Универсальная модель данных (УМД)
Существующие традиционные технологии проектирования ИС ориентированы на проектирование БД для одной конкретной предметной области. Такой подход не позволяет тиражировать модель данных на разные предметные области, не обеспечивает простое расширение состава информации в БД и не способствует использованию устоявшихся решений. Повышение надежности решений по проектированию БД и сокращению затрат на их создание и развитие возможно при стандартизации модели данных, что не раз обсуждалась на международных симпозиумах сообщества баз данных [1,2,3].
Предлагаемая универсальная модель данных представляет собой неизменную (стандартную) для разных наборов данных схему БД в реляционной СУБД. Универсальной модель данных названа потому, что ее структура не зависит от набора данных. Это позволяет БД с УМД использовать для разных проблемных областей (ПрО) с любыми составами данных.
УМД удовлетворяет основным требованиям, предъявляемым к моделям данных [4]:
структурная достоверность;
простота;
отсутствие избыточности;
способностью к совместному использованию;
расширяемость;
целостность;
представление в виде понятных обозначений.
Для УМД определен перечень понятий (таблица 1), на основе которых спроектирован набор таблиц реляционной БД. Заранее не ограниченное разнообразие элементов ПрО распределяется по перечисленным понятиям и формируется в фиксированном наборе таблиц [5]. Элемент ПрО относится к одному из понятий и определяется именем, местом в некоторой иерархии, величиной и/или временем. Используемыми понятиями можно описать любую совокупность компонентов предприятия с их качествами, возможными событиями и другими подробностями.
При расширении набора компонентов предприятия или их описаний, которые необходимо включить в БД предприятия, не требуются проводить изменения УМД, функционирующих приложениях и их нового тестирования. Что позволяет определять состав данных, включаемых в БД, по мере необходимости. Это очень важное преимущество по отношению к традиционному подходу, который при добавлении нового отношения (таблицы), или атрибута (столбца), требует пересмотра связей в схеме БД и изменения функционирующих приложений.
Отличительные особенности универсальной модели данных:
использование фиксированного набора таблиц (отношений);
описание предметной области иерархиями реальных объектов и событий, в отличие от традиционного описания ПрО моделью «сущность-связь»;
наличие связей между любыми классами, экземплярами и другими понятиями;
наличие данных об экземплярах компонентов, как они между собой связаны и что с ними произошло;
расширение набора данных БД добавляет только новые записи в существующие таблицы и не требует изменения состава таблиц и полей, как это предполагает традиционное проектирование БД.
Схема БД с УМД, реализованная в реляционных СУБД Oracle и PostgreSQL, представляет собой:
стандартный набор таблиц БД (основные из них приведены на рис.2);
триггеры;
серверные процедуры и функции;
иные технологические компоненты.
Система триггеров и серверных процедур УМД обеспечивает целостность:
иерархий классов объектов и событий;
иерархий экземпляров объектов и событий;
имен объектов и событий в классах;
имен характеристик объектов и событий;
связей;
типов объектов;
допустимых значений и значений по умолчанию и т.д.
Серверные процедуры и функции обеспечивают манипулирование данными и участвуют в распределении прав доступа к данным (вплоть до элемента данных).
УМД позволяет использовать одну модель БД для всего предприятия и помещать в нее информацию из разных ПрО и наследуемых приложений, что минимизирует ресурсы на системное сопровождение СУБД.
УМД обеспечивает семантическую и синтаксическую интеграцию разнообразной информации [5,6,7]. В этом случае БД с УМД можно использовать в качестве хранилища (витрины) данных, обеспечивая возможности по получению обобщенной информации, необходимой для стратегического планирования.
Рис. 2. Таблицы БД с УМД
