Data Modeling Concepts For Beginners

Julkaissut Platon

seuraajia: 0

Tietomallinnuksen käsitteet tukevat kokonaisvaltaista kuvaa siitä, kuinka data liikkuu järjestelmän läpi. Tietomallinnusta voidaan kuvata tietojärjestelmän tai tietojärjestelmän osan suunnitteluprosessiksi. Nämä mallit voivat vaihdella tallennusjärjestelmistä tietokantoihin organisaation koko tietorakenteeseen. Tietomalleja voidaan käyttää suunnitteluna uuden järjestelmän toteuttamiseen tai referenssimateriaalina jo olemassa oleville järjestelmille.

"Täydellisen" tietomallin tulisi ilmoittaa tietojärjestelmässä käytetyt ja tallennetut tietotyypit, käytetyt muodot, datatiedostojen väliset suhteet ja tavat, joilla tiedot voidaan ryhmitellä ja järjestää.

Monet yritykset kehittävät ainutlaatuisia, yksilöllisiä tietomalleja (ja niistä aiheutuvia ainutlaatuisia, yksilöllisiä tietojärjestelmiä), jotka on rakennettu organisaation erityistarpeiden ja vaatimusten ympärille. Näitä malleja voidaan käyttää visualisoimaan tietojen liikkumista järjestelmän läpi. Tietomalli voi yrittää kattaa kaikki organisaation läpi kulkevan tietovirran osa-alueet tai tietyt parametrit, kuten näyttää vain myyntitiedot tutkimustarkoituksiin.

Hyvin suunniteltu tietomalli selittää liiketoiminnan sääntöjä, samoin kuin tarve säännösten noudattaminen tietoja.

Tietomallinnusprosessissa on kolme vaihetta: käsitteellinen malli, looginen malli ja fyysinen malli. Jokainen mallin kehitysvaihe tai vaihe palvelee tiettyä tarkoitusta. Lisäksi on olemassa useita "tyyppejä" malleja.

Visuaaliset tietomallit ovat samanlaisia kuin arkkitehdin suunnitelmat, ja niitä voidaan tukea linkitetyllä tekstillä, joka antaa opastusta tietojärjestelmän kehittämisessä tai muuttamisessa. Esimerkkejä visuaalisista tietomalleista löytyy tätä.

Tietomallinnuksen edut ja haasteet

Tietomallin kehittäminen tarjoaa kartan ja viestintätyökalun tietojärjestelmän luomiseen tai muokkaamiseen. Tietomallinnuskonseptit tekevät tietojärjestelmän rakentamisesta paljon, paljon helpompaa. Vasta rakennetun tietokannan ja/tai tietojärjestelmän tulee tukea hyvää organisaatioviestintää. Sen pitäisi myös tukea reaaliaikaisia projekteja, mukaan lukien tiedon kerääminen kulutustottumuksista, laskuista ja muista liiketoimintaprosesseista.

Tietomallinnusprosessia voidaan käyttää tunnistamiseen Tietojen laatuongelmat, mukaan lukien päällekkäiset, ylimääräiset ja puuttuvat tiedot.

Yksi vaikeus tietomallin luomisessa on tietojärjestelmien ymmärtämisen puute – ongelma yleensä poistuu mallin rakentamisella. Toinen ongelma on, että pieni muutos yhdellä alueella voi vaatia merkittäviä muutoksia muilla alueilla. Lisäksi voi olla helppo keskittyä tietojärjestelmän rakenteeseen niin, että yksittäisten sovellusten vahvuudet ja heikkoudet jäävät huomiotta.

Tärkeitä kysymyksiä

Tietomallin kehittäminen alkaa tiedon keräämisellä organisaation tarpeista, vaatimuksista ja tavoitteista. Järjestelmän osan malli vaatii vähemmän kysymyksiä kuin mallin kehittäminen kokonaan uudelle järjestelmälle. Joitakin peruskysymyksiä, joita kannattaa kysyä järjestelmän osan mallista, ovat:

Mikä on muutosten tarkoitus tai tavoite?
Minkä tyyppisten tietojen kanssa järjestelmä toimii tällä hetkellä?
Mitä tietoja tarvitaan?
Mitä työkaluja tai ohjelmistoja tarvitaan tavoitteen saavuttamiseksi?
Ovatko työkalut tai ohjelmistot yhteensopivia?

