6.4. Проектирование реляционной бд

6.4.1. Требования к бд

Опыт использования БД позволяет выделить общий набор их рабочих характеристик:

• Полнота – чем полнее база данных, тем вероятнее, что она содержит нужную информацию (однако не должно быть избыточной информации);

• Правильная организация – чем лучше структурирована база данных, тем легче в ней найти необходимые сведения;

• Актуальность – любая база данных может быть точной и полной, если она постоянно обновляется, т.е. необходимо, чтобы база данных в каждый момент времени полностью соответствовала состоянию отображаемого ею объекта;

• Удобство для использования – база данных должна быть проста и удобна в использовании и иметь развитые методы доступа к любой части информации.

6.4.2. Трехуровневая архитектура представления данных

Проект базы данных надо начинать с анализа предметной области и выявления требований к ней отдельных пользователей (сотрудников организации, для которых создается база данных). Проектирование обычно поручается человеку (группе лиц) – администратору базы данных (АБД). Им может быть как специально выделенный сотрудник организации, так и будущий пользователь базы данных, достаточно хорошо знакомый с машинной обработкой данных.

Объединяя частные представления о содержимом базы данных, полученные в результате опроса пользователей, и свои представления о данных, которые могут потребоваться в будущих приложениях, АБД сначала создает обобщенное неформальное описание создаваемой базы данных. Это описание, выполненное с использованием естественного языка, математических формул, таблиц, графиков и других средств, понятных всем людям, работающих над проектированием базы данных, называют инфологической моделью данных (рисунок 6.5).

Такая человеко-ориентированная модель полностью независима от физических параметров среды хранения данных. Инфологическая модель не должна изменяться до тех пор, пока какие-то изменения в реальном мире не потребуют изменения в ней некоторого определения, чтобы эта модель продолжала отражать предметную область.

Остальные модели, показанные на рисунке 6.5, являются компьютеро-ориентированными. С их помощью СУБД дает возможность программам и пользователям осуществлять доступ к хранимым данным лишь по их именам, не заботясь о физическом расположении этих данных. Нужные данные отыскиваются СУБД на внешних запоминающих устройствах по физической модели данных. Основными понятиями данного представления являются физические блоки, хранимые записи, указатели и т.д.

Так как указанный доступ осуществляется с помощью конкретной СУБД, то модели должны быть описаны на языке описания данных этой СУБД. Такое описание, создаваемое АБД по инфологической модели данных, называют даталогической моделью данных.

6.4.3. Средства представления инфологической модели данных

Популярной в настоящее время наглядной формой представления модели на информационно-логическом уровне являются ER- диаграммы (ER – от англ. Entity – Relationship, т.е. сущность-связь) В них сущности, атрибуты и связи изображаются условным образом. Условные обозначения элементов диаграммы представлены в таблице 6.3.

Связь соединяется с ассоциируемыми сущностями линиями (рис. 6.7). Возле каждой сущности на линии, соединяющей ее со связью, цифрами указывается класс кардинальности, включающий в себя модальность и мощность связи (таблица 6.4).

Таблица 6.3

Обозначения элементов ER-диаграммы в нотации Чена

Элемент диаграммы	Обозначает
	сущность
	связь
	атрибут
	первичный ключ

Модальность «может» означает, что экземпляр одной сущности может быть связан с одним или несколькими экземплярами другой сущности, а может быть и не связан ни с одним экземпляром.

Модальность «должен» означает, что экземпляр одной сущности обязан быть связан не менее чем с одним экземпляром другой сущности.

Таблица 6.4

Значения кардинальности связи

Кардинальность	Значение (модальность, мощность)	Обозначение в других нотациях
0,1	Может / Один
1,1	Должен / один
0,N	Может /много
1,N	Должен/Много

Описанный графический синтаксис позволяет однозначно читать диаграммы, пользуясь следующей схемой построения фраз:

<Каждый экземпляр СУЩНОСТИ 1> <МОДАЛЬНОСТЬ СВЯЗИ> <НАИМЕНОВАНИЕ СВЯЗИ> <ТИП СВЯЗИ> <экземпляр СУЩНОСТИ 2>.

Каждая связь может быть прочитана как слева направо, так и справа налево. Если Сущность 1 – Заказ, а Сущность 2 – Заказчик, а наименование связи «Заказывание», то связь на рисунке 6 читается так:

• справа направо: «Каждый Заказчик может заказать несколько Заказов».

• слева налево: «Каждый Заказ обязан быть заказан ровно одним Заказчиком».