Дисциплина «Базы данных»

78. Инфологическое проектирование базы данных. Модель «сущность-связь». Графовая форма представления схемы базы данных.

Инфологическая модель применяется на втором этапе проектирования БД (алгоритмическом), то есть после словесного описания предметной области, то есть после этапа постановки задачи.

Следовательно, инфологическая модель должна включать такое формализованное описание предметной области, которое будет «читабельно» не только для специалистов по базам данных, но и сторонних людей. И это описание должно быть настолько емким, чтобы можно было оценить глубину и корректность проработки проекта БД, и конечно, как говорилось раньше, оно не должно быть привязано к конкретной СУБД. Выбор СУБД — это отдельная задача, для корректного ее решения необходимо иметь проект, который не привязан ни к какой конкретной СУБД.

Инфологическое проектирование прежде всего связано с попыткой представления семантики, то есть смыслового содержания, предметной области в модели БД.
Реляционная модель данных в силу своей простоты и лаконичности не позволяет отобразить семантику, то есть смысл предметной области оставется за рамками реляционной модели. Ранние теоретико-графовые модели в большей степени, чем реляционная модель, отображали семантику предметной области. Они в явном виде определяли иерархические связи между объектами предметной области.

" Модель Сущность-Связь Модель «СС» – это неформальная модель предметной области, которая используется на этапе инфологического проектирования БД. Эта модель позволяет отразить объекты предметной области и взаимоотношения объектов. Модель может быть использована для общения с будущими пользователями, для сбора информации о предметной области, для проектирования БД. Основное назначение неформальной модели «СС» – семантическое описание предметной области и представление информации для обоснования выбора видов модели и структур данных, которые будут использоваться в системе. Существует несколько подходов к построению модели «СС». Общим для всех подходов является использование 3-х конструктивных элементов: сущность, атрибут, связь. Составляющая «время» в явном виде отсутствует, но ее можно отразить с помощью атрибутов (напр. «дата рождения»).

Сущность – собирательное понятие, некоторая абстракция реально существующего объекта, процесса, явления о кот. необходимо хранить информацию в системе. В моделях предметной области «СС» каждая сущность является узловой точкой сбора информации. Различают 2 понятия: тип сущности, экземпляр сущности. Тип сущности определяет набор однородных объектов. За типом скрываются экземпляры сущности, т.е. конкретные объекты в наборе. Каждый рассматриваемый тип сущности поименован. Для идентификации конкретных экземпляров сущностей используются специальные атрибуты – идентификаторы. Это может быть один или несколько атрибутов.

Атрибут – поименованная характеристика сущности, которая принимает значение из некоторого множества значений (домена). В модели атрибут выступает в качестве средства, с помощью которого моделируются свойства сущностей. Чтобы задать атрибут, необходимо: - присвоить ему наименование; - привести смысловое описание; - определить множество возможных значений; - указать, для чего он используется. Для идентификации экземпляров сущности используются т.н. ключевые атрибуты, которые на схеме подчеркиваются. Иногда атрибуты показывают характер связи (напр., родство - отец).

Связи выступают в модели в качестве средства, с помощью которого представляются отношения между сущностями, имеющими место в предметной области. («отношение» - математич. термин). Различают типы связей и экземпляры связей. На рисунках типы связей обозначаются ромбами, ромб соединяется с соответствующими сущностями дугами. Экземпляр связи будет характеризовать конкретную связь между конкретными экземплярами сущностей.

Различают бинарные связи, тернарные связи (3 сущности), в общем случае n-арные связи. Чаще всего встречаются бинарные связи. В используемой нотации для бинарных связей необходимо на схемах выставлять стрелки на концах дуг и указывать коэффициенты, характеризующие отношение, а для многомерных связей стрелки и коэффициенты не ставятся. Типы бинарных связей: 1:1; 1:M; M:1; M:N. Связи могут иметь свой атрибут. Тогда связь выполняет как бы функцию сущности, т.е. тип отношения рассматривается как тип сущности. Напр.: возьмем отношение ДЕТАЛЬ_Х_РАЗМЕЩЕ-НА_НА_СКЛАДЕ_Y, оно же может рассматриваться как тип сущности, о которой мы хотим хранить к.-л. информацию (количество деталей на складе).

Информацию о проекте следует оформлять составлением спецификаций по сущностям, атрибутам и отношениям (связям) с использованием графических диаграмм. При этом используют следующие обозначения: сущности – прямоугольниками; атрибуты – овалами, при этом соединяют их с соответствующими сущностями ненаправленными дугами, идентифицирующие атрибуты подчеркиваются; связи – ромбами, при этом соединяют их соответствующими типами сущностей ненаправленными ребрами за исключением бинарных связей, которые представляются направленными ребрами.

Правила при моделировании:

1. Используются только 3 типа конструктивных элементов (сущность, атрибут, связь);

2. В отдельном проектном представлении каждый элемент проекта моделируется только одним конструктивным элементом.

При моделировании предметной области проектировщик:

- разбивает ее на ряд локальных областей;

- моделирует каждое локальное представление (по 6-7 сущностей);

- объединяет локальные представления.