец географического местоположения................. 205
Образец процесса.................................. 208
Образец документа............................... 211
Итоги............................•.............. 213
Глава 9 Критерии достижения успеха...................214
Цели, показатели и шкалы................•............215
Оценки размера...................,• • ' '............. 217
Размер базы данных...............................217
Размер схемы...............• • • •................ 218
Оценка степени сложности............................223
Оценка степени связности..........• •......... . .......224
Абстрактная связность........................•.....224
Структурная связность.............................225
Оценка степени соединения........................... 227
Потенциал повторного использования...................... 232
Сертификация повторного использования..................233
Итоги.................................. . .......236
Глава 10 Выбор предшественников •................... 237
Культура разработки программного обеспечения
и унаследованная система...........................• • • 238
События культуры.........• •.....................238
Замена или использование унаследованной системы •.........245
Новая разработка...................................248
Использование унаследованной системы.................248
Определение границ системы и культуры................• 250
Черновая разработка................................253
Боевые истории и общий язык........................253
Нормы, ценности и убеждения'• •....................... 254
Ритуалы............................ . . ........256
Структура разработки схем • • •......................... 257
Структуры......................• • -.............257
Отношения....................................258
Бизнес-правила..........•....................... 258
Общее направление разработки.......................259
Языки определения данных.......................... 259
Интеграция представлений моделей данных............• • • • • 259
Структурная интеграция.........•..................262
Интеграция генерализаций.......................... 264
Интеграция бизнес-правил.....-. •..................• • 264
Интеграция общей картины.........................266
Итоги..........................................-269
Глава 11 Разработка схемы реляционной базы данных.....• • • 270
Преобразования таблиц................. .-•*•...........272
Пакеты, подсистемы и пространства имен................273
Типы и домены................................• • 276
Классы................................•......281
Внешние связи....................................298
Двоичные ассоциации.............................298
Генерализации..................................303
Особые ситуации..............................• • 310
Жизнь по правилам.................................317
Инварианты классов............•.................317
Системные инварианты............................319
Отношения нормализации............................320
Элементарные значения • •..........................320
Зависимости и нормализация • • • • •....................322
Денормализация созданной схемы.....................327
Язык мира- • •................................... . 329
Правила согласования........-,....................329
Опасности несоответствия..........................335
Итоги..........................................341
Глава 12 Разработка схемы объектно-реляционной базы данных • 343
Так что же нового? • • • •............................. 343
Свойства...................................... 344
Обратная сторона...................•............ 345
Процесс преобразования для продуктов ORDBMS............346
Разнообразие объектов: типы........................... 355
Определенные пользователем и объектные типы............ 357
Ассоциации..................................• • 366
Поведение- • • •................................. 370
Кто диктует правила?................................ 371
Язык войны...................................... 371
Устойчивые классы • •............................. 372
Операции..................................... 378
Итоги- • • • •................/...................... 380
Глава 13 Разработка схемы объектно-ориентированной
базы данных • ••......•.........................381
Процесс преобразования для продуктов OODMBS ............. 381
Действительно простота?............................. 385
Классы......."••'•'............................. 386
Генерализации и реализации......................... 392
Ассоциации.................................... 393
Дисциплинирование объектов.......•...............•. . . 403
Проблемы поведения................• • • • •.......• • 403
Установка границ................................ 405
Целевой язык- • •................................... 406
Устойчивые классы и интерфейсы..................... 406
Операции..................................... 412
Итоги......• • •................................. 415
Ссылки на истории о Шерлоке Холмсе...................416
Библиография..................................417
Цена: 150руб.