Tietomalli tulee rakentaa organisaation tarpeiden ympärille ja se on tärkeä tekijä uuden mallin kehittämisessä tai vanhan mukauttamisessa. Tietokantaa tai kokonaan uutta järjestelmää suunniteltaessa esitetyt kysymykset vaativat usein paljon laajempia vastauksia. On parasta sisällyttää viiden vuoden liiketoimintasuunnitelma, kun vastaat näihin kysymyksiin:

Mitkä ovat yrityksen tavoitteet (tutkimus, myynti, sovelluskehitys, kirjanpitopalvelut)? Tämä määrittää parhaat ohjelmistotyypit liiketoimintaa tukemaan (NoSQL tai grafiikka tutkimukseen, SQL perusmyyntiin tai kirjanpitoon, pääsy erilaisiin pilvipalveluihin tai useisiin pilvipalveluihin sovellusten kehittämiseen).
Millaiset ohjelmistot ovat sopivimpia ja kustannustehokkaimpia organisaatiolle?
Kuinka monta ihmistä käyttää järjestelmää samanaikaisesti?
Kuinka monta osastoa on ja kuinka monta henkilöä kussakin osastossa on?
Tarvitsevatko eri osastot erilaisia ohjelmistoja?
Onko olemassa epätavallisia tarpeita, jotka tulisi ottaa huomioon?
Kuinka paljon dataa tulee tallentaa?
Onko skaalautuvuus ongelma?
Yhdistyykö tietokanta Business Intelligence -työkalut?
Tarvitaanko online-analyyttisiä kyselyitä (OLAP), tapahtumien käsittelyä (OLTP) vai molempia?
Integroituuko tietokanta nykyiseen tekniikkapinoon?
Onko tietojen muotoa muutettava?
Mitkä ohjelmointikielet ovat suosikkisi?
Integroidaanko se mihinkään koneoppimisohjelmistoon?

Tietomallinnuksen kolme vaihetta

Tietomallinnus tuli tärkeäksi 1960ien aikana, kun johtamistietojärjestelmät olivat yleistymässä. (Ennen 60-lukua varsinaista tietojen tallennusta oli vähän. Sen ajan tietokoneet olivat pohjimmiltaan jättimäisiä laskimia.)

Tietomallinnuskonseptien kannalta täysin kehittynyt tietomalli rakennetaan usein kolmessa vaiheessa: käsitteellinen malli, looginen malli ja fyysinen malli. Tämä suunnitteluprosessi antaa selkeän käsityksen tietojärjestelmästä ja siitä, miten tieto kulkee sen läpi. Tämä prosessi näyttää myös kuinka tallennusmenettelyt toimivat ja auttaa varmistamaan, että kaikki järjestelmän tietoobjektit ovat edustettuina. (Jos data on sähköisesti tallennettua tietoa, niin tietoobjekti on yksittäinen sähköisesti tallennetun tiedon kokoelma, kuten tiedosto tai tietotaulukko.)

Käsitteellinen tietomalli käytetään tyypillisesti kuvaamaan järjestelmän peruskomponentteja ja sitä, kuinka tiedot liikkuvat järjestelmän läpi. The käsitteellinen tietomalli viestii, kuinka tieto kulkee osastolla ja toiselle. Se näyttää laajoja kokonaisuuksia (esitykset todellisuudessa olemassa olevista asioista) ja niiden suhteita (assosiaatioita, jotka ovat olemassa kahden tai useamman entiteetin välillä). Yksityiskohtaiset tiedot jätetään yleensä pois.

Looginen datamalli yleensä keskittyy mallin tietoobjektien asetteluun ja rakenteeseen ja määrittää niiden väliset suhteet. Se tarjoaa myös perustan fyysisen mallin rakentamiselle. The looginen tietomalli lisää hyödyllistä tietoa käsitteelliseen malliin.

Fyysinen tietomalli on olennaisesti a toteutusta edeltävä malli ja se on hyvin yksityiskohtainen ja keskittyy usein tietokannan suunnitteluun. Se näyttää tarvittavat tiedot tietokannan kehittämiseen (mutta sitä voidaan käyttää myös uuden järjestelmän osan toteuttamiseen). Tämä Data Modeling -konsepti tekee tietorakenteen visualisoinnista paljon helpompaa välittämällä tietokantarajoituksia, sarakeavaimet, triggerit ja muut tiedonhallintaominaisuudet. Tämä malli välittää myös käyttöprofiileja, valtuutuksia, ensisijaisia ja vieraita avaimia jne.

