3.1.3 Case-технологии и case-системы

Современные информационные системы имеют очень высокую сложность и хранят огромное количество данных. Например, известная система дистанционного обучения Moodle содержит базу данных более чем из 200 таблиц (причем в каждой новой версии появляется по нескольку новых таблиц), а ведь эта система считается системой средней сложности. Интегрированные системы предприятий могут содержать и до 1000 таблиц.

Для автоматизации столь трудоемкого процесса, как анализ предметной области и разработка концептуальной схемы базы данных, требуется особая технология. Такая технология получила название CASE (Computer Aided Software Engeneering - создание программного обеспечения с помощью компьютера). Основные черты CASE - технологии:

• разработка информационной системы представляется в виде последовательных четко определенных этапов (Рис.3.7):

Рис.3.7 – Этапы жизненного цикла информационной системы

• поддержка всех этапов жизненного цикла ИС, начиная с анализа предметной области до получения и сопровождения готового программного продукта

• поддержка репозитария, хранящего спецификации проекта ИС на всех этапах ее разработки

• возможность одновременной работы с репозитарием многих разработчиков

• автоматизация различных стандартных действий по проектированию и реализации ИС

Как правило, CASE-системы поддерживают следующие этапы процесса разработки информационной системы.

• Моделирование и анализ деятельности пользователей в рамках предметной области. Здесь осуществляется функциональная декомпозиция, определение иерархий (вложенности) функций, построение диаграмм потоков данных. Перечень информационных объектов, которыми манипулируют функции, передается на следующий этап проектирования.

• Концептуальное моделирование - создание диаграммы "сущность-связь" на основе перечня объектов, полученного на предыдущем этапе.

• Преобразование диаграммы "сущность-связь" в физическую схему базы данных, учитывающую особенности выбранной СУБД. Это преобразование выполняется Case-системой автоматически .

• Автоматическая генерация SQL-сценария создания базы данных. Результатом выполнения данного этапа является набор SQL-операторов, описывающих создание схемы базы данных с учетом особенностей выбранной СУБД.

• Некоторые Case-системы выполняют генерацию прототипов программных модулей прикладного программного обеспечения, заготовки экранных форм и отчетов.

В настоящее время имеется большое количество CASE-систем, поддерживающих разные нотации изображения диаграмм «сущность - связь». Далее рассмотрим одну из наиболее популярных нотаций и основанную на ней методологию IDEF1.

3.1.4 Методология idef1

Метод IDEF1, разработанный Т. Рэмей (T.Ramey), основан на подходе П. Чена. В настоящее время на основе совершенствования методологии IDEF1 создана ее новая версия - методология IDEF1X. IDEF1X разработана с учетом таких требований, как простота изучения и возможность автоматизации. IDEF1X-диаграммы используются рядом распространенных CASE-систем, в частности, это ERwin Data Modeller, Design/IDEF, свободно распространяемая система TOAD Data Modeller и ряд других.

Сущность, как в подходе Чена, обозначается прямоугольником. Список атрибутов приводится внутри прямоугольника, обозначающего сущность. Атрибуты, составляющие ключ сущности, группируются в верхней части прямоугольника и отделяются горизонтальной чертой.

Связь изображается линией, проводимой между сущностью-родителем и дочерней сущностью точкой на конце линии у дочерней сущности. Дополнительно может определяться мощность связи (количество экземпляров дочерней сущности, которое может существовать для каждого экземпляра сущности-родителя). В IDEF1X могут быть выражены следующие мощности связей:

• каждый экземпляр сущности-родителя может иметь ноль, один или более связанных с ним экземпляров дочерней сущности;

• каждый экземпляр сущности-родителя должен иметь не менее одного связанного с ним экземпляра дочерней сущности;

• каждый экземпляр сущности-родителя должен иметь не более одного связанного с ним экземпляра дочерней сущности;

• каждый экземпляр сущности-родителя связан с некоторым фиксированным числом экземпляров дочерней сущности.

Если экземпляр дочерней сущности однозначно определяется своей связью с сущностью-родителем, то связь называется идентифицирующей, в противном случае - неидентифицирующей.

Идентифицирующая связь между сущностью-родителем и сущностью-потомком изображается сплошной линией (рис. 3.8). Сущность-потомок в идентифицирующей связи является зависимой сущностью (изображается на диаграмме прямоугольником с закругленными концами).

В приведенном примере Сущность2 имеет составной первичный ключ (Ключ1, Ключ2), т.е. сущность2 не имеет собственного идентификатора, а идентифицируется через первичный ключ родителя .

Рис. 3.8 - Идентифицирующая связь

Пунктирная линия изображает неидентифицирующую связь (рис. 3.9). Сущность-потомок в неидентифицирующей связи будет независимой от ключа родителя, если она не является также сущностью-потомком в какой-либо идентифицирующей связи. Неидентифицирующая связь является более слабой, чем идентифицирующая, а сущность-потомок – более независимой от родителя.

Рис. 3.9 - Неидентифицирующая связь

Некоторые CASE-системы, например ERWin, позволяют изображать на диаграмме связь «многие-ко-многим» в виде сплошной линии с точками на обоих концах (рис.3.10), при этом выполняют автоматическое формирование ассоциированной сущности, которая в физической схеме превращается в таблицу-связку.

Рис. 3.10 - Связь Многие ко многим

В заключение приведем фрагмент диаграммы «сущность-связь», изображенный на рис.3.6, в нотации IDEF1X (рис.3.11).

Рис. 3.11 – Фрагмент диаграммы «сущность-связь» (IDEF1X)

Здесь следует обратить внимание на связи между подразделениями и сотрудниками. Связь слева имеет мощность 1:M (в каждом подразделении много сотрудников), связь справа имеет мощность 1:1 (каждый сотрудник может руководить не более чем одним подразделением). Но обе связи являются необязательными, т.е. сотрудник может не руководить никаким подразделением, а подразделение может какое-то время существовать без сотрудников.