Объединение моделей локальных представлений

А В

А В

1 2 3 4

Построение модели локальных представлений

При выборе области для локальных представлений проектировщик должен искать компромиссное решение.

- Узкая область приводит к излишнему дроблению данных.

- Обширная область приводит к нечеткости и излишней сложности проектирования моделей.

Выделим основные этапы.

I этап. Формирование сущности. Для каждого логического представления необходимо сформулировать сущности, которые потребуются для его описания. Тем самым указываем типы объектов предметной области, о которых должна накапливаться информация.

Рассмотрим пример. Пусть в некотором локальном представлении выполняется описание поставок товаров на склад. Предполагается, что в одной поставке может участвовать только один поставщик, поставляя при этом только один вид товара. Поставщик может участвовать в нескольких поставках. Здесь возможно несколько описаний связей.

ПОСТАВКА

Исходная граф-схема локального

Представления

Недостаток. Нельзя представить информацию об отдельном поставщике, который в настоящее время поставок не выполняет.

Для этого вводим сущность «поставщик» и связь с «поставкой».

ПОСТАВЩИК

ПОСТАВКА

Достоинство. Используя связь «поставляет» можно определить, какой конкретно поставщик выполняет поставку.

Недостаток. Нет информации об отдельных товарах, если они отсутствуют в поставке.

Для этого необходимо ввести сущность «товар». Тогда граф-схема локального представления примет вид:

ПОСТАВЩИК

ПОСТАВКА

Недостатки. Схема не дает информации:

1) какие товары может поставлять отдельный поставщик

2) какие поставщики могут поставлять данный товар.

Для этого необходимо организовать связи между сущностями «поставщик» и «товар». Это будут связи «может поставлять», «может быть поставлен».

Поставщик Товар

Поставщик Товар

Вывод. Для данного локального представления целесообразно сформулировать сущности «поставка», «поставщик» и «товар».

Примечание. На практике часто рассматривают однонаправленную связь от А к В. При этом в зависимости от количества характеристик отображения различают простую и многозначную связь.

а) Простая

О		О		Студент		Билет
О		О
О		О
О		О

При этом идентификация экземпляров объекта В экземплярами объекта А однозначна.

б) Многозначная

О		О		Пациент		Заболевание
О		О		М
О		О
О		О

Связь типа «перенесенные заболевания».

Здесь идентификация объекта неоднозначна.

II этап. Выбор идентифицирующего атрибута для каждой сущности. Для каждой сущности необходимо выбрать идентификатор, который служит для однозначного распознавания экземпляра сущности. Это один или несколько атрибутов, которые являются ключом. Проблема выбора ключа имеет два аспекта:

а) однозначная идентификация объекта;

б) минимальное количество атрибутов.

III этап. Назначение сущностям отдельных атрибутов. В дополнение к идентификаторам сущностям назначают описательные атрибуты.

Например,

СТУДЕНТ

Спецификация атрибутов заканчивается для каждого атрибута указанием множества значений, которые он может принимать. Это множество значений называется домен.

Вторичный ключ – это атрибут или группа атрибутов, которые идентифицируют все объекты, имеющие определенные значения этих атрибутов. Т.о., вторичный ключ позволяет выделять из набора те объекты, которые обладают интересующими нас свойствами (или ключ поиска).

IV этап. Спецификация связей. В локальных представлениях необходимо выделять зависимости между двумя и более сущностями. Необходимо определять, какие связи избыточны, какие необходимы. В процессе проектирования каждый тип связи именуется. Также специфицируются связи типа «сущность-атрибут» и связи типа «атрибут-атрибут». На практике часто встречаются связи или зависимости атрибута от идентификатора.

ИД - идентификатор,

ОА₁ , ОА₂ – описание атрибута 1,2

При проектировании реальных схем необходимо стремится к такой связи и стараться исключать связи между атрибутами.

Заключение. Моделирование локальных представлений заканчивается графическим оформлением всех сущностей, связей между ними и атрибутов, а также перечислением всех вышеописанных спецификаций.

При объединении моделей локальных представлений проектировщик может формировать конструкции, которые являются производными по отношению к тем, которые были разработаны в логических представлениях. С этой целью вводят понятие более высокого уровня. Для этого объединяют в единое представление различные свойства одних и тех же объектов, вводят более удобные абстрактные понятия. Следует отметить, что вводимые производные конструкции должны обеспечивать непротиворечивое представление данных.

На практике обычно используют бинарные объединения: (N₁ + N₂ – X), где Х – количество совпадающих объектов.

		Модель результирующего объединения
Модель объединенного представления 1-го и 2-го		Модель объединенного представления (n-1)-го и n-го
МЛП1		МЛП2		МЛП(n-1)		МЛПn

МЛП₁ ;n – модель логического представления.

При объединении представлений используются три основополагающие концепции: идентичность, агрегация, обобщение.

Идентичность. Два и более элементов модели считаются идентичными, если они имеют одинаковые семантические значения.

Агрегация. Позволяет рассматривать связь между элементами, как новый элемент. Например, имеются сущности: СТУДЕНТ, ДИСЦИПЛИНА, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, ОЦЕНКА. Связь между ними имеет следующее смысловое значение. СТУДЕНТ по фамилии… сдал экзамен… у преподавателя… Используя понятие агрегации получаем следующую схему. Вводим новое понятие сущности и к нему атрибуты.

А

Экзамен

В_1, В_{2, …}В_n

Обобщение – это абстракция данных, которая позволяет представить класс различных подобных типов объектов как один, обобщенный поименнованный объект. В обобщении подчеркивается общая природа объектов.

При многоуровневой иерархии обобщений структура образует родовую иерархию. Это приводит к понятиям родовой и видовой сущностям.

Например, имеются сущности (СТУЛ, СТОЛ, ШКАФ, ПОЛКА), каждая их которых представляет собой категорию типов объектов, однако все они отражают смысловое содержание некоторого обобщенного объекта. Построим схему, присвоив сущности название «компонент». Для того, чтобы в модели представить информацию о каждой категории типа объекта добавим к сущности описательные атрибуты.

ГАРНИТУР

КОМПОНЕНТ

Примечание. Применение обобщений позволяет повысить гибкость системы для совместного использования данных.

В процессе объединения могут возникать противоречия между моделями локальных представлений. Они вызваны:

а) некорректностью требований, неполнотой спецификации, техническими ошибками;

б) различными требованиями в отдельных приложениях.

Заключение. Процесс объединения продолжается до полной интеграции всех локальных представлений, затем проводится согласование и ликвидация всех противоречий. В результате получаем концептуальную инфологическую модель предметной области. Эта модель оформляется в виде графических диаграмм и спецификаций.