🗊Презентация Инфологическое моделирование. ER-диаграммы

Инфологическое моделирование. ER-диаграммы Проект базы данных надо начинать с анализа предметной области и выявления требований к ней отдельных пользователей (сотрудников организации, для которых создается база данных). Проектирование обычно поручается человеку (группе лиц) – администратору базы данных (АБД). Им может быть как специально выделенный сотрудник организации, так и будущий пользователь базы данных, достаточно хорошо знакомый с машинной обработкой данных. Объединяя частные представления о содержимом базы данных, полученные в результате опроса пользователей, и свои представления о данных, которые могут потребоваться в будущих приложениях, АБД сначала создает обобщенное неформальное описание создаваемой базы данных. Это описание, выполненное с использованием естественного языка, математических формул, таблиц, графиков и других средств, понятных всем людям, работающих над проектированием базы данных, называют инфологической моделью данных

Инфологическое моделирование. ER-диаграммы Такая модель полностью независима от физических параметров среды хранения данных. Поэтому инфологическая модель не должна изменяться до тех пор, пока какие-то изменения в реальном мире не потребуют изменения в ней некоторого определения, чтобы эта модель продолжала отражать предметную область. Модель «сущность-связь» (entity-relationship model) предложена американским исследователем в области баз данных Питером Ченом в 1976 году. С тех пор она расширялась и модифицировалась как самим Ченом, так и многими другими исследователями. В различных вариантах она вошла в состав многих автоматизированных средств поддержки проектирования информационных систем.  Существует много различных систем построения моделей ER. В настоящее время нет единого стандарта этой модели, но есть набор общих конструкций, лежащих в основе большинства её вариантов. Эти общие конструкции мы и изучим здесь.

Инфологическое моделирование. ER-диаграммы Базовыми элементами инфологических моделей являются сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты). Сущность – любой различимый объект (объект, который мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо хранить в базе данных. Сущностями могут быть люди, места, самолеты, рейсы, цвет и т.д. Необходимо различать такие понятия, как тип сущности и экземпляр сущности. Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов, событий или идей, выступающих как целое. Экземпляр сущности относится к конкретной вещи в наборе. Например, типом сущности может быть ГОРОД, а экземпляром – Москва, Киев и т.д. В реляционных БД сущности реализуются с помощью таблиц.

Инфологическое моделирование. ER-диаграммы Атрибут – поименованная характеристика сущности. Его наименование должно быть уникальным для конкретного типа сущности, но может быть одинаковым для различного типа сущностей (например, ЦВЕТ может быть определен для многих сущностей: СОБАКА, АВТОМОБИЛЬ, ДЫМ и т.д.). Атрибуты используются для определения того, какая информация должна быть собрана о сущности. Примерами атрибутов для сущности АВТОМОБИЛЬ являются ТИП, МАРКА, НОМЕРНОЙ ЗНАК, ЦВЕТ и т.д. Здесь также существует различие между типом и экземпляром. Тип атрибута ЦВЕТ имеет много экземпляров или значений: Красный, Синий, Банановый, Белая ночь и т.д., однако каждому экземпляру сущности присваивается только одно значение атрибута. В реляционных базах данных атрибуты реализуются с помощью столбцов.

Инфологическое моделирование. ER-диаграммы Абсолютное различие между типами сущностей и атрибутами отсутствует. Атрибут является таковым только в связи с типом сущности. В другом контексте атрибут может выступать как самостоятельная сущность. Например, для автомобильного завода цвет – это только атрибут продукта производства, а для лакокрасочной фабрики цвет – тип сущности. Ключ – минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности. Минимальность означает, что исключение из набора любого атрибута не позволяет идентифицировать сущность по оставшимся. Для сущности Расписание ключом является атрибут Номер_рейса или набор: Пункт_отправления, Время_вылета и Пункт_назначения (при условии, что из пункта в пункт вылетает в каждый момент времени один самолет).

Инфологическое моделирование. ER-диаграммы Выделяют уникальные ключи (потенциальные ключи) и неуникальные. Значение уникального ключа не может встретиться у двух экземпляров сущности. Оно указывает на один и только один экземпляр (НомерСтудбилета, НомерАудитории). Значение неуникального ключа указывает на множество экземпляров (ФамилияПреподавателя = Иванов указывает на всех Ивановых, преподающих в ВУЗе). Ключом может быть не любой атрибут сущности. Например, ДатаНайма или Должность преподавателя вряд ли могут использоваться для идентификации преподавателей. Сущность может иметь несколько уникальных и неуникальных ключей. Атрибут нельзя назначить уникальным ключом сущности. Он либо является таковым, либо не является. В реляционных базах данных ключи реализуются с помощью первичных ключей.

Инфологическое моделирование. ER-диаграммы Связь – ассоциирование двух или более сущностей. Если бы назначением базы данных было только хранение отдельных, не связанных между собой данных, то ее структура могла бы быть очень простой. Однако одно из основных требований к организации базы данных – это обеспечение возможности отыскания одних сущностей по значениям других, для чего необходимо установить между ними определенные связи. А так как в реальных базах данных нередко содержатся сотни или даже тысячи сущностей, то теоретически между ними может быть установлено более миллиона связей. Наличие такого множества связей и определяет сложность инфологических моделей. Описание сущностей и их связей – это и есть (с точки зрения проектировщика БД) основная часть инфологической модели. Идея Чена, благодаря которой его имя стало широко известным в кругах проектировщиков баз данных, состоит в том, что сущности и связи следует представлять графически. Тогда модель требований пользователя будет компактной и наглядной.

Классификация сущностей и связей. 

Классификация сущностей и связей.   

Классификация сущностей и связей.   Ассоциации на ЯИМ представляются предложениями вида: СУЩНОСТЬ (атрибут 1, атрибут 2 , ..., атрибут n) АССОЦИАЦИЯ [СУЩНОСТЬ S1, СУЩНОСТЬ S2, ...]  (атрибут 1, атрибут 2, ..., атрибут n) где S – степень связи, а атрибуты, входящие в ключ, должны быть выделены с помощью подчеркивания или жирным шрифтом. Ассоциации рассматриваются как полноправные сущности: 1)     они могут участвовать в других ассоциациях и обозначениях точно так же, как стержневые сущности; 2)     могут обладать свойствами, т.е. иметь не только набор ключевых атрибутов, необходимых для указания связей, но и любое число других атрибутов, характеризующих связь. Например, ассоциации "Брак" содержат ключевые атрибуты "Табельный номер мужа", "Табельный номер жены", а также уточняющие атрибуты "Номер свидетельства", "Дата регистрации", "Место_регистрации", "Номер записи в книгу ЗАГС"

Классификация сущностей и связей.   Пример связей между сущностями может быть описан на ЯИМ следующим образом: Лечащий_врач [Врач 1, Пациент M]   (Номер_врача, Рег_номер) Консультант [Врач M, Пациент N]  Номер_врача, Рег_номер).

Классификация сущностей и связей.   

Классификация сущностей и связей.   

Классификация сущностей и связей.   

Классификация сущностей и связей.   

Классификация сущностей и связей.   

Классификация сущностей и связей. 

Классификация сущностей и связей. 

Классификация сущностей и связей. 

Классификация сущностей и связей.  Бинарные связи Правила порождения реляционных отношений из модели «сущность-связь.»

Классификация сущностей и связей.  Правила порождения реляционных отношений из модели «сущность-связь.» Бинарные связи

Классификация сущностей и связей.  Правила порождения реляционных отношений из модели «сущность-связь.» Бинарные связи

Классификация сущностей и связей.  Правила порождения реляционных отношений из модели «сущность-связь.» Характер связей между сущностями не ограничивается перечисленными. Существуют и более сложные связи: N - арные связи Общее правило: для представления n-сторонней связи всегда требуется n+1 отношение. Например, в случае трехсторонней связи необходимо использовать четыре отношения, по одному для каждой сущности (причем ключ сущности служит первичным ключом соответствующего отношения), и одно для связи. Отношение, порождаемой для связи, будет иметь среди своих атрибутов ключи от каждой сущности.

Классификация сущностей и связей. 

Классификация сущностей и связей.  К сожалению, надо признать, что реляционная модель мало подходит для отображения отношений наследования между сущностями (иерархических связей). Напомним, что в таких связях дочерние сущности наследуют все атрибуты родительской, и каждая из них обладает своим уникальным набором дополнительных атрибутов. В этом случае возможны два варианта построения реляционных отношений. Согласно первому для иерархической структуры создается одно отношение, которое содержит атрибуты связи и всех сущностей. По второму способу генерируется по одному отношению для каждой дочерней сущности. Каждое из этих отношений включает атрибуты родительской сущности и связи кроме атрибутов - дискриминантов

Классификация сущностей и связей. 

Классификация сущностей и связей.