2 Инфологическое проектирование баз данных

2.1 Сущность инфологического подхода к проектированию баз данных

База данных представляет собой целевую модель предметной области. Это означает, что в базе данных находят отражение только те факты о предметной области, которые необходимы для функционирования автоматизированной системы. Говорят, что предметная область базы данных определена, если известны существующие в ней объекты, их свойства и отношения. Проектирование базы данных начинается с предварительной структуризации предметной области. Объекты реального мира подвергаются классификации, фиксируется совокупность подлежащих отображению в базу данных типов объектов.

Для каждого типа объекта фиксируется:

1) совокупность свойств, с помощью которых будут описываться объекты данного типа;

2) виды отношений между этими объектами.

После этого решается вопрос о том, какая информация об объектах должна быть представлена в базе данных и как ее представить с помощью данных.

Сущность инфологического подхода к проектированию базы данных заключается в установлении соответствия между состоянием предметной области, ее восприятием и представлением в базе данных.

Каждый объект в конкретный момент времени t характеризуется определенным состоянием. Определим элементарные объекты моделирования (атомарная единица данных, элементарная единица данных, элементарная ситуация и др.).

В общем случае элементарная ситуация определяется кортежем <О,y,t>,

где О - объект или n объектов;

y – свойства, n-арная связь;

t – время.

Возможность реализации такого представления объекта приводит к различным моделям данных.

Отметим, что основное понятие в информационной среде – это «сведение». Сведения представляются выражениями, в основе которых лежат элементарные сообщения. Структура элементарного сообщения соответствует структуре элементарной ситуации.

Например,

элементарное сообщение <x,y,z>

элементарная ситуация <O,y,t>

где х – сведения об объекте,

y – сведения о свойствах или связях,

z – сведения о времени.

2.2 Модель типа «сущность-связь»

Это неформальная модель предметной области. Основное ее назначение – это семантическое описание предметной области, а также представление информации для обоснования выбора модели и структуры данных. Для построения модели типа «сущность-связь» используется три основных конструктивных элемента: сущность, атрибут, связь. Составляющая времени здесь отсутствует. Она может быть выражена с помощью атрибутов.

Сущность – это некоторая абстракция или собирательное понятие об объекте, процессе или явлении, о которых необходимо хранить информацию в системе.

Экземпляр сущности определяет конкретный объект в наборе объектов.

Тип сущности определяет набор однородных объектов. Отметим, что каждый рассматриваемый в модели тип сущности должен быть поименнован.

Атрибут – это поименованная характеристика сущности, которая принимает значения из некоторого множества. В модели атрибут выступает в качестве средства, с помощью которого моделируется свойство сущности.

Например, для описания свойства сущности КНИГА можно использовать атрибуты: НАЗВАНИЕ, ФАМИЛИЯ-АВТОРА, ГОД-ИЗДАНИЯ и др. Чтобы задать атрибут в модели необходимо:

1. присвоить ему наименование;

2. привести смысловое описание атрибута;

3. определить множество его допустимых значений;

4. указать значение.

Отметим, что для идентификации конкретных экземпляров сущности в некотором типе используются специальные атрибуты – идентификаторы. Это могут быть один или несколько атрибутов, значения которых позволяют отличать один экземпляр сущности от другого.

Например, ШИФР – ДЕТАЛИ

НОМЕР – СЛУЖАЩЕГО

НОМЕР – СЧЕТА

НОМЕР – ОПЕРАЦИИ

НОМЕР – РЕЙСА

ДАТА – РЕЙСА

Примечание. Идентификатор объекта рассматривается как ключ к записям или группе записей (первичный ключ).

Вывод. Основное значение атрибута – это описание свойств сущности объекта и идентификация экземпляров сущности.

Связь выступает в модели в качестве средства, с помощью которого представляются отношения между сущностями, имеющими место в предметной области.

Связи бывают бинарные (между двумя сущностями) и n-арными.

Для определения характера взаимосвязей между сущностями используются прямое и обратное отображения между двумя соответствующими множествами экземпляров сущностей.

Рассмотрим классификацию бинарных связей.

Отображение 1:1

Например,

Тип А Тип В

1:1

О		О		Квартира		Ответственный квартиросъемщик
О		О
О		О
О		О

Идентификация экземпляров сущностей

уникальна в обоих направления отображения.

Отображение 1:М (связь один ко многим)

Например,

О		О		Область	1:М	Город
О		О
О		О
		О

Отображение М:1

Это отображение обратно к предыдущему. Это может быть связь типа «входит в состав».

М:1

Город

Область

Отображение М:N (связь типа многие ко многим)

Например,

Тип А Тип В

М:N

О		О		Студент		Дисциплина
О		О
О		О
О О		О О

Связь типа «изучает»