Лекция 6. Проектирование в терминах «Сущность – связь»

или E-R проектирование. Основные понятия и определения.

Нормализация не является единственным алгоритмом проектирования баз данных. Одной из получивших распространение методик является т. наз. E-R проектирование (от Entity – Relationship, или проектирование в терминах сущность – связь). Идеологически эта методика близка к объектно – ориентированному проектированию (ООП). Можно рассматривать E-R проектирование как приложение ООП к специфике проектирования баз данных, если бы ее основные идеи не были предложены несколько раньше ООП.

Сущности и связи.

Прежде, чем говорить об особенностях реализации E-R метода, необходимо рассмотреть сами понятия «сущность» и «связь». Следует отметить, что невозможно дать строгие определения этих основных понятий.

Сущность – это некоторый объект, существующий в предметной области и представляющий интерес для банка данных. Этот объект должен иметь экземпляры, отличные друг от друга и допускающие надежную идентификацию экземпляров объектов.

Термин «объект» применен здесь в своем общем смысле, а не в том значении, которое он имеет в объектно – ориентированном программировании. Конечно, данное определение неконструктивно, поскольку понятие сущности вводится через понятие «объект», при этом не рассматриваются признаки, позволяющие однозначно выделить сущности из предметной области^⁴.

Связь представляет собой соединение между двумя и более сущностями.

Если в связи участвуют две сущности, то такую связь называют бинарной. На практике бинарными являются большинство связей, появляющихся в информационных моделях. Связь, соединяющая три сущности, называется тернарной, и т.д.

Тесно связано с предыдущими третье важное понятие – атрибут.

Атрибут есть свойство сущности.

Понятие атрибута в E-R проектировании очень близко к аналогичному, введенному в разделе «Основные понятия и определения проектирования БД». Однако в данном разделе речь идет не об отношениях, а о сущностях. Атрибут или группа атрибутов, однозначно определяющая экземпляр сущности, называется ключом сущности. Вообще, сущность можно представить как упорядоченный набор атрибутов; можно говорить, что сущность есть не что иное, как отношение.

Определения сущности, связи и атрибута не отличаются особой конкретностью и предоставляют широкий простор для их интерпретации в работе над проектированием баз данных. Можно представить себе ситуацию, в которой два проектировщика могут рассматривать предметную область с различных точек зрения, получая в итоге два различных набора отношений. Определение лучшего из наборов может стать вопросом личного предпочтения.

Известен следующий вспомогательный прием для выявления сущностей и связей, основанный на обыкновенной грамматике. Описание предметной области представляется в виде набора простых фраз, по схеме существительное – глагол – существительное. Так, приведенный выше пример задачи об отслеживании успеваемости студентов можно представить следующим образом.

Преподаватель читает курс

Студент сдает (экзамен) курс

Преподаватель работает на кафедре.

В таком описании предметной области сущность – это, как правило, существительное, а связь – глагол. Одни и те же существительные обозначают одни и те же сущности. В данном примере можно выделить сущности Преподаватель, Студент и Кафедра. Естественно, такой метод не очень надежен, но он все- таки позволяет проектировщику составить хотя бы первое представление о структуре предметной области.

В E-R проектировании принято изображать схемы предметной области в виде диаграмм. Обозначения на такого рода диаграммах не стандартизованы, однако существует определенная традиция составления такого рода диаграмм. Принято обозначать сущности прямоугольниками, а связи между ними – ромбами, соединенными линиями с соответствующими сущностями. Внутри прямоугольников и ромбов указываются названия сущностей и связей, а имена и, возможно, описания атрибутов располагаются на выносных линиях. Приведенный пример можно представить следующей диаграммой.