0. Семантическое моделирование

Проектирование любой базы данных независимо от предполагаемой для использования для ее реализации системы управления базами данных является этап, который получил название семантическое моделирование.

Семантическое моделирование стало предметом интенсивных исследований с конца 1970-х годов. Основным побудительным мотивом подобных исследований стал тот факт, что любая сложная интерпретация смысла хранимых данных возлагается на пользователя. Системы баз данных в лучшем случае знают, как обращаться с данными определенных простых типов и поддерживают лишь некоторые простейшие ограничения целостности, наложенные на эти данные. Было бы полезно, если бы СУБД могли понимать несколько больше и несколько разумнее отвечать на запросы пользователя. Например, такие параметры как вес и количество некоторого объекта, хотя и являются числовыми значениями, но, все же, являются семантически разными величинами и несопоставимыми.

Термин семантическая модель не является волне точным, поскольку данная модель не дает средств к описанию всей семантики рассматриваемой ситуации. С другой стороны данная модель действительно является способом представления смыслового значения. Следует отметить, что семантическая модель имеет несколько других названий, например, «инфологическая модель», «объектная модель», «ER-модель». Последнее название несколько ограничивает семантическое моделирование, использованием единственного подхода – моделей «сущность-связь», который, однако, является в настоящее время наиболее распространенным на практике, и который мы в дальнейшем рассмотрим.

1. Общий подход

Общий подход к проблеме семантического моделирования характеризуется четырьмя этапами:

1. Выявляется некоторое множество семантических концепций (понятий), которые могут быть полезны при неформальном обсуждении рассматриваемой части реального мира.

• Выявляются сущности, из которых состоит реальный мир. (Хотя точно нельзя определить, что именно представляет собой сущность, и, скорее всего, это понятие является больше интуитивным.)

• Сущности классифицируются по типам сущностей. Это позволяет выявить родовые отношения между сущностями и осуществить систематизацию представлений. Каждая сущность, относящаяся к некоторому типу, обладает некоторыми свойствами, характерными для данного типа.

• Выявление идентичности сущностей. Здесь осуществляется выявление свойств, которые предназначены для идентификации сущности.

• Выявление связей между сущностями.

Данный этап является неформальным, ввиду того, что все используемые на данном этапе термины являются концепциями «реального мира» и не определены формально.

2. Определяется набор символических объектов, которые могут использоваться для представления описанных ранее семантических концепций в соответствии с выбранным для семантического моделирования подходом.

3. Определение набора формальных общих правил целостности, предназначенных для работы с символическими объектами.

Обратим внимание на то, что семантические концепции, которые выявляются на первом этапе (сущности, свойства, подтипы, связи), могут рассматриваться различными пользователями в различном качестве. Один и тот же объект реального мира может быть рассмотрен один пользователем как сущность, другим – в качестве свойства, а третьим – в качестве связи, обеспечивая тем самым гибкость интерпретации. Некоторые примеры семантических концепций приведены в таблице 1.1.

Таблица № 1.1

Понятие	Неформальное определение	Примеры
СУЩНОСТЬ (Entity)	Некоторый отличимый объект	Работник, подразделение Поставщик, деталь, поставка
СВОЙСТВО (Property)	Элемент информации, описывающий сущность	Номер поставщика, год рождения работника Вес детали, юридический адрес поставщика
СВЯЗЬ (Relationship)	Сущность, которая служит для обеспечения взаимодействия между двумя или более другими сущностями	Поставка (поставщик – деталь) Должность (работник – подразделение)
ПОДТИП (Subtype)	Сущность типа Y является подтипом сущности типа X тогда и только тогда, когда каждый экземпляр сущности типа Y обязательно является экземпляром сущности типа X	«Работник» является подтипом сущности «Человек» Поставщик является подтипом сущности «Юридическое лицо»