Datenbanken sind für die Organisation und Aufbewahrung von Unternehmensdaten von entscheidender Bedeutung, und Datenbanken müssen angemessen gewartet und so gestaltet werden, dass sie nur geringe Wartung erfordern. Der Entwurfsprozess eines Datenbankmodells umfasst die Phasen Architektur, Programmierung, Installation und Wartung.
Möchten Sie ein Datenbankdiagramm erstellen? Diagramme sind das effizienteste Werkzeug für den Entwurf eines Datenbankmodells. Die Erstellung komplizierter Datenstrukturen mit einem Zwei-Phasen- oder No-Script-Ansatz kann durch den Einsatz eines der vielen Datenbankdiagramm-Tools vereinfacht werden.
In diesem Artikel werden wir das Datenbankentwurfsdiagramm, die Bedeutung der Datenmodellierung, den Datenbankentwurfsprozess und seinen Zweck erörtern und erklären, wie man einen effektiven Datenbank
Entwurf.
Was ist ein Datenbankentwurfsdiagramm?
Die Verwendung von Haupt- und Fremdschlüsseln zur Erstellung von Verbindungen zwischen Datenstrukturen. Datenbankdiagramme stellen die Datenbankschemata und die Beziehungen zwischen den Datenbankobjekten grafisch dar. Ein Datenbankdiagramm kann für eine Datenquelle und ein Diagramm erstellt werden. Die erstellten Datenbankdiagramme können in den Formaten UML und PNG gespeichert werden. Intern wurde das UML-Format speziell für PhpStorm entwickelt und wird von anderen Programmen nicht akzeptiert. Denken Sie über die Verwendung von PNG nach, wenn Sie die erstellten Datenbankdiagramme weitergeben möchten.
Eine Reihe von Prozeduren, die als Aktionsplan bekannt sind, wurde verwendet, um Daten abzurufen, die in einem Datenbankmodell gespeichert sind. Sie können auch einen Aktionsplan erstellen. Es gibt zwei verschiedene Arten von Datenbankentwürfen, die PhpStorm unterstützt.
Erklären Sie den Plan: Das Ergebnis wird in einem kombinierten Diagramm- und Tabellenlayout auf einer separaten Registerkarte Plan angezeigt. Wählen Sie die Option Visualisierung anzeigen, um ein Datenbankdiagramm zu erstellen, das den Abfrageprozess zeigt.
Plan erklären (Raw): Es wird eine Tabelle mit dem Ergebnis angezeigt.
Eine Liste des Materials, das Sie einbeziehen möchten, und der beabsichtigte Zweck des Datenbankmodells sollten die Grundlage jedes effektiven Datenbankdiagramms sein. Was muss ich wissen?" und nicht: "Welche Spalten oder Zeilen sollte ich mir in diesem Prozess ansehen?" All dies kann in Ihrer Muttersprache durchgeführt werden, ohne SQL zu verwenden. Bedenken Sie dies ernsthaft, denn wenn Sie später feststellen, dass Sie etwas übersehen haben, müssen Sie in der Regel neu beginnen. Es ist in der Regel mit viel Arbeit verbunden, Dinge in Ihr Datenbankmodell aufzunehmen.
Warum ist die Datenmodellierung wichtig?
Jeder anspruchsvolle Softwareentwicklungsprozess muss mit der Datenmodellierung beginnen. Datenmodelle helfen den Programmierern, den Bereich zu verstehen und ihre Arbeit richtig zu planen.
Höhere Qualität
Unsachgemäße Kodierung ist ein Hauptgrund für das Scheitern von Softwareentwicklungsprojekten, die im Durchschnitt zu 70 % scheitern. Bevor Sie eine Anwendung entwerfen, sollten Sie sich Gedanken über die Daten machen, so wie es Architekten vor dem Bau eines Gebäudes tun. Ein Datenbankentwurf hilft Ihnen bei der Fehlersuche und ermöglicht es Ihnen, Ihre Optionen abzuwägen und die optimale Strategie zu wählen.
