Каноническая информационно-логическая модель предметной области

Для понимания идей, положенных в основу объектно-ориентиро­ванного взгляда на мир, полезно на конкретных примерах рассмотреть традиционный подход к программированию обработки сложно струк­турированных данных.

Информационно-логическая модель предметной области (ИЛМ) базируется на результатах ее системного анализа. Сначала определяются состав и структура данных предметной области (ПО), которые должны находиться в базе данных (БД) и служить для выполнения необходимых запросов, решения задач и обеспечения приложений пользователя. Эти данные представлены, как правило, в виде реквизитов, содержащихся в различных документах – источниках формирования БД.

Системный анализ данных позволяет определить функциональные зависимости реквизитов, которые используются для выделения информационных объектов (ИО), удовлетворяющих некоторым требованиям нормализации данных. Последующее определение структурных связей между ИО необходимо для построения ИЛМ. Последняя представляется в некоторой канонической форме, отражающей иерархию подчинения нормализованных ИО.

На следующем этапе построения ИЛМ отображается в логическую структуру БД. Для реляционной БД этот этап является в значительной степени формализованным. Далее привлекаются средства, предоставляемые конкретной системой управления БД, для конструирования таблиц БД, заполнение которых осуществляется с исходных документов предметной области.

Таким образом, ИЛМ, отображающая предметную область в виде совокупности ИО и структурных связей между ними, может рассматриваться как логическая модель данных для БД.

Для ИЛМ получили распространение два способа представления: аналитический и графический. Первый использует так называемые матрицы смежности, второй привлекает графы, дополненные описанием информационных объектов. Последние представляют собой своеобразные составные единицы информации, отвечающие требованиям нормализации и, как правило, имеющие простое отображение в реляционную таблицу.

Все связи ИО в канонической ИЛМ, реализуемой в БД, должны быть одно-однозначные (1:1), либо одно-многозначные (1:М) (см. рис. 3).

Классификация информационных объектов. Экземпляры класса и их идентификация

Состав реквизитов информационного объекта определяет его структуру. В свою очередь, информационный объект с определенной структурой порождает класс (вид) конкретных экземпляров объектов. Этому классу присваивается некоторое уникальное имя, например ГРУППА студентов, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, КАФЕДРА вуза и т.д.

Информационный объект определенного вида имеет множество реализаций – экземпляров ИО. Каждый из них представлен совокупностью конкретных значений реквизитов, т.е. сведениями о конкретном экземпляре объекта. Каждый экземпляр ИО должен однозначно определяться (идентифицироваться) значением ключа ИО (см. рис. 3). Реквизиты ИО подразделяются на ключевые и описательные, которые являются функционально зависимыми от ключа. В случае функциональной зависимости одному значению ключа соответствует только одно значение зависимого (описательного) реквизита. На рис. 6 представлена таблица, где указан набор реквизитов некоторого документа конкретной предметной области (ПО) – сферы деятельности деканата вуза.

STUDMAP:

Документ	Название реквизита	Имя реквизита	Функциональные зависимости
Учетная карточка студента	КОД студента	KOST
	ФАМИЛИЯ	FAM
	ИМЯ	NAME
	КАФЕДРА	DEP
	КУРАТОР	TUTOR
	ГРУППА	TEAM

Рис. 6. Функциональная зависимость реквизитов информационного объекта

"Учетная карточка студента"

Функциональная зависимость изображена графически в виде линий со стрелками, идущими от ключевого реквизита к описательному (зависимому). Этот же пример иллюстрирует упоминавшиеся выше, но не раскрытые до сих пор, требования нормализации ИО:

• ИО должен содержать уникальный идентификатор-ключ;

• все описательные (не ключевые) реквизиты должны быть взаимно независимы;

• каждый описательный реквизит должен функционально зависеть от ключа ИО. Это означает, что каждому значению ключа соответствует только одно значение описательного реквизита;

• каждый описательный реквизит в ИО не может зависеть от ключа транзитивно, т.е. через другой промежуточный реквизит.