6. Модель сущность-связь (Чен)

Модель сущность-связь (ER-модель) (англ. entity-relationship model, ERM) — модель данных, позволяющая описывать концептуальные схемы предметной области.

ER-модель используется при высокоуровневом (концептуальном) проектировании баз данных. С её помощью можно выделить ключевые сущности и обозначить связи, которые могут устанавливаться между этими сущностями.

Во время проектирования баз данных происходит преобразование ER-модели в конкретную схему базы данных на основе выбранной модели данных (реляционной, объектной, сетевойили др.).

ER-модель представляет собой формальную конструкцию, которая сама по себе не предписывает никаких графических средств её визуализации. В качестве стандартной графической нотации, с помощью которой можно визуализировать ER-модель, была предложена диаграмма сущность-связь (ER-диаграмма) (англ. entity-relationship diagram, ERD).

Понятия ER-модель и ER-диаграмма часто ошибочно не различают, хотя для визуализации ER-моделей предложены и другие графические нотации (см. ниже).

Правило модели Чена:

1. Каждый компонент информации моделируется только одним конструктивным элементом.

2. Вся предметная область разбивается на ряд областей, по которым моделируются локальные представления, а затем .

3. В локальном представлении желательно использовать 6-7 типов сущностей.

4. Для каждой сущности назначают идентификатор, служащий для однозначного распознования экземпляров в сущности. Идентификатор может быть простым и составным. Из множества ключей в качестве идентификатора рекомендуют выбирать тот, для которого потребуется меньший объем памяти.

5. Выделенным сущностям назначают атрибуты.

6. При объединении локальных представлений число шагов объединения может быть любым. Чаще всего используют бинарное соединение. В результате объединения получиться (N1+N2-X) объектов.

7. Типы бинарных связей

Типы связи

1. Один к одному 1:1 характеризует такую связь, при которой каждому экземпляру сущьности А соответствует один и только один экземпляр сущности В. И наоборот. То есть вязь уникальна в обоих направлениях.

2. Один ко многим 1:N. Характеризует такую связь, при которой каждому экземпляру сущности А может соответствовать 0,1 или несколько экземпляра сущности В, но каждому экземпляру сущности В может соответствовать только 1 экземпляр сущности А.

3. Многие ко многим M:N. Характеризует такую связь, при которой каждому экземпляру сущности А соответствуют 0, 1 или несколько экземпляров сущности В. И на оборот.

8. Концептуальное проектирование.

Концептуальное проектирование

Модель данных это формализованное описание информационной структуры и операций над ними.

Каждая СУБД поддерживает ту или иную модель данных. Она определяет правило пораждения допустимых для данной СУБД видов структуры данных.

После разработки инфологической модели приступают к выбору модели данных. Учитывают следующие их свойства:

1. возможность прямого моделирования понятий, информационной модели, с помощью структур данных предлагаемой модели данных.

2. Сложность и трудоемкость написания определений данных и программ для манипулирования структурами данных.

3. Простота с точки зрения минимального числа типов базисных структур.

4. Сложность модели для изучения пользователями.

5. Наглядность представления структуры данных и т.д.

Наиболее часто используются иерархическая, сетевая и реляционная модель.

Иерархическая и сетевая относятся к графовым моделям, то есть БД представляется в виде графов. Вершина графов соответствуют логическим записям, а ребра – адресным указателям. Для связи между записями. Основной способ манипулирования данными и навигации.

Основные понятия иерархической системы это уровень, элемент (узел), и связь.

уровень 1 А1 связь

уровень 2 В1 В2 В3

С1 С2 С3 С4 С5 С6

Узел это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект.

Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину, не подчиненную другим.

Сетевая модель. Те же основные понятия что и в иерархической (уровень, узел, связь). Каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

А В

С Е Н

F G

Типы записей используются для представления типов сущностей и являются вершинами графов. Модель допускает существование вершин как простой, так и сложной структур.

реляционная. Основное понятие отношение.

Отношение это таблица, в виде которой в реляционной модели представляются данные. Столбцы такой таблицы представляют собой элементы данных, строки такой таблицы это записи. Значение в столбце выделяются из доменов.

Отношения обладают следующими свойствами:

1. Отсутствуют одинаковые строки.

2. Порядок строк не существенен.

3. Порядок столбцов не существенен.

4. Все значения имеют атомарный характер. Их нельзя разбить на компоненты.

Достоинства:

1. Простота и доступность

2. Непроцедурные запросы

3. Более высокая степень независимости данных

4. Гибкость

Недостаток: более низкая производительность.