Понятие сложной системы. Неоднородные связи в системе.
Сложная система состоит из большого числа разнородных элементов с разнотипными связями между ними. Это составной объект, части которого можно рассматривать как системы, закономерно объединенные в единое целое в соответствии с определенными принципами или связанные между собой заданными отношениями.
Сложную систему можно расчленить на конечное число частей, называемое подсистемами. Каждую такую подсистему (высшего уровня) можно в свою очередь расчленить на конечное число более мелких подсистем и т. д., вплоть до получения элементов сложной системы, которые либо объективно не подлежат расчленению на части, либо относительно их дальнейшей неделимости имеется соответствующая договоренность.
В каждый момент времени элемент сложной системы находится в одном из возможных состояний; из одного состояния в другое он переходит под действием внешних и внутренних факторов. Динамика поведения элемента сложной системы проявляется в том, что состояние элемента и его выходные сигналы (воздействия на внешнюю среду и др. элементы сложной системы) в каждый момент времени определяются предыдущими состояниями и входными сигналами, поступившими как в данный момент времени, так и ранее. Под внешней средой понимается совокупность объектов, не являющихся элементами данной сложной системы, но взаимодействие с которыми учитывают при ее изучении. Элементы сложной системы функционируют во взаимодействии: свойства одного элемента в общем случае зависят от условий, определяемых поведением других элементов; свойства сложной системы в целом определяются не только свойствами элементов, но и характером взаимодействия между ними.
Примеры сложной системы.
В области организации производства и технологии — производственный комплекс предприятия как совокупность производственных комплексов цехов и участков, каждый из которых содержит некоторое число технологических линий; последние состоят из станков и агрегатов, рассматриваемых обычно как элементы сложной системы; в области автоматизированного управления — процесс управления предприятием или отраслью народный хозяйства как совокупность процессов сбора данных о состоянии управляемых объектов, формирования потоков информации, ее накопления, передачи и обработки, синтеза управляющих воздействий; в области вычислительной техники — математическое обеспечение современных вычислительных комплексов, включающее операционную систему для управления последовательностью вычислений и координации работы всех устройств комплекса, библиотеку стандартных программ, а также средства автоматизации программирования (алгоритмические языки, трансляторы, интерпретирующие системы), средства обслуживания и контроля вычислений; каждую из упомянутых частей можно представить в виде системы с иерархической многоуровневой структурой, состоящей из отдельных взаимосвязанных программ, процедур, операторов и т. д.
Понятие связи и типы связей. Степень связи. Типы связей и отражение связей в среде Erwin. Окно «Свойство связи».
Говоря о видах связей, которые могут быть между сущностями предметной области (их примеры приведены на рисунке 4.2), можно отметить следующее.
Между одними и теми же сущностями одновременно могут иметь место не один, а несколько типов связей. Например, между сущностями ПРЕПОДАВАТЕЛИ иФАКУЛЬТЕТЫ показаны две связи: связь ПРЕПОДАЕТ_НА и связь ЯВЛ_ДЕКАНОМ, отражающие соответственно два факта: первый, что преподаватели преподают на определенных факультетах, и второй, что какие-то преподаватели являются деканами факультетов.
Связанными между собой могут быть экземпляры не только двух различных сущностей, но и экземпляры одной и той же сущности. Например, для конкретных студентов может быть указано, кто является их старостой (староста тоже студент).
Могут быть связаны между собой экземпляры более чем двух типов сущностей. Так, связь ДИСЦ_СТУД_ПРЕП отражает тот факт, что студенты изучают конкретные учебные дисциплины у конкретных преподавателей. Причем, следует обратить внимание, что в общем случае эта связь не является эквивалентной трем связям вида:
СТУДЕНТЫ ↔ ДИСЦИПЛИНЫ,
СТУДЕНТЫ ↔ ПРЕПОДАВАТЕЛИ и
ПРЕПОДАВАТЕЛИ ↔ ДИСЦИПЛИНЫ.
Таким образом, в зависимости от числа связанных сущностей, связь может быть одинарной (это связь между экземплярами одной и той же сущности, ее еще называют рефлексивной), бинарной (между двумя сущностями), тернарной (между тремя сущностями) и, в общем случае, n‑арной (связь между n сущностями). Следует сразу заметить, что на практике при моделировании предметной области наиболее часто используются бинарные связи.
Важной характеристикой связи между экземплярами сущностей является степень (cardinality) этой связи. Степень связи характеризует число экземпляров сущности, которое может участвовать с каждой стороны связи. Для бинарных связей по степени связи с каждой ее стороны различают связи типов один-к-одному(1:1), один-ко-многим (1:m), многие-к-одному (m:1) и многие-ко-многим (m:n).
Рассмотрим эти варианты на примере связи между сущностями Преподаватель и Дисциплина. Эта связь указывает на то, какими преподавателями преподаются конкретные учебные дисциплины, и наоборот, какие дисциплины преподаются конкретными преподавателями.
Связь 1:1 (один-к-одному). В этой связи может участвовать не больше одного экземпляра каждой из связываемых сущностей.
