CC BY
2
ЭФФЕКТИВНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ БАЗ ДАННЫХ В ПРОМЫШЛЕННЫХ
СИСТЕМАХ Стукало Р.Е.1, Сафин М.А.2
1Стукало Роман Евгеньевич - бакалавриат, доцент, 2Сафин Марат Абдулбариевич - кандидат технических наук, доцент, кафедра автоматизация технологических процессов и производств, ФГБОУ ВО Казанский государственный энергетический университет,
г. Казань
Аннотация: организация баз данных (БД) в промышленных системах является важной частью работы любого предприятия. Базы данных используются для хранения информации о продуктах, клиентах, заказах и других аспектах работы компании. При этом важно обеспечить высокую производительность, безопасность и масштабируемость системы. В этой статье мы рассмотрим основные этапы процесса проектирования базы данных, а также некоторые из наиболее распространенных ошибок, которые могут возникнуть на каждом этапе.
Ключевые слова: слова: база данных, система, запрос, таблица, запись, хранение, обработка, эффективность, структура, задача.
EFFICIENT DATABASE MANAGEMENT IN INDUSTRIAL SYSTEMS
Stukalo R.E.1, Safin M.A.2
1Stukalo Roman Evgenievich - bachelor course, student, Associate Professor, 2Safin Marat Abdulbarievich- Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, DEPARTMENT OF AUTOMATION OF TECHNOLOGICAL PROCESSES AND PRODUCTIONS, KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY, KAZAN
Abstract: the organization of databases in industrial systems is an important part of the work of any enterprise. Databases are used to store information about products, customers, orders and other aspects of the company's work. At the same time, it is important to ensure high performance, security and scalability of the system. In this article, we will look at the main stages of the database design process, as well as some of the most common errors that can occur at each stage.
Keywords: database, system, query, table, record, storage, processing, effectiveness, structure, task.
УДК 004.65
Проектирование БД является важным этапом в разработке информационных систем. Оно включает в себя анализ требований, определение структур данных и разработку моделей, которые будут использоваться для хранения, обработки и представления информации.
При проектировании базы данных необходимо учитывать множество факторов, таких как объем и структура данных, требования к производительности, безопасность и интеграция с другими системами. Ошибки на этом этапе могут привести к снижению эффективности системы, увеличению времени на разработку и увеличение риска возникновения ошибок. Так же можно избежать большинство ошибок если прибегнуть к готовым решениям, на рынке существует множество различных типов БД, но они не всегда покрывают потребности предприятий.
Проектирование своей БД помогает представить в базе все необходимые данные, которые отражают суть рассматриваемой предметной области с точки зрения цели автоматизации процессов [1]. Для эффективной организации БД и приложений в промышленных системах необходимо учитывать множество факторов. Методология проектирования состоит из этапов, каждый из которых содержит ряд шагов, которые помогают разработчику использовать методы, подходящие на каждом этапе проекта. Но с начало нужно определить основные требования к системе, которые могут быть:
1.Производительность - БД должна обеспечивать высокую скорость обработки запросов и минимальное время отклика.
2.Масштабируемость - БД должна быть способна масштабироваться для обработки растущего объема данных и увеличения числа пользователей.
3.Надежность - БД должна обеспечивать надежную защиту данных от потери и повреждения.
4.Безопасность - БД должна предоставлять механизмы для ограничения доступа к данным на основе ролей и привилегий пользователей.
5.Интеграция - БД должна поддерживать интеграцию с другими системами и приложениями, а также предоставлять API для разработки сторонних приложений.
6.Поддержка - БД должна иметь хорошую документацию, поддержку и сообщество пользователей, чтобы помочь разработчикам и администраторам в решении возникающих проблем.
Учитывая все эти факторы, нужно подобрать, и выбрать самые необходимые, ведь от этого напрямую будет зависеть стоимость разрабатываемой системы. Так же конечная цель и назначение создаваемой БД очень важны для их будущего построения. Необходимо убедиться в том, что учитываются основы нормализации базы данных, такие как:
1.Должны отсутствовать избыточные данные, которые отнимают место на диске и создают проблемы с обслуживанием.
2.Необходимо создавать отдельную таблицы для каждого набора связанных данных. И идентифицировать каждый набор связанных данных с помощью первичного ключа.
З.Записи не должны зависеть ни от чего, кроме первичного ключа таблицы.
4.Создавать отдельные таблицы для наборов значений, которые применяются к нескольким записям.
Соблюдение этих норм помогает создавать эффективные и надёжные базы данных, повышая производительность. Только после этого запускается процесс разработки будущей системы.
Начинается разработка будущей БД с концептуального проектирования которое является важным этапом в разработке информационных систем [2]. Этот этап включает в себя создание модели данных предприятия, которая полностью независима от деталей реализации, таких как целевая система управления баз данных (СУБД), прикладные программы, языки программирования, аппаратная платформа, проблемы с производительностью или любые другие физические соображения. Если БД проектируется под заказ то постоянно ведется обсуждение концептуальной модели данных с конечными пользователями.