Kosteneinsparungen
Mit Datenmodellen können Sie Anwendungen zu einem niedrigeren Preis erstellen. Datenbankmodelle beanspruchen weniger als 5-10 % eines Kostenplans und können die 65-75 % des Preislimits reduzieren, die im Allgemeinen für die Codierung aufgewendet werden. Durch die Datenmodellierung werden Fehler und Auslassungen etwas früher entdeckt, so dass sie leicht zu korrigieren sind, was der Fehlerbehebung nach der Dokumentation der Anwendungen vorzuziehen ist.
Verbesserte Dokumentation
Datenbankmodelle bieten eine Grundlage für die langfristige Pflege, indem sie die wichtigsten Ideen und die technische Sprache dokumentieren. Trotz personeller Veränderungen ist das Material für Sie weiterhin hilfreich.
Größere Transparenz
Datenmodelle geben der Umfangsermittlung einen Anhaltspunkt. Das Datenbankmodell bietet etwas Konkretes, um Finanziers und Programmierer in die Lage zu versetzen, einen Konsens über die spezifischen Merkmale des Programms zu erzielen, die einbezogen und ausgeschlossen werden sollen. Unternehmensanwender können auf das zugreifen, was die Programmierer erstellen, um es mit ihrem Wissen abzugleichen. Datenbankmodelle fördern die Einigung zwischen Verbrauchern und Programmierern.
Datenmodelle fördern auch den Jargon und den sprachlichen Konsens. Das Paradigma hebt die ausgewählten Phrasen hervor, um ihre Einbindung in Anwendungskomponenten zu erleichtern. Das daraus resultierende Programm ist einfacher zu halten und zu erweitern.
Große Effizienz
Ein gut entwickeltes Datenbankmodell arbeitet oft schnell, oft schneller als erwartet. Die Prinzipien in Datenmodellen müssen klar und kohärent sein, damit sie optimal funktionieren. Danach muss das Datenbankmodell unter Verwendung der richtigen Prinzipien in ein Datenbankdesign umgewandelt werden.
In den meisten Fällen handelt es sich um einen Missbrauch des Datenbankmodells und nicht um einen Fehler in der Datenbankanwendung (SQL Server). Wenn dieses Problem behoben ist, funktioniert die Ausführung hervorragend. Eine Datenbank kann durch Modellierung verstanden werden, so dass Sie sie für eine schnelle Effizienz optimieren können.
Verringerung der Anwendungsfehler
Ein Datenbankmodell hilft, Ideen zu klären und Unklarheiten zu beseitigen. So wird eine klare Richtung festgelegt, bevor die Anwendungsentwicklung überhaupt beginnt. Auch wenn dies weniger wahrscheinlich ist, können Programmierern bei der Erstellung von Programmcode immer noch kleine Fehler unterlaufen.
Der Entwurfsprozess
Die folgenden Schritte führen zum Entwurfsprozess:
- Legen Sie die Ziele des Datenbankmodells fest
Legen Sie die Ziele fest, die Sie erreichen wollen, denn das hilft Ihnen bei der Vorbereitung auf die folgenden Schritte. - Suchen Sie die erforderlichen Daten und stellen Sie sie zusammen
Stellen Sie alle Daten zusammen, die Sie in dem Datenbankmodell speichern können. Bei diesen Daten kann es sich um eine Bestellnummer oder einen Produktnamen handeln. - Bringen Sie die Daten in Tabellenform
Sortieren Sie die Daten in grobe Kategorien, wie Bestellungen oder Produkte. Verknüpfen Sie dann die Tabelle mit jedem Thema. - Legen Sie die Informationen in Form von Spalten an
Wählen Sie die Daten, die Sie in jede Tabelle aufnehmen möchten. Jeder Wert wird in ein Feld umgewandelt und als Tabellenspalte angezeigt. Die Tabelle "Arbeitnehmer" könnte zum Beispiel Felder für das Einstellungsdatum und den Nachnamen enthalten. - Benennen Sie die Primärschlüssel
Wählen Sie den Primärschlüssel für jede Tabelle. Die Spalte, die zur Definition jeder Zeile verwendet wird, wird als Primärschlüssel bezeichnet. Bestellnummer D oder Produktnummer sind zwei Primärschlüssel, und einem Primärschlüssel sollte immer ein Wert zugeordnet werden.
