4. Связь
Связь – это характеристика отношений между двумя или более сущностями.
Если бы назначением базы данных было только хранение отдельных, не связанных между собой данных, то ее структура могла бы быть очень простой.
Однако одно из основных требований к организации базы данных – это обеспечение возможности отыскания одних сущностей по значениям других, для чего необходимо установить между ними определенные связи. А так как в реальных базах данных нередко содержатся сотни или даже тысячи сущностей, то теоретически между ними может быть установлено более миллиона связей. Наличие такого множества связей и определяет сложность инфологических моделей.
Как и для сущностей и атрибутов, в ER-модели различаются типы (классы) и экземпляры связей.
Описание сущностей и их связей – это и есть (с точки зрения проектировщика БД) основная часть модели требований пользователя к данным.
Однако средства естественного языка мало пригодны для описания, прежде всего, из-за громоздкости и малой наглядности. Любая нетривиальная модель будет содержать десятки шаблонов, подобных приведённым выше. В этом множестве предложений трудно выделить все связи, в которые вступает одна и та же сущность, трудно отследить цепочки связей, которые задействованы в транзакциях и т.п. Нужны специальные языковые средства для представления модели.
Классификация сущностей и связей. Системы обозначения ER-моделей
Идея Чена, благодаря которой его имя стало широко известным в кругах проектировщиков баз данных, состоит в том, чтосущности и связи следует представлять графически. Тогда модель требований пользователя будет компактной и наглядной. Существуетвеликое множество систем обозначений для представления ER-моделей. Стандарта нет. Мы будем придерживаться наиболее распространённых обозначений.
Язык ER-диаграмм. Виды связей
Одной из систем инфологического моделирования является язык ER-диаграмм (от англ. Entity-Relationship, т.е. сущность-связь). В них сущности изображаются прямоугольниками, ассоциации –ромбами или шестиугольниками, атрибуты –овалами, а связи между ними – ненаправленными ребрами, над которыми может проставляться степень связи (1 или буква, заменяющая слово "много") и необходимое пояснение.
Между двумя сущностям, например, А и В возможны четыре вида связей.
1. Связь ОДИН-К-ОДНОМУ (1:1): в каждый момент времени каждому представителю (экземпляру) сущности А соответствует 1 или 0 представителей сущности В:
Студент может не "заработать" стипендию, получить обычную или одну из повышенных стипендий.
2. Связь ОДИН-КО-МНОГИМ (1:М): одному представителю сущности А соответствуют 0, 1 или несколько представителей сущности В.
Квартира (комната) может пустовать, в ней может жить один или несколько жильцов.
По правилам Минвуза каждый студент может быть зачислен ровно в одну учебную группу. Поэтому кардинальность этой связи со стороны сущности СТУДЕНТ равна единице.
Так как между двумя сущностями возможны связи в обоих направлениях, то существует еще два типа связи:
3. Связь МНОГИЕ-К-ОДНОМУ (М:1)
4. Связь МНОГИЕ-КО-МНОГИМ (М:N).
Пример 2.1. Если связь между сущностями МУЖЧИНЫ и ЖЕНЩИНЫ называется БРАК, то существует четыре возможныхпредставления такой связи:
Характер связей между сущностями не ограничивается перечисленными. Существуют и более сложные связи:
Множество связей между одними и теми же сущностями
Пример 2.2
(пациент, имея одного лечащего врача, может иметь также несколько врачей-консультантов; врач может быть лечащим врачом нескольких пациентов и может одновременно консультировать несколько других пациентов);
Тринарные связи
(врач может назначить несколько пациентов на несколько анализов, анализ может быть назначен несколькими врачами нескольким пациентам и пациент может быть назначен на несколько анализов несколькими врачами);
Связи более высоких порядков, смысл которых иногда очень сложен.
Примечание. В приведенных примерах для повышения иллюстративности рассматриваемых связей не показаны атрибуты сущностей и ассоциаций во всех ER-диаграммах. Так, ввод лишь нескольких основных атрибутов в описание брачных связей значительно усложнит ER-диаграмму. В связи с этим язык ER-диаграмм используется для построении небольших моделей и иллюстрации отдельных фрагментов больших. Чаще же применяется менее наглядный, но более содержательный язык инфологического моделирования).
Полностью язык ER-диаграмм состоит из следующих элементов:
Элементы языка ER-диаграмм