З множини використовуваних принципів виділимо найбільш істотні (рис.2.1.): принцип інтеграції даних і принцип централізації керування ними. Обидва принципи відображають суть банку даних: інтеграція є основою організації БнД, централізація керування - основою організації і функціонування системи керування базами даних (СКБД). Інші принципи в тій або іншій мірі пов'язані з першими. Окремі з них є їхнім результатом або одним із можливих шляхів реалізації. Так, інтеграція даних припускає взаємозалежність (зв'язність) даних; зв'язність, у свою чергу разом із принципом композиції дозволяє звести надлишковість даних до мінімуму.

Рисунок 2.1 - Основні принципи побудови банків інформації

Проектування бази даних треба починати з аналізу предметної області і виявлення вимог до неї окремих користувачів (співробітників організації, для яких створюється база даних). Об'єднуючи власні уявлення про зміст бази даних, отримані в результаті опитуванння користувачів, і свої уявлення про дані, що можуть знадобитися в майбутніх додатках, створюється узагальнений неформальний опис утворюваної бази даних. Цей опис, виконаний із використанням природної мови, математичних формул, таблиць, графіків і інших засобів, зрозумілих усім людям, що працюють над проектуванням бази даних, називають інфологічною моделлю даних (рис.2.2).  

Рисунок 2.2 - Рівні моделей даних

Така модель цілком незалежна від фізичних параметрів середовища збереження даних. Інфологічна модель не повинна змінюватися доти, поки якісь зміни в реальному світі не приведуть до зміни в ній деякого визначення, щоб ця модель продовжувала відображувати предметну область. Інші моделі, показані на рис.2.2, є комп'ютерно-оріентованими. З їхньою допомогою СКБД дає можливість програмам і користувачам здійснювати доступ до збережених даних лише за їхніми іменами, не турбуючись про фізичне розташування цих даних. Потрібні дані відшукуються СКБД на зовнішніх запам'ятовувальних пристроях, по фізичній моделі даних. Оскільки зазначений доступ здійснюється за допомогою конкретної СКБД, то моделі повинні бути описані мовою опису даних цієї СКБД.  

Трирівнева архітектура (інфологічний, даталогічний і физичний рівні) дозволяє забезпечити незалежність збережених даних від програм, в яких вони використовуються. Можна при необхідності переписати збережені дані на інші носії інформації і (або) реорганізувати їхню фізичну структуру. Можна підключити до системи будь-яке число нових користувачів (нових додатків), доповнивши, якщо треба, даталогічну модель. Зазначені зміни фізичної і даталогічної моделей не будуть помічені користувачами системи, так само як не будуть помічені і нові користувачі. Отже, незалежність даних забезпечує можливість розвитку системи баз даних без руйнування існуючих додатків.

Таким чином, інфологічна модель відображає реальний світ у деякій зрозумілій людині концепції, цілком незалежній від параметрів середовища збереження даних. Існує безліч підходів до побудови таких моделей: графові моделі, семантичні мережі, модель "сутність-зв'язок" і т.д. Найбільш популярною серед них виявилася модель "сутність-зв'язок".

Мета інфологічного моделювання - забезпечення найбільш природних для людини засобів збору й подання інформації, що буде зберігатися в створюваній базі даних. Тому інфологічну модель даних намагаються будувати за аналогією з природною мовою (остання не може бути використаною у чистому вигляді через складність комп'ютерної обробки текстів і неоднозначності будь-якої природної мови). Основними конструктивними елементами інфологічних моделей є сутності, зв'язки між ними і їхні властивості (атрибути).

Сутність - будь-який помітний об'єкт (об'єкт, що ми можемо відрізнити від іншого), інформацію про який необхідно зберегти в базі даних. Сутностями можуть бути люди, місця, літаки, рейси, колір і т.д. Слід розрізняти такі поняття, як тип сутності і екземпляр сутності. Поняття типу сутності відноситься до набору однорідних особистостей, предметів, подій або ідей, що виступають як ціле. Екземпляр сутності відноситься до конкретної речі в наборі. Наприклад, типом сутності може бути МІСТО, а екземпляром - Москва, Київ і т.д.

Атрибут - поіменована характеристика сутності. Його найменування повинно бути унікальним для конкретного типу сутності, але може бути однаковим для різноманітного типу сутностей (наприклад, КОЛІР може бути визначений для багатьох сутностей: СОБАКА, АВТОМОБІЛЬ, ДИМ і т.д.). Атрибути використовуються для визначення того, яка інформація повинна бути зібрана про сутність. Прикладами атрибутів для сутності АВТОМОБІЛЬ є ТИП, МАРКА, НОМЕРНИЙ ЗНАК, КОЛІР і т.д. Тут також існує розходження між типом і екземпляром. Тип атрибута КОЛІР має багато екземплярів або значень: Червоний, Синій, Банановий, Біла ніч і т.д., проте кожному екземпляру сутності присвоюється тільки одне значення атрибута.

Абсолютне розходження між типами сутностей і атрибутами відсутнє. Атрибут є таким тільки в зв'язку з типом сутності. У іншому контексті атрибут може виступати як самостійна сутність. Наприклад, для автомобільного заводу КОЛІР - це тільки атрибут продукту виробництва, а для лакофарбової фабрики КОЛІР - тип сутності.

Ключ - мінімальний набір атрибутів, за значеннями яких можна однозначно знайти необхідний екземпляр сутності. Мінімальність означає, що видалення із набору будь-якого атрибута не дозволяє ідентифікувати сутність по тих атрибутах, що залишилися.

Зв'язок - асоціювання двох або більше сутностей. Якби призначенням бази даних було тільки збереження окремих, не пов'язаних між собою даних, то її структура могла б бути дуже простою. Проте одне з основних вимог до організації бази даних - це забезпечення можливості знаходження одних сутностей за значеннями інших, для чого необхідно встановити між ними визначені зв'язки. Оскільки в реальних базах даних нерідко присутні сотні або навіть тисячі сутностей, то теоретично між ними може бути встановлене більше мільйона зв'язків. Наявність такої множини зв'язків і визначає складність інфологічних моделей.

3. Інформація, яка використовується в базах даних