Der Wert einer Spalte kann nicht als Element eines Primärschlüssels verwendet werden, wenn er bei irgendeiner Gelegenheit nicht beansprucht wird oder unbekannt ist. Wählen Sie immer einen Primärschlüssel, dessen Wert sich nicht ändern wird. Wenn sich der Primärschlüssel ändert, muss die Änderung überall dort berücksichtigt werden, wo der Schlüssel verwendet wird. - Stellen Sie die Verbindungen zwischen den Tabellen her
Betrachten Sie jede Tabelle und bestimmen Sie die Beziehungen zwischen den Informationen in jeder Tabelle. Wenn mehr Informationen benötigt werden, um die Zusammenhänge zu verstehen, fügen Sie Spalten in denselben Tabellen hinzu oder erstellen Sie neue Tabellen. - Entwickeln Sie Ihr Konzept
Überprüfen Sie Ihr Layout auf Fehler. Erstellen Sie die Datenbanktabellen und fügen Sie ihnen einige Beispieldatensätze hinzu. Prüfen Sie Ihre Statistiken, um zu sehen, ob Sie die gewünschten Ergebnisse erzielen können. Wenn nötig, sollten Sie Änderungen am Entwurf vornehmen. - Verwenden Sie die Normalisierungsrichtlinien
Überprüfen Sie das Design Ihrer Datenbanktabellen anhand der Daten-Normalisierungsregeln, um zu sehen, ob es richtig ist. Die Tabellen sollten bei Bedarf geändert werden. Eines der Formulare verbietet es Ihnen, abgeleitete Daten aus der Tabelle zu speichern.
Anforderungsanalyse: Identifizierung des Zwecks der Datenbank
Das Hauptziel der Anforderungsanalyse besteht darin, alle Informationen zu sammeln, die notwendig sind, um ein Datenbankmodell zu erstellen, das den Datenbedarf eines Unternehmens erfüllt. Die Anforderungsanalyse hat die folgenden Ziele:
- Ermittlung des Informationsbedarfs der Datenbank in Form von primitiven Objekten
- Kategorisierung und Definition der Fakten über diese Entitäten
- Identifizierung und Klassifizierung der Beziehungen zwischen den Entitäten
- Aufzeigen der Arten von Zahlungen, die mit dem Datenbankmodell durchgeführt werden sollen
- Erkennen der Richtlinien, die die Zuverlässigkeit regeln
Diese Ziele können durch die Durchführung einer Reihe von zusammenhängenden Aktivitäten erreicht werden:
- Durchsicht der aktuellen Datenbank
- Durchführung von Verbraucherinterviews
- Erstellung eines Datenflussdiagramms (falls erforderlich)
- Erfassen von Nutzermeinungen
- Alle Beobachtungen sollten dokumentiert werden.
Der Softwareentwickler arbeitet mit den Endbenutzern eines Unternehmens zusammen, um den Informationsbedarf der Datenbank eindeutig zu ermitteln. Es gibt verschiedene Methoden, um die für die Anforderungsanalyse erforderlichen Daten zu erheben:
Durchsicht vorhandener Dokumente
Definierte Rollen und Ergebnisse, schriftliche Regeln, Arbeitsanforderungen und Historien sind Beispiele für solche Dokumente. Papierdokumente sind eine ausgezeichnete Methode, um sich mit dem Unternehmen oder der Tätigkeit, die Sie modellieren, vertraut zu machen.
Befragung von Endnutzern
Dabei kann es sich sowohl um persönliche Gespräche als auch um Gruppengespräche handeln. Versuchen Sie, Gruppensitzungen auf höchstens fünf Personen zu beschränken. Versuchen Sie, alle Personen, die dieselbe Funktion ausüben, in einer Sitzung zu versammeln. Machen Sie sich Notizen zu den Gesprächen mit Hilfe eines Whiteboards oder eines Projektors.
