программ. В процессе эксплуатации вводятся новые элементы данных, а те, которые использовались при проектировании базы данных, могут быть изменены.

Преимущества использования СД заключаются в эффективном накоплении, определении и управлении суммарным ресурсом данных предметной области. Словарь данных призван помогать пользователю в выполнении следующих функций:

• совместное использование данных с другими пользователями;

• осуществление простого и эффективного управления элементами данных при вводе в систему новых элементов или изменении описания существующих;

• уменьшение избыточности и противоречивости данных;

• определение степени влияния изменений в элементах данных на всю базу данных;

• централизация управления элементами данных с целью упрощения проектирования базы данных и ее расширения.

Идеальный СД содержит также сведения и о других категориях данных, таких, как группы элементов данных, корреспондирующиеся базы данных и перекрестные ссылки между группами элементов данных и базами данных. Кроме того, в нем фиксируются сведения о тех прикладных программах, которые используют базу данных, и имеются сведения о кодах защиты информации и разграничении доступа.

Прежде всего остановимся на вопросах использования СД при проектировании системы обработки данных.

На первом этапе проектирования базы данных необходимо собрать сведения о предметной области, в том числе о назначении, способах использования и о структуре данных, а по мере развития проекта осуществлять централизованное накопление информации о концептуальной, логической, внутренней и внешних моделях данных. Словарь данных является как раз тем средством, которое позволяет при проектировании, эксплуатации и развитии базы данных поддерживать и контролировать информацию о данных.

При сборе информации о данных следует установить правила присвоения имен элементам, добиться однозначного толкования различными подразделениями назначения источников и соглашений по присвоению имен, сформулировать приемлемые для всех пользователей описания элементов данных и выявить синонимы. Этот процесс включает несколько итераций и связан с необходимостью разрешения конфликтных ситуаций. Отдельные подразделения подчас переоценивают свою роль на предприятии, что приводит при разработке информационной системы к конфликтам. Разработчику в таких случаях придется выступать в роли арбитра. Если вам не по душе слушать крики: "Судью на мыло!", то для обеспечения эффективного сбора и накопления информации о данных желательно, чтобы все, кто имеет отношение к базе данных, пользовались автоматизированным словарем данных.

Словарь данных содержит информацию об источниках, форматах и взаимосвязях между данными, их описания, сведения о характере использования и распределении ответственности. Словарь данных можно рассматривать как "метабазу данных", в которой хранится информация о базе данных.

Одно из главных назначений словаря данных состоит в документировании данных. Так как база данных обслуживает множество пользователей, крайне необходимо, чтобы они правильно понимали, что представляют собой данные.

Проектировщик базы данных рассматривает различные характеристики данных. На ранней стадии проектирования прежде всего готовятся описания элементов данных на естественном языке. Эти описания или определения должны быть точными, недвусмысленными и согласованными.

Например, если три подразделения используют одни и те же данные по-разному, совсем не просто сформулировать приемлемое для всех одно описание разделяемого элемента. Поиск решений проблем такого рода является прерогативой администратора БД. Это часто создает конфликтные ситуации, разрешить которые гораздо сложнее, чем технические вопросы применения базы данных.

На этой стадии разработки текстовых описаний данных проектировщик абстрагируется от способа их физического представления в базе данных. В частности, ему не следует определять, как хранить данные - в упакованном, символьном или каком-либо другом виде.

Накопление информации в словаре данных целесообразно начинать уже на самой ранней стадии проектирования. В процессе работы разработчики выясняют у пользователей, какой должна быть система, какие данные будут входными, какого рода информацию они хотят получить из системы, вводя имена элементов данных, например "номер счета", "остаток" или "процент" в банковской системе. При этом обе стороны должны трактовать используемые термины однозначно, иначе может случиться так, что разработанная система не будет удовлетворять требованиям пользователей. Поэтому второе важное назначение словаря данных -обеспечить эффективное взаимодействие между различными категориями разработчиков и пользователей.

Рассмотрим следующий пример. В банковской системе одним из центральных элементов данных является "остаток". Каков остаток на данном счете? Для большинства неспециалистов ответ очевиден. Однако в главной таблице счетов соответствующей системы в записи по одному счету может храниться до двадцати пяти полей, в именах которых присутствует термин "остаток". Поэтому важно, чтобы и пользователь и разработчик представляли себе, какой именно остаток имеется в виду: "остаток на счете на начало дня", "остаток на счете на конец вчерашнего дня", "фактический остаток" или "остаток на сберегательной книжке". "Остаток на сберегательной книжке" увеличивается сразу после того, как клиент делает вклад, но если вклад сделан с помощью чека (вдруг вы разрабатываете систему обработки данных для использования на ужасном Западе), то "фактический остаток" увеличится только после оплаты чека. На самом деле существует гораздо больше различных полей "остаток". Словарь данных может использоваться для централизованного накопления информации обо всех элементах данных и для обеспечения эффективного взаимодействия между всеми участниками проекта.

Таким образом, два важнейших назначения словаря данных состоят в централизованном ведении и управлении данными как ресурсом на всех этапах проектирования, реализации и эксплуатации системы, а также в обеспечении эффективного взаимодействия между всеми участниками проекта.

В случае распределенной базы данных вся она или ее отдельные части могут размещаться на удаленных друг от друга вычислительных машинах, соединенных линиями связи. Одни рабочие станции в сети могут обращаться только к локальной базе данных, а другие - как к локальной, так и к внешним.

В этом случае в словарь данных может быть введена информация обо всех местах физического хранения данных, а также ограничения секретности, безопасности и доступа. С помощью этой информации словарь данных может "решить", каким образом удовлетворить запрос пользователя: обратиться к локальной базе данных или, если пользователь обладает соответствующими полномочиями, передать запрос на внешнюю ПЭВМ.