Erityyppiset tietomallit

Alla on esimerkkejä erityyppisistä tietomalleista.

Hierarkkinen malli on melko vanha ja oli melko suosittu 1960- ja 70-luvuilla. Se järjestää tiedot puumaisiin rakenteisiin. Nykyään sitä käytetään ensisijaisesti arkistointijärjestelmien ja maantieteellisten tietojen tallentamiseen. Vuonna hierarkkinen malli, tiedot on järjestetty yksi-moneen-suhteeseen datatiedostojen kanssa.

Verkon malli on samanlainen kuin hierarkkinen malli ja mahdollistaa erilaisten suhteiden luomisen linkitettyjen tietueiden kanssa. The verkkomalli antaa ihmisille mahdollisuuden rakentaa malli käyttämällä toisiinsa liittyviä tietueita. Jokainen tietue liittyy useisiin tiedostoihin ja tietoobjekteihin, mikä edistää ja esittää monimutkaisia suhteita.

Entiteetti-suhdemalli on graafinen esitys datatiedostoista ja kokonaisuuksista ja niiden suhteista. Se yrittää luoda todellisia skenaarioita. Tietojärjestelmämallina on entiteetti-suhdemalli kehittää entiteettijoukon, suhdejoukon, attribuutit ja rajoitteet. Niitä käytetään usein relaatiotietokantojen suunnittelussa.

Kaavion tietomalli vaatii määrittämään, mitkä tietojoukossasi olevat entiteetit on määrättävä solmuiksi, mitkä linkkeiksi ja mitkä hylättävä. Kaavion tietomalli tarjoaa asettelun tietojen entiteeteille, ominaisuuksille ja suhteille. Prosessi on toistuva, yritys ja erehdys, ja se voi olla tylsää, mutta kannattaa tehdä oikein.

Olio-tietokantamalli keskittyy menetelmiin ja ominaisuuksiin liittyviin tietoobjekteihin. Se sisältää taulukoita, mutta ei välttämättä rajoitu taulukoihin. Data ja sen suhteet tallennetaan yhteen yhtenä kokonaisuutena (tietoobjektina). Tietoobjektit edustavat todellisia kokonaisuuksia. The oliopohjainen tietokantamalli käsittelee erilaisia formaatteja ja sitä käytetään tutkimukseen.

Relaatiomalli, jota usein kutsutaan SQL:ksi, on tällä hetkellä suosituin tietomalli. Se käyttää kaksiulotteisia taulukoita tietojen tallentamiseen ja suhteiden välittämiseen. Kaikki tietyn tyyppiset tiedot tallennetaan riveihin osana taulukkoa. Taulukot edustavat suhteita, ja niiden yhdistäminen muodostaa suhteet tallennettujen tietojen välille. Relaatiotietokantamalli on kypsä malli, jota tukee valtava määrä ohjelmistoja eri tarkoituksiin.

NoSQL-tietomalli ei käytä rivejä ja sarakkeita eikä oikeastaan käytä minkäänlaista joukkorakennetta. Niiden kehitys ja suunnittelu keskittyvät tyypillisesti fyysisten tietomallien luomiseen. Skaalautuvuus erityisineen ja ongelmineen on merkittävä huolenaihe.

Olio-relaatiotietokantamalli yhdistää oliotietokantamallin relaatiotietokantamalliin. Se tallentaa objektit, luokat, perinnön jne. samalla tavalla kuin oliomalli, mutta tukee myös taulukkorakenteita, kuten relaatiotietokantamallia. Tämä muotoilu avulla suunnittelijat voivat sisällyttää sen ominaisuuksia taulukkorakenteeseen.

Tietomallinnuskonseptien merkitys

Tietomallit ovat kuin piirustuksia, mutta ne määrittelevät tietokannan tai tietojärjestelmän suhteet, entiteetit ja attribuutit. Järjestetty ja hyvin suunniteltu tietomalli on välttämätön tehokkaan fyysisen tietokannan ja tietojärjestelmän kehittämiseksi. Tietomallinnuskonseptien hyvä ymmärrys tarvitaan tallennusongelmien ja redundanssiongelmien poistamiseksi ja tehokkaan tiedonhaun tukemiseksi.

Tietojen mallintaminen voi olla haaste, ja on tärkeää ymmärtää, että jokaisella mallityypillä on omat etunsa ja haittansa.

Kuvaa käytetään Shutterstock.com-lisenssillä