Überprüfung bereits bestehender automatisierter Systeme
Prüfen Sie die Dokumentation und die Rahmenrichtlinien, wenn das Unternehmen über einen Automatisierungsprozess verfügt. Normalerweise finden Anforderungsanalyse und Datenmodellierung gleichzeitig statt. Datenobjekte werden erkannt und als Entitäten, Eigenschaften oder Beziehungen kategorisiert, während die Daten gesammelt werden. Anschließend werden sie benannt und mit Begriffen beschrieben, mit denen die Endbenutzer vertraut sind.
Entity-Relationship-Diagramme werden dann verwendet, um die Objekte darzustellen und zu analysieren. Der Designer und die Endbenutzer können die Entity-Relationship-Diagramme bewerten, um ihre Genauigkeit und Gründlichkeit sicherzustellen. Wenn das Datenbankmodell nicht korrekt ist, wird es überarbeitet, was manchmal die Erhebung zusätzlicher Daten erfordert. Der Analyse- und Bearbeitungsprozess wird so lange wiederholt, bis das Datenbankmodell für korrekt erklärt wird.
Was sind Datenbankschemata und Datenbankinstanzen?
Ein Datenbankmanagementsystem ermöglicht die Interaktion von Datenbankschemata und -instanzen. Das Datenbankmanagementsystem stellt sicher, dass jede Datenbankinstanz die Einschränkungen einhält, die von den Designern des Datenbankmodells im Datenbankschema festgelegt wurden. Eine Datenbankinstanz ist eine Kopie eines Datenbankmodells, die zu einem bestimmten Zeitpunkt erstellt wurde. Gleichzeitig sind die Datenbankschemata in der Regel statisch.
Struktur der Datenbank
Das Datenbankmodell weist die folgenden Strukturmerkmale auf:
- Mehrere Tabellen sind in einer Datenbankstruktur vorhanden
- Jede Tabelle enthält Informationen über ein einzelnes Thema
- Daten, die den Fall einer Tabelle beschreiben, sind in Feldern enthalten
- Einträge sind spezifische Beispiele für das Thema einer Tabelle
- Ein expliziter Primärschlüsselbereich identifiziert jeden Eintrag in den Tabellen der Datenbankstruktur.
Beispiel
Die folgende Beispieltabelle erklärt, wie eine Datenbanktabelle aufgebaut ist.
Kunden-ID | Vorname | Nachname | Gekauftes Datum |
26710 | Andreas | Jobel | 14-10-2022 |
26711 | Anthony | Mitchell | 15-10-2022 |
26712 | Jimi | Neesham | 15-10-2022 |
26713 | Corey | Anderson | 16-10-2022 |
Die Kundentabelle besteht aus
- Kunden-ID
- Vornamen
- Nachname
- Gekauftes Datum
In der Tabelle finden sich folgende Aspekte:
- Die Überschrift verrät, worum es in der Tabelle geht: Kunde
- Nachname, Vorname und Kaufdatum sind die Felder, die den Kunden beschreiben.
- Die Kunden-ID ist der Primärschlüssel der Tabelle, der ein bestimmtes Konto identifiziert.
Erstellen von Beziehungen
Sie sind nun bereit, die Beziehungen zwischen den Tabellen zu untersuchen, die Sie in Ihrer Datenbank erstellt haben. Die Anzahl der Einträge, die zwischen zwei verknüpften Tabellen interagieren, ist ihre Kardinalität. Indem Sie die Kardinalität bestimmen, können Sie sicherstellen, dass die Daten korrekt in Tabellen aufgeteilt wurden.
