Раздел «Концептуальный уровень проектирования бд» Лекция №4 Концептуальная модель данных. Сущности, атрибуты, ключи

1 Основные понятия

Концептуальный уровень проектирования – выявление и описание взаимосвязей между элементами данных, вытекающее из взаимосвязей в реальном мире предметной области.

Сущности – личности, факты, объекты реального мира, имеющие отношение к некоторой предметной области.

Атрибуты – данные, описывающие сущности.

Связи – взаимодействия (отношения) между несколькими сущностями; связь может иметь атрибуты.

Концептуальная модель – модель данных концептуального уровня.

Концептуальная схема – графическое представление концептуальной модели.

ER–модель (модель «сущность - связь») - одно из альтернативных названий модели данных концептуального уровня.

Инфологическая модель – одно из альтернативных названий модели данных концептуального уровня.

2 Задачи моделирования данных

Цель построения модели: документирование требований к данным со стороны бизнес – процессов.

Назначение модели: основа для создания логической и физической базы данных.

Преимущества правильно спроектированной базы:

1) минимальная избыточность данных;

2) максимальная целостность данных;

3) стабильность структуры БД;

4) эффективное совместное использование данных;

5) своевременность доступа к данным;

6) удобство и простота использования данных;

7) возможность разработки новых приложений без изменения структуры данных и др.

Альтернативный подход к проектированию базы данных можно назвать чисто "программистским", когда начинающий проектировщик базы данных быстро и приближенно проектирует базу под конкретную задачу аналогично разработке программ для работы с двумерными файлами. Однако, большинство разработчиков, использующих этот подход, быстро сталкивается с проблемами на этапе эксплуатации базы данных, в том числе: низкая производительность и нарушения целостности базы данных.

Можно утверждать, что правильный проект базы данных не может быть быстро составлен новичками. От проектировщика требуется знание формализованных подходов к сбору требований к данным, обнаружению и идентификации логических объектов и элементов данных. Приобретение мастерства и изучение всех нюансов может занять много времени.

3 Сущности

Сущность – это человек, место, предмет, понятие или событие, то есть то, что существует и что можно описать. Например: Студент, Преподаватель, Дисциплина, Заказчик, Товар и т.д. Сущность всегда обладает каким-то набором характеристик (свойств, признаков). Конкретное сочетание значений характеристик сущности описывает конкретный экземпляр сущности.

Как выявить сущности?

Информация о сущностях используется в описании бизнес – процессов организации и представлена, как правило, именами существительными. Например: «обучить студентов», «продать товар» и т.п. Кроме того, такие участники описания предметной области обычно входят в список ответов на вопрос: «Информация о ком или о чём должна храниться в базе данных?».

Ещё один важный критерий – это наличие у сущности характеристик, значение которых не зависит от других сущностей в границах моделируемой предметной области.

Например, процесс «принимать экзамен» содержит в своём описании существительное Экзамен. Информацию об экзамене необходимо хранить в базе данных. Проверим, есть ли у этого кандидата на роль сущности собственные характеристики, которые имеют смысл независимо от существования других характеристик. Пусть о конкретном экзамене надо знать следующее: предмет, по которому сдаётся экзамен; студент, который сдаёт экзамен; преподаватель, который принимает экзамен; дата, когда проходит экзамен; оценка как результат сдачи экзамена. Удалим из этого списка характеристики, которые указывают на другие сущности предметной области: Предмет, Студент, Преподаватель. Остаются Дата и Оценка, которые сами по себе никакой полезной информации об экзамене не несут. Следовательно, Экзамен не имеет собственных характеристик и не является сущностью в рамках рассматриваемого подхода к построению концептуальной модели.

Полученный в результате анализа предметной области список сущностей рекомендуется расширить специальной сущностью ДАТА, которая позволит моделировать процессы и отношения предметной области, протекающие во времени, данные о которых в базе должны быть обязательно привязаны к конкретному моменту времени. В общем случае такая сущность может появиться в модели, например, потому, что имеет свои собственные атрибуты, такие, как температура воздуха, или какой-нибудь показатель рыночной активности. Но очень часто в базе нужна только сама дата в одном из возможных форматов, поэтому будем считать , что ДАТА – это сущность по умолчанию.

С чего начать поиск сущностей?

С изучения основных видов деятельности в моделируемой предметной области и способов их осуществления.

Как правильно описать сущности?

После выявления сущностей необходимо четко определить их названия.

Требования к имени сущности: имя должно быть стандартным, хорошо определенным и постоянным.

Правило задания имени сущности: имя сущности должно быть существительным в единственном числе, допускается сочетание с прилагательным. Желательно записывать имя заглавными буквами, например, СТУДЕНТ.

Проблема выбора имени: наличие синонимов, используемых разными категориями пользователей, например, СТУДЕНТ, УЧАЩИЙСЯ, ОБУЧАЕМЫЙ.

Решение проблемы: выбрать наиболее популярное название или принять волевое решение по этому поводу. Выбранное название должно быть единственным в базе данных.