Пример. Каждый преподаватель преподает не более одной дисциплины, и каждая дисциплина преподается не более чем одним преподавателем.
Связи 1:m (один-ко-многим) и m:1 (многие-к-одному). Не более одного экземпляра одной сущности может быть связано с любым количеством экземпляров другой сущности.
Пример связи 1:m. Каждый преподаватель может преподавать любое количество учебных дисциплин, но каждая дисциплина преподается не более чем одним преподавателем.
Пример связи m:1. Каждый преподаватель может преподавать не более одной учебной дисциплины, но каждая дисциплина может преподаваться более чем одним преподавателем.
Связь m:n (многие-ко-многим). Каждый из экземпляров обеих сущностей может быть связан с любым числом экземпляров другой сущности.
Пример. Каждый преподаватель может преподавать любое количество учебных дисциплин, и каждая дисциплина может преподаваться любым количеством преподавателей.
На ER-диаграммах степень связи может обозначаться, например, символами 1 или m у соответствующих концов линий, обозначающих связь,
или с использованием обозначений типа
В обоих примерах изображена связь типа один-ко-многим (1:m) между сущностью Преподаватель и сущностью Дисциплина.
Другой важной характеристикой связи в каждом из рассмотренных выше случаев является так называемыйкласс принадлежности экземпляра сущности с одной стороны связи к экземплярам сущности на другой ее стороне. Этот класс может быть обязательным (mandatory) или необязательным.
Обязательный класс принадлежности сущности A к сущности B, означает, что каждый экземпляр сущности Aобязательно должен быть связан с каким-либо экземпляром сущности B.
Необязательный класс принадлежности сущности A к сущности B, означает, что конкретный экземплярсущности A может быть связан с экземплярами сущности B, а может быть и не связан ни с одним из них.
Например, для связи сущности Преподаватель с сущностью Дисциплина может иметь место ситуация, когда:
каждый преподаватель обязательно должен быть связан с какой-либо одной или несколькими учебными дисциплинами (это обязательный класс принадлежности сущности Преподаватель ксущности Дисциплина),
среди преподавателей есть те, которые связаны с какими-либо дисциплинами, но есть и такие, которые не связаны ни с одной дисциплиной (это необязательный класс принадлежности сущностиПреподаватель к сущности Дисциплина).
Варианты принадлежности конкретных преподавателей (экземпляров сущности Преподаватель) к множеству учебных дисциплин, представленных сущностью Дисциплина, можно сформулировать и интерпретировать следующими образом.
Каждый преподаватель преподает не более одной (то есть может и не преподавать ни одной) учебной дисциплины…
Степень связи …-к-одному, принадлежность экземпляров сущности Преподаватель к экземплярам сущности Дисциплина относится к необязательному классу.
На ER-диаграммах обозначается как
Преподаватель принадлежит одной дисциплине или не принадлежит ни к одной дисциплине (связан с 0 или 1-й дисциплиной).
Каждый преподаватель обязательно преподает какую-либо, но только одну учебную дисциплину…–
Степень связи …-к-одному, принадлежность экземпляров сущности Преподаватель к экземплярам сущности Дисциплина относится к обязательному классу.
На ER-диаграммах обозначается как
Преподаватель принадлежит одной и только одной дисциплине.
Каждый преподаватель может преподавать любое число учебных дисциплин (в том числе и не преподавать ни одной из них)…
Степень связи …-ко-многим, принадлежность экземпляров сущности Преподаватель к экземплярам сущности Дисциплина относится к необязательному классу.
На ER-диаграммах обозначается как
Преподаватель может быть связан с любым числом дисциплин (от 0 до m).
Каждый преподаватель обязательно преподает хотя бы одну учебную дисциплину…
Степень связи …-ко-многим, принадлежность экземпляров сущности Преподаватель к экземплярам сущности Дисциплина и относится к обязательному классу.
На ER-диаграммах обозначается как
Преподаватель обязательно должен быть связан с одной или несколькими дисциплинами (от 1 до m).
Примеры.
ER-диаграмма следующего вида
представляет связь сущности Преподаватель с сущностью Дисциплина степени один-ко-многим (1:m) собязательным классом принадлежности экземпляров сущности Преподаватель экземплярам сущностиДисциплина и необязательным классом принадлежности экземпляров сущности Дисциплина к экземплярамсущности Преподаватель. Это означает:
каждый преподаватель обязательно должен преподавать одну или несколько дисциплин (1, m);
конкретная дисциплина может преподаваться не более чем одним преподавателем.
Следующая диаграмма
представляет связь сущности Преподаватель с сущностью Дисциплина степени один-ко-многим (1:m) снеобязательным классом принадлежности экземпляров сущности Преподаватель к экземплярам сущностиДисциплина и обязательным классом принадлежности экземпляров сущности Дисциплина экземплярамсущности Преподаватель. Это означает:
преподаватель может вести любое число дисциплин, в том числе и ни одной (0, m);
каждая дисциплина обязательно должна преподаваться одним, но только одним преподавателем.
БИЛЕТ №____12____