Далее идет логическое проектирование БД, цель которого состоит в создании структуры данных, способной эффективно хранить, обрабатывать и предоставлять информацию. Она также должна соответствовать требованиям надежности, защиты и целостности информации.
Задачи логического проектирования базы данных включают:
1.Анализ требований и нужд пользователей и деловых процессов;
2.Определение объектов (таблиц) и их характеристик (колонок);
3.Установление связей между объектами;
4.Установка правил и ограничений на хранение и обработку информации;
5.Оптимизация структуры данных для быстрого доступа и обработки информации;
б.Документирование структуры и принципов базы данных.
На данном этапе уже должно быть выбрано, какая система управления базами данных будет использоваться - реляционная, сетевая, иерархическая или объектно-ориентированная, но все остальные характеристики этой системы пока игнорируются.
Следующим этапом будет выбор аппаратной платформы и конфигурации системы, что представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Это связано, в частности, с характером прикладных систем, который в значительной степени может определять рабочую нагрузку вычислительного комплекса [3]. Нагрузка на систему обычно не постоянная и достигает пика через 1-1,5 часа после начала рабочего дня или обеденного перерыва. Также вероятно, что нагрузка будет увеличиваться к концу месяца, квартала или года.
Перед тем, как выбрать конфигурацию системы, нужно определить, какие задачи должна решать система и какой уровень производительности требуется. Затем, исходя из бюджета и требуемых характеристик, выбрать компоненты, которые составят конфигурацию системы.
После выбора платформы и конфигурации выполняется следующий этап - физическое проектирование БД. Как правило, основной целью физического проектирования является описание способа физической реализации логического проекта БД. Описывает базовые отношения, файловую организацию и индексы, используемые для обеспечения эффективного доступа к данным, а также любые связанные с этим ограничения целостности и меры безопасности.
Например, решения, принятые во время физического анализа для повышения производительности, такие как объединение взаимосвязей, могут повлиять на структуру логической модели данных, что окажет соответствующее влияние на дизайн приложения.
Заключительным этапом будет создание автоматического рабочего места (АРМ). Разработка приложений для АРМ предполагает создание программного обеспечения, которое будет интегрироваться с существующими системами и обеспечивать дополнительные функции для пользователей. Такие приложения могут быть разработаны как для корпоративных клиентов, так и для широкого круга пользователей.
Ведь каждый человек заслуживает иметь хорошую работу, которая подразумевает не только наличие кресла, стола, компьютера и комфортной обстановки в офисе. Не менее важна информационная система, с которой сотрудник ежедневно будет взаимодействовать [4].
Нельзя забывать о том, что наиболее правильным проектированием БД является двухстороннее, которое представляет собой механизм, когда работа одновременно идет как сверху, так и снизу. Это обеспечивает более тесную интеграцию и согласованность между различными компонентами системы, улучшая тем самым пользовательский опыт [5].
При проектировании собственной базы данных вы получаете полный контроль над структурой и функциональностью вашей системы. Это позволяет вам адаптировать базу данных под конкретные нужды вашего проекта, учитывая все его особенности и требования. С другой стороны, использование уже существующего типа базы данных может быть проще и быстрее в реализации, так как вам не придется тратить время на ее разработку и настройку.
В итоге, выбор между проектированием собственной базы данных или использованием существующего типа зависит от ваших конкретных требований и нужд. Если у вас есть специфические требования к структуре и функциональности базы данных, то лучше будет спроектировать свою. Если же вам нужна база данных для решения стандартных задач и вы не хотите тратить время на разработку, то использование готового решения может быть более подходящим вариантом.
Список литературы /References
1. Методы проектирования БД. Электронный ресурс «Helpiks» / Режим доступа URL: https://helpiks.org/8-66618.html/ (дата обращения: 16.12.2023)
2. Концептуальное проектирование базы данных / Электронный ресурс «DecoSystems» / Режим доступа URL: https://www.decosystems.ru/kontseptualnoe-proektirovanie-bazy-dannykh/ (дата обращения: 17.12.2023)
3. Выбор аппаратно-программной платформы кис / Файловый архив «StudFiles» / Режим доступа URL: https://habr.com/ru/companies/amvera/articles/754702/ (дата обращения: 19.12.2023)
4. Как сделать АРМ для сотрудников? Личный кабинет сотрудника организации / Электронный ресурс «VC.RU» / Режим доступа URL: https://vc.ru/u7155908-ruslan-rayanov/459257-kak-sdelat-arm-dlya-sotrudnikov-lichnyy-kabinet-sotrudnika-organizacii (дата обращения: 20.12.2023)
5. Иванов К.К. Проектирование базы данных. Роль процесса в создании информационной системы / К. К. Иванов, А.А. Ефремов, И.А. Ващенко. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 18 (122). — С. 40-42. — URL: https://moluch.ru/archive/122/33704/ (дата обращения: 19.12.2023).
