Інфологічне моделювання даних за принципами методології «сутність-зв’язок»

Потреби проектувальників баз даних в зручних засобах моделювання предметної області викликали до життя напрям інфологічного (або семантичного) моделювання даних. Призначенням інфологічного моделювання є забезпечення можливості вираження семантики даних.

Одною з найбільш популярних інформаційних моделей даних є модель «сутність-зв’язок» або ER-модель. Модель була запропонована Ченом у 1976 р. Моделювання предметної області базується на використанні графічних діаграм – ER-діаграм, що включають невелике число різнорідних компонентів. У зв'язку з наочністю представлення концептуальних схем баз даних ER-моделі набули широкого поширення. На використанні різновидів ER-моделей заснована більшість сучасних підходів до проектування реляційних баз даних і використання CASE-засобів, що підтримують автоматизоване проектування реляційних баз даних. Наприклад, досить простим і універсальним засобом проектування реляційних баз даних є програма ERwin фірми PLATINUM.

Основні поняття er-технології

Метод «сутність-зв'язок» є найбільш формалізованим і простим для розуміння. Суть методу полягає в наступному. Будуються ER-діаграми, що відображають в графічній формі основні об'єкти предметної області, зв'язки між ними і характеристики цих зв'язків. Результатом проектування є концептуальна схема бази даних. На основі цієї схеми здійснюється перехід від ER-діаграм до таблиць бази даних. За чіткими правилами визначаються атрибути та ключі таблиць, перевіряється виконання умов нормалізації і зв'язки між таблицями.

Основні поняття ER-технології наступні.

Сутність – об'єкт, інформація про який має бути представлена в базі даних. Сутність позначається іменником в однині.

Екземпляр сутності – це інформація про конкретного представника об'єкту. Наприклад, для сутності Студент екземпляром є Петров Іван, а для сутності Група – екземпляром є Гр2011.

Атрибут – властивість сутності. Наприклад, Прізвище – це атрибут сутності Студент, а Петров є екземплярами цього атрибуту.

Ключ сутності – атрибут або набір атрибутів, що використовується для однозначної ідентифікації екземпляра сутності.

Зв'язок – з'єднання між двома і більшою кількістю сутностей. Зв'язок позначається дієсловом. Найчастіше зустрічаються бінарні зв'язки, тобто зв'язки між двома сутностями, наприклад:

Сутності: Викладач, Дисципліна.

Зв’язок: Викладач читає Дисципліну.

Зв'язок між сутностями має дві характеристики: ступінь зв'язку і приналежність сутності до зв'язку. Значення цих характеристик визначаються шляхом аналізу зв'язків між екземплярами сутностей.

Сутності, як і відношення, мають наступні ступені зв'язків: «один-до-одного» (1:1), «один-до-багатьох» (1:М) або «багато-до-одного» (М:1) і «багато-до-багатьох» (М:М).

Приналежність сутності до зв'язку може бути обов'язковою і необов'язковою. При обов'язковій приналежності кожен екземпляр сутності обов'язково має бути пов'язаний з іншою сутністю. При необов'язковій приналежності не вимагається, щоб кожен екземпляр сутності був пов'язаний з яким-небудь екземпляром іншої сутності.

Побудова er-діаграм за нотацією Чена

На ER-діаграмах у нотації Чена сутність позначається прямокутником, що містить ім'я сутності, а зв'язок – ромбом, від якого проведені лінії до кожної з сутностей, що беруть участь в зв'язку (рис. 10. 10).

Для відображення характеристик зв'язку на діаграмі може використовуватися, наприклад, символ «крапка». Якщо крапка всередині прямокутника, то відповідна сутність має обов'язкову приналежність, а якщо без прямокутника, то необов'язкову приналежність. Цифри або букви поряд із точками вказують на ступінь зв'язку (див. рис. 10. 10).

Рис. 10.10 ER-діаграма в нотації Чена

На діаграмі обидві сутності мають обов’язкові приналежності: кожен Викладач може читати тільки одну Дисципліну, а кожна Дисципліна викладається тільки одним викладачем.

На початку проектування необхідні тільки атрибути, що є ключами сутності, наприклад, КВ – код викладача, КД – код дисципліни. Інші атрибути разом з визначеними над ними функціональними залежностями додаються в сутності та в відношення на пізніших етапах.