Выбор субд
датологическое
Проектирование
концептуальной инфологической модели
и внешних датологических моделей
(логическое проектирование)
Проектирование
внутренней датологической модели
(физическое проектирование)
На рис. 1.12 приведены основные этапы проектирования базы данных: инфологическое и датологическое проектирование, последнее подразделяется на логическое и физическое проектирование. В зависимости от этапов проектирования различают: концептуальную инфологическую модель и концептуальную датологичекую модель (последнюю обычно называют концептуальной моделью), внешнюю инфологическую модель и внешнюю датологическую модель (последнюю обычно называют внешней моделью).
Задача инфологического этапа проектирования базы данных – получение семантических (смысловых) моделей, отражающих информационное содержание конкретной предметной области. На этом этапе выполняется восприятие реальной действительности, абстрагирование, изучение и описание предметной области. Вначале выделяется из воспринимаемой реальности предметной области, определяются ее границы, происходит абстрагирование от несущественных частей для данного конкретного применения банка данных. В результате этих действий определяются объекты, их свойства и связи, которые будут существенны для будущих пользователей системы.
После этого изучается предметная область, накапливаются знания о ней. Эти знания представляются в какой-либо языковой системе, обычно это неформализованное описание и использованием естественного языка, математических формул, диаграмм связей и т.д. Выполняется структуризация знаний о предметной области: выделяются и классифицируется множества составляющих предметной области, стандартизируется терминология.
Затем компонуется концептуальная инфологическая модель, основное значение при этом имеют потребности пользователей.
ИНФОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ.
База данных - это некоторая целевая модель предметной области, т.е. в базе данных находят отражение только те факты о предметной области, которые необходимы для функционирования АС, в состав которой входит банк данных.
Проектирование базы данных начинается с предварительной структуризации предметной области: объекты реального мира подвергаются классификации, фиксируется совокупность подлежащих отображению в базе данных типов объектов. Для каждого типа объектов фиксируется совокупность свойств, посредством которых будут описываться конкретные объекты этого типа в базе данных, виды отношений (взаимосвязей) между этими объектами. Затем решаются вопросы о том, какая информация об этих объектах должна быть представлена в базе данных и как ее представить с помощью данных.
Сущность инфологического подхода к проектированию информационных систем заключается в установлении соответствия между состоянием предметной области, его восприятием и представлением в базе данных. Согласно инфологическому подходу при проектировании необходимо различать:
явления реального мира;
информацию об этих явлениях;
представление этой информации посредством данных.
В инфологическом подходе выделены следующие три сферы;
реальный мир или объектная система;
информационная сфера;
датологическая сфера.
Объектная система имеет следующие основные составляющие: объект, свойство, связь (или объектное отношение), время.
Объект в инфологическом подходе - это то, о чем должна накапливаться информация в информационной системе. Выбор объектов производится в соответствии с целевым назначением информационной системы. Объекты могут рассматриваться как атомарные или составные, причем один и тот же объект в одном приложении может рассматриваться как атомарный, а в другом - как составной. Для составного объекта должны быть определены его внутренние составляющие (которые в свою очередь могут быть атомарными или составными), внутренняя структура, в соответствие с которой определяется порядок композиции составляющих.
Каждый объект в конкретный момент времени характеризуется определенным состоянием. Это состояние описывается с помощью ограниченного набора свойств и связей (отношений) с другими объектами.
Свойства объекта могут не зависеть от его связей (объектных отношений) с другими, т.е. являются локальными. Если свойства объекта зависят от связей с другими объектами, то называются реляционными.
Связь между объектами в зависимости от числа входящих в нее объектов характеризуется степенью: п.=2,3,...,к (бинарная, тернарная, ..., k-арная).
Время также рассматривается в качестве основной составляющей. В отдельные моменты времени или в течение некоторых временных интервалов объекты могут иметь определенное состояние. Использование времени в качестве одной из основных составляющих объектной системы позволяет строить динамические модели, в которых отображается зависимость от времени составляющих объектной системы.
МОДЕЛЬ "СУЩНОСТЬ-СВЯЗЬ"
Модель типа "сущность-связь" - это неформальная модель предметной области, которая используется на этапе инфологического проектирования базы данных. Эта модель позволяет моделировать объекты предметной области, взаимоотношения объектов. Относительная простота, применение естественного языка и легкость понимания позволяют использовать модель как инструмент для общения с будущими пользователями для сбора информации о предметной области для проектирования базы данных.
Основное назначение неформальной модели "сущность-связь" - семантическое описание предметной области и представление информации для обоснования выбора видов моделей и структур данных, которые в дальнейшем будут использованы в системе.
Существует несколько подходов к построению модели типа "сущ-ность-связь". Общим для всех подходов является использование трех основных конструктивных элементов для представления составляющих предметной области - сущность, атрибут и связь. Информация о проекте объединяется с помощью графических диаграмм. Составляющее "время" в составе конструктивных элементов в явном виде отсутствует.
Сущность - это собирательное понятие, некоторая абстракция реально существующего объекта, процесса или явления, о котором необходимо хранить информацию в системе. В качестве сущностей в моделях предметной области рассматриваются материальные (предприятие, изделие, сотрудники учреждения и т.п.) и не материальные (описание некоторого явления, применяемых в системе структур данных, рефераты научных статей и т.д.) объекты реальной действительности. Это может быть личность, место, вещь, понятие или событие. Сотрудник - сущность. Тип сущности определяет набор однородных объектов, а экземпляр сущности - конкретный объект в наборе. Экземпляру сущности сотрудник может соответствовать информация: Иванов Иван Иванович, инженер, оклад 300 тыс. Каждый рассматриваемый в модели тип сущности должен быть поименован.
Для идентификации конкретных экземпляров сущностей в некотором типе используются специальные атрибуты - идентификаторы. Это может быть один или несколько атрибутов, значения которых позволяют однозначно отличать один экземпляр сущности от другого.
Атрибут - это поименованная характеристика сущности, которая принимает значения от некоторого множества значений. В модели атрибут выступает в качестве средства, с помощью которого моделируются свойства сущностей. Например, для описания свойств сущности КНИГА можно использовать атрибуты НАЗВАНИЕ, ФАМИЛИЯ-АВТОРА, ГОД-ИЗДАНИЯ. Чтобы задать атрибут в модели, необходимо присвоить ему наименование, привести смысловое описание атрибута, определить множество его допустимых значений и указать, для чего он используется. Если сущность - сотрудник, то его атрибуты - Ф.И.О., должность, оклад, стаж работы, телефон.
Основное назначение атрибута - описание свойства сущности, а также идентификация экземпляров сущностей.
Связи поступают в модели в качестве средства, с помощью которого представляются отношения между сущностями, имеющих место в предметной области. Тип связи рассматривается между типами сущностей, а конкретный экземпляр связи рассматриваемого типа существует между конкретными экземплярами рассматриваемых типов сущностей. При анализе связей между сущностями могут встречаться бинарные (между двумя сущностями), тернарные (между тремя сущностями) и, в общем случае n-арные связи.
Наиболее часто встречаются бинарные связи. Для определения характера взаимосвязей между двумя типами сущностей используется прямое и обратное отображение между двумя соответствующими множествами экземпляров сущностей. Приведем классификацию бинарных связей.
Тип А Тип В
Ответственный
квартиросъемщик