6.2. Инфологическое моделирование

Проектирование БД начинается с предварительной структуризации предметной области: объекты реального мира подвергаются классификации, фиксируется совокупность подлежащих отображению в БД типов объектов. Для каждого типа объектов фиксируется совокупность свойств, посредством которых будут описываться конкретные объекты этого типа в БД, виды отношений (взаимосвязей) между этими объектами. Затем решаются вопросы о том, какая информация об этих объектах должна быть представлена в БД и как ее представить с помощью данных.

Сущность инфологического подхода к проектированию информационных систем заключается в установлении соответствия между состоянием предметной области, его восприятием и представлением в базе данных.

Основные требования к ИЛМ:

- адекватное отображение предметной области;

- непротиворечивость;

- отсутствие неоднозначности трактовки;

- возможность легкой расширяемости, обеспечивающая ввод данных без изменения ранее определенных;

- обеспечение возможности композиции и декомпозиции модели.

ИЛМ содержит необходимую и достаточную информацию для дальнейшего проектирования автоматизированной системы обработки информации.

6.2.1. Компоненты инфологической модели Модель «сущность — связь»

Модель типа «сущность-связь» - это неформальная модель предметной области, которая используется на этапе инфологического проектирования базы данных и позволяет моделировать объекты предметной области, а также взаимоотношения объектов. Основное ее назначение - семантическое описание предметной области и представление информации для обоснования выбора видов моделей и структур данных, которые в дальнейшем будут использованы в системе.

При построении модели типа «сущность-связь» используется три основных конструктивных элемента: сущность, атрибут и связь. Информация о проекте объединяется с помощью графических диаграмм.

Сущность - это собирательное понятие, некоторая абстракция реально существующего объекта, процесса или явления, о котором необходимо хранить информацию в системе.

В модели используются также понятия «тип сущности» и «экземпляр сущности». Тип сущности определяет набор однородных объектов, а экземпляр сущности - конкретный объект в наборе. Каждый рассматриваемый в модели тип сущности должен быть поименован.

Атрибут - это поименованная характеристика сущности, которая принимает значения из некоторого множества значений. Основное назначение атрибута - описание свойства сущности, а также идентификация экземпляров сущностей.

Связи выступают в модели в качестве средства, с помощью которого представляются отношения между сущностями, имеющими место в предметной области. Тип связи рассматривается между типами сущностей, а конкретный экземпляр связи рассматриваемого типа существует между конкретными экземплярами рассматриваемых типов сущностей.

Наиболее часто встречаются бинарные связи.

6.2.2. Классификация бинарных связей

1. Связь «один к одному» (1:1) - такой тип связи между типами сущностей А и В, когда каждому экземпляру сущности А соответствует один и только один экземпляр сущности В и наоборот. Идентификация экземпляров сущностей уникальна в обоих направлениях для отображений.

П ример: квартира ответственный квартиросъемщик.

2. Связь «один ко многим» (1:М) - одному экземпляру сущности А может соответствовать 0, 1 или несколько экземпляров сущности В, однако каждому экземпляру сущности В соответствует только один экземпляр сущности А. Идентификация экземпляров при отображении 1: М уникальна только в направлении от В к А.

П ример: район город.

3. Связь «многие к Одному» (М:1) является обратной связи 1: М.

П ример: район город.

4. Связь «многие ко многим» (М:М) - каждому экземпляру сущности А может соответствовать 0, 1 или несколько экземпляров сущности В и наоборот. Идентификация экземпляров сущностей неуникальна в обоих направлениях.

П ример: студент дисциплина.

В некоторых случаях целесообразно рассматривать однонаправленную связь от сущности А к сущности В. В зависимости от количественных характеристик отображения различают простую и многозначную связь.

При простой однонаправленной связи от сущности А к сущности В одному и тому же экземпляру сущности А соответствует один и тот же экземпляр сущности В. При этом обратная связь не определена. Идентификация экземпляров сущности В экземплярами сущности А уникальна.

П ример: отдел служащий.

При многозначной однонаправленной связи от сущности А к сущности В одному и тому же экземпляру сущности А соответствует 0, 1 или несколько экземпляров сущности В. При этом обратная связь не определена. Идентификация экземпляров сущности В экземплярами сущности А не уникальна.

П ример: пациент заболевание.

Информацию о проекте оформляют составлением спецификаций по сущностям, атрибутам и отношениям с использованием графических диаграмм, для этого обозначают:

типы сущностей - прямоугольниками;

атрибуты - овалами, соединяя их с соответствующими типами сущностей ненаправленными ребрами; идентифицирующие атрибуты подчеркиваются;

связи (отношения) - ромбами, соединяя их с соответствующими типами сущностей ненаправленными ребрами, за исключением бинарных связей, которые представляются направленными ребрами.

При моделировании используются следующие общие правила:

- используются только три типа конструктивных элементов - сущность, атрибут, связь;

- в отдельном проектном представлении каждый компонент информации моделируется только одним конструктивным элементом, т. е. необходимо избегать избыточности в использовании конструктивных элементов.

При моделировании предметной области проектировщик разбивает ее на ряд локальных областей, моделирует каждое локальное представление, а затем их объединяет.