В настоящей книге словари данных рассматриваются в контексте совместного использования с СУБД. Существует мнение, что словарь данных можно вести "вручную на бумаге". Однако неавтоматизированный словарь данных не может обеспечить получение по-разному отсортированных списков элементов данных, которыми пользуются разработчики. Один и тот же элемент может неодинаково использоваться в различных приложениях. На ранней стадии проектирования выявляются далеко не все связи между данными. Впоследствии обнаруживается, что данные применяются в разнообразных приложениях. Они могут встречаться, например, во входных и выходных форматах, связанных между собой, и всякий раз рассматриваются в различных контекстах. Чтобы учесть все возможные ограничения, необходимо приложить значительные усилия. Процесс проектирования же становится в таком случае трудно управляемым. Гораздо проще организовать и управлять разработкой с помощью автоматизированного словаря данных.

Для успешного применения словаря данных при разработке системы следует централизовать накопление информации в этом - едином - источнике, из которого программисты смогут копировать описания структур данных и включать их в свои программы на всех этапах проектирования. В случае применения "ручного" или не интегрированного словаря в нем время от времени может происходить нарушение непротиворечивости информации по отношению к фактическому состоянию системы.

В идеальном случае интерфейс между СУБД и словарем данных должен обеспечивать доступ системы словаря к справочникам СУБД, в которых хранится информация о ее текущем состоянии. Модификация типов данных может производиться только после того, как это будет зарегистрировано в словаре данных. Обновление самих данных допускается лишь после проверки их корректности средствами СУБД. Таким образом, словарь данных, СУБД и база данных образуют замкнутый контур.

В идеале словарь данных должен быть неотъемлемой составной частью всей системы обработки данных. За ввод данных в словарь ответственность несет администратор БД. Поскольку словарь данных является центральным звеном системы, необходимо постоянно поддерживать его копию, которая может использоваться для восстановления словаря после возникновения отказа всей системы или в случае непреднамеренного разрушения его рабочей версии. За сохранность словаря данных как жизненно важной части системы с базой данных полностью отвечает администрация базы данных.

Если словарь данных применяется для разграничения доступа к базе данных, то доступ к нему надо также разграничить. Следует строго ограничить круг лиц, которым разрешено модифицировать словарь данных. В отношении хранимой в словаре информации должен быть реализован режим секретности.

Внедрение словаря данных должно быть хорошо продумано по времени и объему, так как неверный шаг здесь может привести к неудаче всего проекта системы обработки данных. В то же время не следует думать, что существуют готовые решения, которые подходят для всех без исключения предприятий. Как и другие планируемые действия в системе обработки данных, план реализации словаря зависит от особенностей предметной области.

Рис. 2.16. Вход в программу

Подчас не только реализация всеобъемлющего словаря данных, но и создание интегрированной базы данных всей предметной области может оказаться преждевременным. Ведение словаря данных предполагает обучение пользователей, и до тех пор, пока в этом направлении не будут достигнуты определенные успехи, его установку производить не следует.

В качестве первого приложения словаря данных можно избрать один из следующих вариантов.

Традиционная прикладная система. Словарь данных может применяться в прикладной системе средних размеров, не слишком тесно взаимодействующей с другими системами. Кроме того, система должна решать важные для предприятия задачи. И наконец, она должна быть развивающейся. Только при этих условиях могут быть использованы все преимущества использования словаря данных.

Несколько приложений для обработки данных. Скорее всего эксплуатируемые с использованием СУБД прикладные программы имеют большое значение для предприятия и, кроме того, со временем претерпевают определенные изменения. Если предполагается расширить круг прикладных программ, то внедрение системы словаря данных позволит использовать его возможности по обеспечению взаимодействия между пользователями, в области централизованного накопления информации, а также при подготовке и распространении документации.

Новые прикладные программы. Если предприятие планирует расширить круг используемых прикладных программ, то это самый подходящий случай для внедрения словаря данных. Программисты не всегда хорошо относятся к необходимости документирования уже существующих прикладных программ. Однако при разработке новых прикладных систем эта работа выполняется впервые, и документирование новых приложений неизбежно.

На прилагаемой к книге дискете вы найдете пример словаря данных для рассматриваемой в качестве примера системы обработки данных AUTO STORE.

С помощью этой программы вы сможете создать базу данных и словарь данных, где будет отражаться структура БД Auto Store. В этой же программе после построения СД вы сможете проектировать словарь данных, а именно: редактировать имена полей таблиц, изменять их тип, разрядность, правила проверки, текст сообщения, значение по умолчанию, заголовок поля, комментарий для поля, устанавливать значение NULL, редактировать имена индексов, изменять их тип, трансформировать имена таблиц и наглядно анализировать связи между таблицами.

Данная программа позволяет создавать ту же БД Auto Store на MS SQL Server, а также регистрировать пользователей на MS SQL Server и предоставлять определенные права доступа к БД Auto Store или, точнее, права доступа к полям таблиц базы данных. Права доступа каждого из пользователей можно просмотреть, выбрав пункт "Права" из главного пункта меню "Разработка и проектирование".

Вход в программу. После запуска программы на экране появится форма, показанная на рис. 2.16. Для дальнейшей работы с программой необходимо ввести пароль. Пароль соответствует имени пользователя, что можно узнать из подсказки. При успешном наборе пароля откроется доступ к кнопке "Вход". Выбор пользователей производится из списка, находящегося на панели инструментов (рис. 2.17). Обратите внимание на уровень доступа, их всего пять.