Вопрос 3. Этапы проектирования реляционной БД методом «сущность - связь». Построение ER - модели. Привести пример.

Выделяют три этапа проектирования БД:

•  инфологическое моделирование

•  даталогическое моделирование

•  физическая реализация

1) На первом этапе создается инфологическая модель предметной области.

Предметная область – это часть реального мира, представляющего интерес для данного проектирования.

Инфологической моделью предметной области называют описание предметной области, выполненное с использованием специальных языковых средств, и независящее от используемых в дальнейшем программных и технических средств.

2) На основе инфологической модели строится даталогическая модель.

Даталогическая модель является моделью логического уровня и представляет собой отображение логических связей между элементами данных безотносительно к их содержанию и среде хранения. Описание логической структуры БД на языке СУБД называется схемой .

3) Третий этап проектирования состоит в привязке ДЛМ к среде хранения с помощью модели данных физического уровня ( физической модели ). Описание физической структуры БД называется схемой хранения .

Компоненты ИЛМ:

•  описание объектов и связей между ними (ER – модель);

•  описание информационных потребностей пользователей;

•  алгоритмические связи показателей;

•  лингвистические отношения;

•  ограничения целостности.

В предметной области в результате ее анализа выделяют классы объектов. Классом объектов называют совокупность объектов, обладающих одинаковым набором свойств. Каждый объект в информационной системе представляется своим идентификатором, а каждый класс объектов представляется именем класса. Каждый объект обладает определенным набором свойств.

Связь между объектом и характеризующим его свойством изображается в виде линии. Связь может быть единичной или множественной.

Если объект обладает только одним значением какого-то свойства, то такое свойство называют единичными . Если для свойства возможно существование одновременно нескольких значений у одного объекта, то такие свойства называют множественными .

Свойства, значения которых не могут изменяться с течением времени (например, Дата рождения ), называются статическими и обозначаются буквой S . Свойства, значения которых могут изменяться со временем (например, Фамилия , Адрес , Телефон ), называются динамическими и обозначаются буквой D .

Свойство, которое может отсутствовать у некоторых объектов одного класса (например, свойство Ученая степень , не все объекты класса Сотрудники могут обладать указанным свойством), называют условными и изображают пунктирной линией.

Существует понятие составного свойства (примеры таких свойств: Адрес , состоящий из «улицы», «дома», «квартиры»; Дата рождения , состоящая из «числа», «месяца», «года»). Для его обозначения используют квадрат.

Рис. 3.3. Изображение класса

объектов и его свойств

В инфологической модели фиксируются не только связи между объектом и его свойствами, но и связи между объектами разных классов.

Различают связи типа:

•  один к одному (1:1);

•  один ко многим (1: М);

•  многие к одному (М:1);

•  многие ко многим (М :М ).

Иногда эти типы связей называют степенью связи.

Кроме степени связи в ИЛМ для характеристики связи между разными объектами указывается класс принадлежности , который показывает, может ли отсутствовать связь объекта одного класса с каким-либо объектом другого класса. Различают обязательный и необязательный класс принадлежности.

Пусть в ИЛМ отображается связь между двумя классами объектов: Сотрудники и Язык иностранный .

а) Предметной областью является завод, некоторые сотрудники которого знают иностранный язык, но ни один из них не владеет более чем одним языком.

Соответствующие диаграммы

ER – типов ER - экземпляров

б) Предметной областью является институт, сотрудники которого обязательно должны владеть каким-либо иностранным языком, но никто не владеет более чем одним языком.

Соответствующие диаграммы

ER – типов ER – экземпляров

В рассмотренных случаях между объектами наблюдается связь типа М:1; в случае а) класс принадлежности является необязательным для обоих объектов; в случае б) – для объекта Сотрудники класс принадлежности является обязательным, что изображается точкой в прямоугольнике.

в) Предметной областью является опять институт, некоторые сотрудники которого знают несколько иностранных языков.

Соответствующие диаграммы

ER – типов ER – экземпляров

В этом случае связь между объектами имеет тип М :М .

г) Предметной областью является лингвистический институт, каждый из сотрудников которого обязательно знает несколько иностранных языков, и по каждому из языков в этом институте имеется хотя бы один специалист, владеющий им. В этом случае связь между объектами будет М :М , и класс принадлежности обоих объектов является обязательным.

Объект называют простым , если он рассматривается как неделимый. Сложный объект представляет собой объединение других объектов, простых или сложных, также отображаемых в информационной системе. Понятия простой и сложный являются относительными. Сложные объекты подразделяют на составные, обобщенные и агрегированные.

Составной объект соответствует отображению связи «целое - часть». Примеры таких объектов: класс – ученики, группа – студенты и т.п. (связь между составным и составляющими его объектами отображается отношением 1: М)

Обобщенный объект отражает наличие связи «род - вид» между объектами предметной области. Например, объекты Студент , Школьник , Аспирант образуют обобщенный объект Учащиеся . Объекты, составляющие обобщенный объект, называются его категориями. Как «родовой» объект, так и «видовые» объекты могут обладать определенным набором свойств. Причем «видовые» объекты обладают всеми теми свойствами, которыми обладает «родовой» объект, плюс свойствами, присущими только объектам этого вида.

Определение родо-видовых связей означает классификацию объектов предметной области по тем или иным признакам. Подклассы могут выделяться в ИЛМ в явном виде (см. рис. 3.5).

Рис. 3.5. Изображение обобщенного объекта

Агрегированный объект соответствует обычно какому-либо процессу, в который оказываются «вовлеченными» другие объекты. Например, агрегированный объект Поставка (см. рис. 3.6) объединяет в себе объекты Поставщик , Получатель , Продукт и Дата . Для отображения агрегированного объекта в схеме использован ромб. Агрегированный объект может, так же как и простой объект, иметь характеризующие его свойства.

Рис. 3.6. Изображение агрегированного объекта