3. Инфологическое проектирование
Имеется несколько локальных (ЛП) представлений предметной области (ПО). Необходимо формализовать сведения об используемой информации.
Два подхода:
1) Объединение исходной информации и формализация:
ЛП => Предс + ПО => ИМ
Проблемы: данные отдельно собирались, а информация одна и та же. Пользователи используют разную терминологию, в связи с этим трудность в объединении локальных представлений. Используется для небольших проектов.
2) Объединение локальных инфологических моделей
ЛП => ЛокИМ => ИМ
Инфологическое (концептуальное) моделирование – процесс создания внешней (инфологической) модели данных о предметной области, не зависящее от любых физических аспектов ее представления.
Инфологическая модель (ИМ) – формализованное представление информации предметной области.
Цель инфологического моделирования – обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Поэтому инфологическую модель данных пытаются строить на доступном широкому кругу пользователей и разработчиков языке. Известны следующие средства создания внешних моделей:
семантические сети;
язык инфологического моделирования;
ER-диаграммы.
Наибольшую популярность из-за доступности, наглядности и компактности приобрел подход моделирования «сущность-связь».
Модель «сущность-связь» (Entity-Relationship model) разработана Ченом в 1976 году с целью упрощения концептуального проектирования баз данных. (другие обозначения: ER, ERD, сущность-связь).
Для изображения ERD могут использоваться разные нотации:
Нотация Чена:
Первая нотация, то есть она не самая лучшая.
Нотация в литературе фигурирует в качестве ссылок.
Нотация Баркера:
Она используется в СУБД Oracle.
Нотация idef1x:
Стандартизованная нотация.
Нацелена на автоматизированную работу во многих программных продуктах.
Так же существует множество других нотаций, которые мы не будем рассматривать:
Основными элементами er-модели являются:
сущности;
атрибуты (свойства);
связи.
Сущность
Сущность представляет собой различимое множество объектов {экземпляров сущности) реального мира с одинаковым набором атрибутов. Иными словами, сущность описывает некоторый тип объекта, характеризующийся определенным набором свойств.
Сущность идентифицируется именем и списком свойств (атрибутов). База данных о сколько-нибудь значительной предметной области содержит много (несколько) сущностей. Каждый экземпляр сущности обладает уникальным набором значений атрибутов.
На ER-диаграммах сущность представляется прямоугольником с именем сущности внутри.
Наименование - существительное в единственном числе, возможно расширенное прилагательным или дополнением.
Атрибут
Атрибут – неотъемлемое свойство сущности или связи. Именно по значениям атрибутов можно идентифицировать экземпляр сущности. Значения атрибутов представляют основную часть сведений, хранящихся в БД.
На ER-диаграммах атрибут представляется овалом (эллипсом), соединенным с соответствующей сущностью линией и с именем атрибута внутри.
Наименование - существительное в единственном числе, возможно расширенное прилагательным или дополнением.
Атрибуты связываются с сущностью. Обозначение связи зависит от вида свойства.
Атрибуты делятся на:
простые;
составные;
однозначные;
многозначные;
условные;
безусловные
производные.
Простой атрибут состоит из одного компонента с независимым существованием.
Составной атрибут состоит из нескольких компонентов, каждый из которых характеризуется независимым существованием.
На рисунке: "Дата" – простой атрибут, "Ремонт" – составной.
Однозначный (единичный) атрибут содержит одно значение для одного экземпляра сущности.
Многозначный (множественный) атрибут может содержать несколько значений для одного экземпляра сущности. Множественное свойство позволяет сохранять набор значений.
На рисунке: "Дата" – однозначный атрибут, "Ремонт" – многозначный.
Условные - могут отсутствовать у некоторых экземпляров сущностей.
Безусловные – всегда имеющиеся у всех экземпляров сущностей.
На рисунке: "Дата ремонта" – условный атрибут, может присутствовать при условии положительного значения атрибута "Ремонтопригодность" (если последний есть).
Производный атрибут представляет значение, производное (вычисляемое) от значения связанного с ним атрибута или некоторого множества атрибутов, принадлежащих некоторой сущности.
В предметной области сущности соответствует множество экземпляров. Все экземпляры имеют одинаковый набор атрибутов, но разное их значение.
Вопрос однозначной идентификации экземпляров сущности связан с понятием ключа (идентификатора).
Ключ – минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно идентифицировать экземпляр сущности. Иными словами, ключ – одно или несколько свойств, по значениям которых все экземпляры различаются.
В наборе атрибутов сущности можно выделить несколько потенциальных ключей. Потенциальный ключ, используемый реально для идентификации экземпляров сущности называется первичным ключом.
На ER-диаграммах имена атрибутов, выбранных в качестве первичного ключа, подчеркиваются.
Связь
Связь – указывает связанность экземпляров двух типов объектов.
Связи, также как и сущности и атрибуты, идентифицируют именем.
На ER-диаграммах связь изображается в виде ромба или шестиугольника, помеченного соответствующим именем. Соединение с ассоциированными сущностями производится линиями.
Пример ER-диаграммы с обозначениями сущностей, их атрибутов и связей представлен на рис. 2.3.
Рис. 2.3. Пример ER-диаграммы
Степень связи – количество сущностей, которые охвачены данной связью.
Если связь определена между двумя сущностями, то ее степень – 2, а называется такая связь бинарной. Связь между тремя сущностями называется тернарной, четырьмя сущностями – кватернарной и т.д. В общем случае связь между n сущностями называется n-арной (рис. 2.4).
Рекурсивная связь – связь, в которой одни и те же сущности участвуют несколько раз в разных ролях.
Рекурсивная связь часто называют унарной. Пример такой связи представлен на рис. 2.4, г. В приведенном примере каждый студент из сущности СТУДЕНТ может исполнять обязанности дежурного по отношению к другим студентам той же сущности.
Для указания вида связи отмечаются: