Краткая справка
Концептуальное моделирование структуры данных
Для преодоления ограничений реляционной модели и обеспечения потребности проектировщиков баз данных в более удобных и мощных средствах моделирования предметной области проектирование баз данных обычно выполняется не в терминах реляционной модели, а с использованием концептуальных моделей предметной области.
Обычно различают концептуальные модели двух видов:
· объектно-ориентированные модели, в которых сущности реального мира представляются в виде объектов, а не записей реляционных таблиц;
· семантические модели, отражающие значения реальных сущностей и отношений.
Концептуальное моделирование баз данных на основе семантических моделей поддерживается во всех известных CASE-средствах (например, таких как ERWin и Power Designer). Кроме того, семантические модели более просты для понимания, особенно при проектировании сравнительно небольших баз данных.
Цель семантического моделирования — обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Поэтому семантическую модель данных пытаются строить по аналогии с естественным языком (последний не может быть использован в чистом виде из-за сложности компьютерной обработки текстов и неоднозначности любого естественного языка).
|
|
Одной из наиболее популярных семантических моделей данных является модель «сущность-связь» (часто называемая также ER-моделью — по первым буквам английских слов Entity (сущность) и Relation (связь)).
На использовании разновидностей ER-модели основано большинство современных подходов к проектированию баз данных (главным образом, реляционных). Модель была предложена Ченом в 1976 г. Моделирование предметной области базируется на использовании графических диаграмм, включающих небольшое число разнородных компонентов. В связи с наглядностью представления концептуальных схем баз данных ER-модели получили широкое распространение в CASE-средствах, предназначенных для автоматизированного проектирования реляционных баз данных.
Для моделирования структуры данных используются ER-диаграммы (диаграммы «сущность-связь»), которые в наглядной форме представляют связи между сущностями. Основными понятиями ER-диаграммы являются сущность, связь и атрибут.
Сущность — это реальный или виртуальный объект, имеющий существенное значение для рассматриваемой предметной области, информация о котором подлежит хранению. Если не вдаваться в подробности, то можно считать, что сущности соответствуют таблицам реляционной модели. Каждая сущность должна обладать следующими свойствами:
|
|
· иметь уникальный идентификатор;
· содержать один или несколько атрибутов, которые либо принадлежат сущности, либо наследуются через связь с другими сущностями;
· содержать совокупность атрибутов, однозначно идентифицирующих каждый экземпляр сущности.
Любая сущность может иметь произвольное количество связей с другими сущностями.
В диаграммах ER-модели сущность представляется в виде прямоугольника, содержащего имя сущности (рис.1).
Рис. 1. Отображение сущности
Связь — это соединение двух сущностей, при котором, как правило, каждый экземпляр одной сущности, называемой родительской сущностью, ассоциирован с произвольным (в том числе нулевым) количеством экземпляров второй сущности, называемой сущностью-потомком, а каждый экземпляр сущности-потомка ассоциирован в точности с одним экземпляром сущности-родителя.
Связь представляется в виде линии, связывающей две сущности или идущей от сущности к ней же самой (рис.2). Для каждой связи между сущностями указываются правила, обеспечивающие ее поддержание.
Рис. 2. Связь между двумя сущностями
Атрибут является характеристикой сущности, значимой для рассматриваемой предметной области. В ER-диаграммах список атрибутов сущности отображается в виде строк внутри прямоугольника с изображением сущности (рис. 3). В реляционных базах данных аналогом атрибута является поле таблицы.
Рис. 3. Атрибуты сущности
Рассмотрим создание модели информационной системы. В качестве CASE-средства будем использовать одну из наиболее популярных систем моделирования данных — Power Designer фирмы Sybase.