Obwohl Beziehungen zwischen Entitäten theoretisch möglich sind, lassen sie sich häufig in eine der drei Kategorien einordnen:
- Eins-zu-eins-Beziehung
- Eins-zu-viele-Beziehung
- Many-to-many-Beziehung
Eins-zu-eins-Beziehungen sind in der Finanzwelt unüblich, während Beziehungen zwischen einer und vielen Personen weit verbreitet sind. Many-to-many-Beziehungen sind in Datenbankdiagrammen nicht möglich und müssen in One-to-many-Beziehungen umgewandelt werden. Die Entwürfe von Datenbankdiagrammen bestehen fast ausschließlich aus Tabellen mit Eins-zu-Viel-Beziehungen.
Eins-zu-eins
Wenn null oder ein Modell der Entität A mit null oder einem Modell der Entität B verbunden werden kann und wenn null oder ein Modell der Entität B mit null oder einem Modell der Entität A verbunden werden kann, liegt eine Eins-zu-Eins-Beziehung (1:1) im Datenbankdiagramm-Entwurf vor. Zum Beispiel darf ein Mann bei einer traditionellen amerikanischen Hochzeit nur eine Frau heiraten; eine Frau darf auch nur einen Mann heiraten.
Eins-zu-viele
Eine Eins-zu-viele-Beziehung (1:N) tritt beim Entwurf von Datenbankdiagrammen auf, wenn es für jedes Beispiel von Entität B null, einen oder mehrere Fälle von Entität A gibt. Zum Beispiel hat ein Kind einen Vater; ein Vater kann mehrere biologische Kinder haben.
Viele-zu-Viele
Eine Many-to-many-Beziehung (M: N) liegt im Diagrammentwurf einer relationalen Datenbank vor, wenn es für einen Punkt von Entität B null, einen oder mehrere Fälle von Entität A und für einen Fall von Entität B null, einen oder mehrere Fälle von Entität A gibt. Ein Student kann sich beispielsweise für mehrere Klassen anmelden; für eine Klasse können mehrere Studenten eingeschrieben sein.
SQL und UML
SQL ist eine Standardprogrammiersprache, die als strukturierte Abfragesprache bekannt ist und zum Navigieren und Ändern von Datenbanken verwendet wird. Mit SQL können Sie durch Datenbanken navigieren und sie steuern. Im Jahr 1986 wurde SQL vom American National Standards Institute und der International Organization of Standardization als Standard anerkannt.
SQL ist in der Lage, Abfragen an Datenbanken durchzuführen. Mit SQL können Entwickler Informationen aus einer Datenbank abrufen. Jedes Datenbankmodell kann mit SQL um Daten ergänzt werden.
Mit SQL können Sie Informationen in ein Datenbankmodell einfügen und aus diesem löschen. Darüber hinaus können Sie auch neue Tabellen erstellen und Berechtigungen für diese festlegen.
Ein weiterer visueller Stil zur Definition großer Systeme, die in einem objektorientierten Paradigma geschrieben sind, ist die Unified Modeling Language (UML). Heute wird UML weniger häufig verwendet als früher. Heutzutage wird sie häufig im schulischen Kontext und in der Korrespondenz zwischen Softwareentwicklern und ihren Kunden verwendet.
Wie erstellt man ein Datenbankdiagramm?
- Navigieren Sie zum Objekt-Explorer und klicken Sie dann mit der rechten Maustaste auf das Verzeichnis Datenbankdiagramme
- Über das Kontextmenü können Sie ein neues Datenbankdiagramm erstellen
- Wählen Sie aus der Liste Tabellen die gewünschten Tabellen aus und klicken Sie dann auf Hinzufügen.
Die 5 wichtigsten Werkzeuge für den Entwurf von Datenbankdiagrammen
Datenbank-Schema
Database Schema ist ein Verwaltungstool für Programmierer von SQL-, MongoDB-, NoSQL- und Cloud-Systemen. Mit seiner dynamischen Entwurfsfunktion können Sie Datenbankmodelle mithilfe von Diagrammen erstellen.
Sie können Objekte, einschließlich Tabellen und Fremdschlüssel, per Drag & Drop auf die Oberfläche ziehen. Ein Verweis auf den Primärschlüssel einer anderen Tabelle wird als Fremdschlüssel bezeichnet. In Fremdschlüsselspalten sind nur Elemente erlaubt, die in der Primärschlüsselspalte vorhanden sind, mit der sie sich verbinden. Fremdschlüssel werden als FK dargestellt.
Mit einem Drag-and-Drop-Tool können Sie Datenbankmodelle erstellen, ohne Code zu verwenden. Außerdem können Sie mehrere Designs für verschiedene Komponenten des Datenbankschemas entwerfen. Wenn das Datenbanklayout fertig ist, können Sie es im HTML5- oder PDF-Format herunterladen.
Funktionen
- Ermöglicht Ihnen die Erstellung und Pflege von Datenbankmodellen
- Verwendet MongoDB, NoSQL und SQL
- kollektive Fähigkeiten
Vorteile:
- Funktioniert mit regionalen und webbasierten Daten
- Bietet integrierte Tools für die Teamarbeit
- Ermöglicht das Debuggen von Schemata
Nachteile:
- Es braucht eine längere Testphase
SmartDraw
Sie können die Cloud-basierte Diagramming-Anwendung SmartDraw verwenden, um Ihre Datenbankdiagramme dynamisch zu erstellen. Um das Datenbankdiagramm zu erstellen, müssen Sie lediglich binäre Daten wie eine CSV-Datei importieren. Das Datenbankmodell kann nach seiner Erstellung per Drag-and-Drop bearbeitet werden.
Merkmale
- Ein webbasiertes System
- Drag-and-Drop-Fähigkeit
- Erzeugt CSV-Dateien
Vorteile
- Einfach zu bedienende Diagrammanwendung für Datenbanken
- Von jedem Browser aus verfügbar
- Einfaches Erstellen stilvoller Datendiagramme
Nachteile
- Es bietet keine auf Datenbanken zugeschnittene Funktionalität
DB-Designer
DB Designer ist ein webbasiertes Werkzeug für Datenbankdiagramme. Es verfügt über Funktionen für die Vorwärts- und Rückwärtsentwicklung. Es kann Datenbanken umschalten und versenden. Sie können Daten an MySQL, PostgreSQL, MS SQL und SQLite senden oder Daten von MySQL, PostgreSQL und Oracle empfangen. SQL-Dump-Dateien werden auch in MS SQL gespeichert. Die Datenbanken können in die Dateitypen PDF und PNG exportiert werden.
Funktionen
- Dieses Datenbankdiagrammwerkzeug unterstützt MySQL, SQL Server, Oracle und PostgreSQL
- Import und Export von Datenbanken
Vorteile
- Unterstützt eine breite Palette von SQL-Datenbankformen
- Es ist möglich, Bilder oder Dokumente zu exportieren
- Erleichtert Ihnen den Zugriff auf Daten und die Überwachung
Nachteile
- Die Infografiken sind einfach und eignen sich am besten für relativ kleine Datenbanken
SQL DBM
Sie können Datenbanken mit dem SQL-Diagramm- und Datenbankmodellierungstool SQL DBM erstellen und integrieren. Snowflake, MySQL, PostgreSQL und SQL sind alle mit SQL DBM funktionsfähig. Datenbankeinheiten wie Spalten, Module und Verbindungen können mit der benutzerfreundlichen GUI erstellt werden.
Eigenschaften
- Es wird eine kostenlose Version angeboten
- Funktioniert mit SQL Server, PostgreSQL, MySQL, Snowflake
Vorteile
- Entwickelt für große Datenbanken und Unternehmen
- Unterstützt eine Vielzahl von Datenbanken, wie z.B. MySQL, Redshift und PostgreSQL
- Bietet eine ausgeklügelte Benutzeroberfläche, die Farben zur Organisation verwendet
AppMaster Datenbank-Designer-Tool
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- Schnelles Erstellen und Ändern eines Datenbankentwurfs
- Evaluieren und Hinzufügen von Primärschlüssel-Modellbeziehungen
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