УДК 004

ОЦЕНКА СЛОЖНОСТИ ФИЗИЧЕСКОЙ СХЕМЫ РЕЛЯЦИОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ

Рыбанов Александр Александрович
Волжский политехнический институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет»
доцент

Аннотация
В статье рассмотрен алгоритм оценки сложности физической схемы реляционной базы данных. Сравнительный анализ метрик сложности на коллекции физических схем баз данных показал, что отношения некоторых метрик подчиняется определенным правилам.

Ключевые слова: база данных


INDICATOR OF COMPLEXITY FOR THE PHYSICAL SCHEME OF A RELATIONAL DATABASE

Rybanov Alexander Aleksandrovich
Volzhskiy Polytechnical Institute, branch of the Volgograd State Technical University Volzhskiy
associate professor

Abstract
In article the algorithm for assessment of complexity of the physical scheme of a relational database is considered. The comparative analysis of metrics of complexity on a collection of physical schemes of databases showed that the relations of some metrics submits to certain rules.

Keywords: database


Библиографическая ссылка на статью:
Рыбанов А.А. Оценка сложности физической схемы реляционной базы данных // Современная техника и технологии. 2014. № 9 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/09/4330 (дата обращения: 27.05.2017).

Среди теоретических и практических проблем разработки и проектирования информационных систем [1-7,11] особое место занимает проблема объективной оценки выполненных работ каждым участником команды разработчиков информационной системы. В настоящее время существуют метрики для оценки трудоемкости работ, выполненных программистом, ориентированные на анализ программного кода. Тем не менее, решение проблемы оценки трудоемкости и стоимости выполненных работ по проектированию базы данных информационной системы является актуальной задачей.
Оценка сложности реляционной базы данных может быть выполнена на следующих стадиях её проектирования [8,16]:

  1. При концептуальном проектировании: на основе модели предметной области в виде ER-диаграммы;
  2. При логическом проектировании: на основе набора реляционных отношений, полученных в результате преобразования ER-диаграммы;
  3. При физическом проектировании, т.е. на основе физической схемы базы данных.

Наиболее точную оценку сложности реляционной базы данных можно получить в результате анализа её физической схемы.
База данных является ядром информационной системы. Применение количественных метрик физических схем баз данных (БД) позволит разработчикам БД [9,10,12-16]:

  • изучить сложность разработанной физической схемы базы данных;
  • оценить объем работ, выполненных разработчиком физической схемы БД;
  • оценить усилия по реализации физической схемы БД;
  • выбрать наилучшую физическую схему БД из нескольких альтернативных вариантов.

Для i-й таблицы физической схемы базы данных величина веса сложности Wi определяется по формуле:

Wi =Ai + Ki + Ii + Fi ,                  (1)

 где Ai – количество атрибутов в i-й таблице; Ki – количество ключей в i-й таблице (учитываются первичный и вторичные ключи); Ii – количество неуникальных индексов в i-й таблице (индексы, появившиеся в результате создания внешних ключей, при подсчете не учитываются); Fi – количество внешних ключей в i-й таблице.
Сложность физической схемы базы данных вычисляется как сумма весов сложности её таблиц:

C=∑Wi .                                       (2)

Рассмотрим алгоритм измерения сложности физической схемы базы данных.

Алгоритм измерения сложности физической схемы БД

Вход: Физическая схема БД.
Выход: C – сложность физической схемы БД.
Шаг 1. Формирование множества таблиц физической схемы базы данных: D=(Ti | i=1,n), i:=1.
Шаг 2. Подсчет Ai атрибутов для таблицы Ti .
Шаг 3. Подсчет Ki ключей для таблицы Ti .
Шаг 4. Подсчет Ii индексов для таблицы Ti .
Шаг 5. Подсчет Fi внешних ключей для таблицы .
Шаг 6. Вычисление веса Wi  для таблицы Ti  по формуле (1).
Шаг 7. Если i≠n, то i:=i+1 и переход к Шагу 2, иначе переход к Шагу 8.
Шаг 8. Вычисление сложности C физической схемы базы данных по формуле (2).

Оценку сложности физической схемы рассмотрим на примере БД веб-ориентированной информационной системы «Гостиница» (рис. 1).

Физическая схема базы данных HOTEL [10]Рис. 1. Физическая схема базы данных HOTEL [10]

Метрические характеристики, полученные по алгоритму измерения сложности физической схемы для базы данных Hotel, приведены в таблице 1.

Таблица 1. Метрические характеристики физической схемы базы данных

Имя таблицы физической схемы базы данных A K I F C
1 apartament 5 2 0 1 8
2 okazannie_uslugi 3 3 0 2 8
3 postoyalec 13 3 0 0 16
4 rezervirovanie 8 3 0 2 13
5 tarif_uslug 3 1 0 0 4
6 telefonnie_peregovori 6 2 0 1 9
Сложность физической схемы базы данных Hotel 58

Сравнительный анализ метрик сложности физических схем баз данных (табл. 2), показывает, что отношения некоторых метрик подчиняется определенным правилам (рис. 2).

Таблица 2. Сравнительный анализ метрических характеристик физических схем БД

Наименование проекта базы данных

Акроним A K I F C
Botanic_databases BD 17 6 0 4 27
Company CO 18 7 0 6 31
Model_a MA 28 7 0 3 38
Library LI 28 10 0 6 44
Hotel HO 38 14 0 6 58
Menutester ME 48 9 20 19 96
OFERNIO OF 204 40 0 43 287
Moodle MO 1850 204 404 136 2594

Так, значение A/(K+F) для рассмотренных физических схем баз данных различной сложности (рис. 2) находится в интервале от 1.38 до 2.38. Дополнительные исследования подобного рода закономерностей на больших коллекциях баз данных позволят сформировать набор метрических правил для качественной оценки физических схем баз данных.

Отношения между метриками

Рис. 2. Отношения между метриками A, K и F.

Рассмотренный подход к автоматизированному получению количественных метрик, описывающих физическую схему БД, может быть взят за основу веб-ориентированной информационной системы количественной оценки физических схем БД.


Библиографический список
  1. Баженов Р.И., Никитин А.В. О разработке информационной системы по контролю над пролонгацией страховых договоров // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 6. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/06/35496  (дата обращения: 06.06.2014).
  2. Баженов Р.И., Кузнецова Я.И. О разработке информационной системы по учету благотворительной помощи в малой организации // Современная техника и технологии. 2014. № 6. URL: http://technology.snauka.ru/2014/06/3961  (дата обращения: 07.06.2014).
  3. Баженов Р.И., Семёнова Д.М. О разработке информационной системы учета деятельности членов общественной молодежной палаты // Современные научные исследования и инновации. 2014.  № 6. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/06/35578 (дата обращения: 08.06.2014).
  4. Векслер В.А., Баженов Р.И. Определение взаимосвязи номенклатурных позиций средствами 1С:Предприятие 8.3 // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 7. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/07/36464  (дата обращения: 05.07.2014).
  5. Манойленко И.Г., Баженов Р.И. Разработка информационной системы распечатки дипломов государственного образца для высшего профессионального образования // Современная техника и технологии. 2014. №7 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/07/4295 (дата обращения: 31.07.2014).
  6. Баженов Р.И. Проектирование методики обучения дисциплины «Интеллектуальные системы и технологии» // Современные научные исследования и инновации. 2014. Т.2. №5 (37). С.48. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/05/34813 (дата обращения: 30.07.2014).
  7. Баженов Р.И., Глухова А.А. Разработка информационной системы учета заказов в компьютерной мастерской // Современные научные исследования и инновации. 2014. Т.1. №6(38). С.30. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/06/35622 (дата обращения: 30.07.2014).
  8. Баженов Р.И. Практикум по проектированию информационных систем.  Биробиджан: Изд-во ПГУ им. Шолом-Алейхема, 2012. 120 с.
  9. Кузьмин А.А., Рыбанов А.А. Исследование методов количественной оценки схем реляционных баз данных // Успехи современного естествознания. 2011. № 7. С. 137-138.
  10. Морозов А.О., Рыбанов А.А.  Подходы к измерению количественных метрик физических схем баз данных [Электронный ресурс] // Студенческий научный форум 2014 : докл. VI междунар. студ. электрон. науч. конф., 15 февр. – 31 марта 2014 г. Направл.: Технические науки / РАЕ. – М., 2014. – C. 1-8. – Режим доступа : http://www.scienceforum.ru/2014/pdf/143.pdf.
  11. Рыбанов А.А., Коростелев Р.А., Киселев В.В. IDEF1X-модель базы данных web-ориентированной информационной системы оценки семантического качества меню пользователя // Молодой ученый. 2013. № 5. С. 170-172.
  12. Свид. о гос. регистрации базы данных № 2013620276 от 13 февраля 2013 г. РФ, МПК (нет). База данных web-ориентированной информационной системы «Кафедра» / Рыбанов А.А.; ВолгГТУ. – 2013.
  13. Утицких И.А., Рыбанов А.А. Анализ физических схем реляционных баз данных [Электронный ресурс]: доклад // Студенческий научный форум 2013 : V междунар. студ. электрон. науч. конф., 15 февр. – 31 марта 2013 г. Направл. / Рос. акад. естествознания. – М., 2013. – С. 1-4. – Режим доступа: http://www.scienceforum.ru/2013/pdf/4553.pdf.
  14. Утицких И.А., Рыбанов А.А. Исследование метрических характеристик физических схем реляционных баз данных // Девятнадцатая межвузовская научно-практическая конференция молодых учёных и студентов, г. Волжский, 27-31 мая 2013 г. : тез. докл. / Филиал МЭИ в г. Волжском. – Волжский, 2013. – C. 39-41.
  15. Черняев А.О., Рыбанов А.А. Разработка и исследование алгоритмов автоматизированного проектирования логических схем реляционных баз данных // В мире научных открытий. 2010. № 4-11. С. 128-129.
  16. Mile Pavlic, Marin Kaluza, Neven Vrcek: Database complexity measuring method, Proceedings of the ISRM 2002 Conference, Las. Vegas, NV, USA, 2002.


Все статьи автора «rybanoff»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: