Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы и средства проектирования информационных систем и технологий. Учебное пособие.pdf
связь" (Entity-Relationship). Это инструмент для анализа информационной структуры систем различной природы. Информационная
модель, построенная с помощью IDEF1X-методологии, отображает
логическую структуру информации об объектах системы
Таким образом, концептуальная модель, представленная в соответствии со стандартом IDEF1X, является логической схемой базы данных для проектируемой системы
Основными объектами концептуальной модели являются
сущности и связи.
Сущность – некоторый обособленный объект или событие
моделируемой системы, имеющий определенный набор свойств –
атрибутов. Отдельный элемент этого множества называется «эк-
земпляром сущности». Сущность может обладать одним или не-
сколькими атрибутами, которые однозначно идентифицируют
каждый образец сущности, и может обладать любым количеством
связей с другими сущностями.
Правила для атрибутов сущности
1. Каждый атрибут должен иметь уникальное имя.
2. Сущность может обладать любым количеством атрибутов.
3. Сущность может обладать любым количеством наследуе-
мых атрибутов, но наследуемый атрибут должен быть частью первичного ключа сущности-родителя.
4. Для каждого экземпляра сущности должно существовать
значение каждого его атрибута (правило необращения в нуль – Not
Null).
5. Ни один из экземпляров сущности не может обладать более
чем одним значением для ее атрибута.
Сущность изображается на ER-диаграмме в виде прямоугольника, в верхней части которого приводится ее название; далее следует список атрибутов. Ключевые атрибуты могут быть выделены
подчеркиванием или иным способом.
Стандарт IDEF1X описывает способы изображения двух типов сущностей – независимой и зависимой, и связей – идентифи-
цирующих и неидентифицирующих (рис. 7.1).
51
Рис. 7.1. Изображение сущностей и связей по стандарту IDEF1X
Каждая сущность может обладать любым количеством связей
с другими сущностями.
Сущность является независимой, если каждый ее экземпляр
может быть однозначно идентифицирован без определения его
связей с другими сущностями.
Сущность называется зависимой, если однозначная идентификация ее экземпляра зависит от его связей с другими сущностями.
Сущность может обладать атрибутами, которые наследуются
через связь с родительской сущностью. Последние обычно являются внешними ключами (FK) и служат для организации связей
между сущностями. Если внешний ключ сущности используется в
качестве ее первичного ключа (PK) или как часть составного первичного ключа, то сущность является зависимой от родительской
сущности. Если внешний ключ не является первичным и не входит
в составной первичный ключ, то сущность является независимой от
родительской сущности.
Если сущность является зависимой, то связь ее с родительской
сущностью называется идентифицирующей, в противном случае –
неидентифицирующей.
Связь изображается на ER-диаграмме линией, проводимой
между сущностью-родителем и сущностью-потомком с точкой на
конце линии у сущности-потомка. Идентифицирующая связь изображается сплошной линией, неидентифицирующая – пунктирной.
Связи дается имя, выражаемое грамматической формой глагола. Для связи дополнительно может присутствовать указание мощности: какое количество экземпляров сущности-потомка может
существовать для сущности-родителя. Имя связи всегда формиру-
52
ется с точки зрения родителя, так что может быть образовано
предложение, если соединить имя сущности родителя, имя связи,
выражение мощности и имя сущности-потомка.
Принципы изображения концептуальных моделей баз данных
стандарта IDEF1 и IDEF1X используют CASE Studio и другие
CASE-средства. Подобные системы позволяют на основе концеп-
туальной модели генерировать физическую модель и программный
код создания базы данных для большинства наиболее распространенных СУБД и серверов баз данных.
Задания к работе
1. Изучить операции по созданию IDEF1X-модели в MS Visio.
2. Изучить особенности построения ER-диаграмм в стандарте
IDEF1X и IE в редакторе MS Visio.
3. Изучить возможности создания сущностей и задания их
свойств.
4. Изучить возможности создания отношений между сущно-
стями и задания их свойств.
5. Научиться задавать и редактировать установки ссылочной
целостности на ER-диаграммах.
Методика выполнения работы
1. Создать модель базы данных в Visio: Категория «Про-
граммное обеспечение и базы данных».
2. Задать свойства модели: База данных – Показать параметры –
Общие – Набор Символов – IDEF1X (рис. 7.2).
Стандарт IDEF1X предпочтительней, так как в нем неидентифицирующая связь внешне отличается от идентифицирующей.
3. Определить сущности, которые будут представлены на диа-
грамме. Сущности на ER-диаграммах должны, главным образом,
соответствовать хранилищам данных, представленным на DFD-
диаграмме модели TO-BE.
4. Разместить сущности на рабочем листе модели данных.
Присвоить им имена.
5. Определить атрибуты сущностей. Задать первичные ключи.
Задать типы данных для атрибутов.
53
Рис. 7.2. Задание свойств модели. Вкладка Notation (Нотация – Стандарт)
6. Разместить на рабочем листе связи (элемент «Отношение»)
и установить их между сущностями. Задать имена связей. На ERдиаграмме в Microsoft Visio допускаются только отношения «одинко-многим» (1:М), причем на схеме должны быть представлены
связи обоих видов: идентифицирующей и неидентифицирующей.
По умолчанию ставится неидентифицирующая связь, в случае
необходимости нужно изменить тип связи: в нижней части экрана
Свойства Базы данных – Категории – Прочее – Тип отношения –
идентифицирующее.
7. Отобразить установки ссылочной целостности: База данных –
Показать параметры – Отношение – Показывать – Действия ссылочной целостности.
8. Привести модель к требуемому уровню нормальной формы
(рекомендуется к 3НФ).
9. Убрать тени, заливку и другое цветовое оформление.
10. Рассмотреть ER-диаграмму на наличие циклических свя-
зей. Если они присутствуют, это чаще всего говорит об ошибке в
построении модели. Если есть уверенность, что все правильно и
никакой ошибки нет, то нужно прокомментировать циклическую
связь на ER-диаграмме.
54
Содержание отчета
Отчет по лабораторной работе 7 должен содержать ER-
диаграмму логической модели базы данных и необходимые комментарии к ней.
Контрольные вопросы
1. Каково назначение стандарта IDEF1X?
2. В чем основные отличия стандартов IDEF1X и DFD?
3. Каким образом в MS Visio создается схема IDEF1X?
4. На основании чего строится диаграмма IDEF1X?
5. Каким образом устанавливаются связи между сущностями?
Что при этом происходит?
6. Какие виды связей применяются в стандарте IDEF1X? В чем
их основное отличие?
7. Что такое ссылочная целостность? Как она задается?
Литература
Основная: 1–4.
Дополнительная: 1–4.
8. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
В СТАНДАРТЕ IDEF0
Цель – изучение основных характеристик и основ работы с
IDEF0-моделями в графическом редакторе Microsoft Visio.
Формируемые компетенции или их части: ПК-1; ПК-2; ПК-3;
ПК-4.
Теоретическая часть
Разработка программного обеспечения начинается с анализа
требований к нему. В результате анализа получают спецификацию
разрабатываемого ПО, строят общую модель взаимодействия с
пользователем или другими программами и конкретизируют его
основные функции.
При структурном подходе к проектированию информационных систем на этапе анализа и определения спецификаций разрабатывают три типа моделей:
55
– диаграмм потоков данных (DFD – Data Flow Diagrams),
– диаграмм «сущность–связь» (ERD – Entity-Relationship
Diagrams),
– функциональных диаграмм (методика SADT).
Функциональные диаграммы. Функциональные диаграммы
описывают при помощи языка IDEF0.
Синтаксис IDEF0. Набор структурных компонентов языка, их
характеристики и правила, определяющие связи между компонентами, представляют собой синтаксис языка. Компоненты синтаксиса IDEF0 – блоки, стрелки, диаграммы и правила.
Блок. Блок описывает функцию. Типичный блок показан на
рис. 8.1. Внутри каждого блока помещается его имя и номер. Имя
должно быть активным глаголом или глагольным оборотом, описывающим функцию. Номер блока размещается в правом нижнем
углу. Номера блоков используются для их идентификации на диаграмме и в соответствующем тексте.
Рис. 8.1. Блок
Стрелка. Стрелка формируется из одного или более отрезков
прямых и наконечника на одном конце. Как показано на рис. 8.2,
сегменты стрелок могут быть прямыми или ломаными; в последнем случае горизонтальные и вертикальные отрезки стрелки сопрягаются дугами, имеющими угол 90°. Стрелки не представляют
поток или последовательность событий, как в традиционных блоксхемах потоков или процессов. Они лишь показывают, какие данные или материальные объекты должны поступить на вход функции для того, чтобы эта функция могла выполняться.
Блоки
1. Размеры блоков должны быть достаточными для того, что-
бы включить имя блока.
2. Блоки должны быть прямоугольными.
3. Блоки должны быть нарисованы сплошными линиями.
56
Рис. 8.2. Синтаксис стрелок
Стрелки
1. Ломаные стрелки изменяют направление только под углом
90°.
2. Стрелки должны быть нарисованы сплошными линиями
различной толщины.
3. Стрелки могут состоять только из вертикальных или гори-
зонтальных отрезков; отрезки, направленные по диагонали, не допускаются.
4. Концы стрелок должны касаться внешней границы функци-
онального блока, но не должны пересекать ее.
5.Стрелки должны присоединяться к блоку на его сторонах.
Присоединение в углах не допускается.
Семантика языка IDEF0. Семантика определяет содержание
(значение) синтаксических компонентов языка и способствует правильности их интерпретации. Интерпретация устанавливает соответствие между блоками и стрелками с одной стороны и функциями и их интерфейсами – с другой.
Семантика блоков и стрелок. Поскольку IDEF0 есть методо-
логия функционального моделирования, имя блока, описывающее
57
функцию, должно быть глаголом или глагольным оборотом;
например, имя блока «Выполнить проверку», означает, что блок с
таким именем превращает непроверенные детали в проверенные.
После присваивания блоку имени, к соответствующим его сторонам присоединяются входные, выходные и управляющие стрелки,
а также стрелки механизма, что и определяет наглядность и выразительность изображения блока IDEF0.
Чтобы гарантировать точность модели, следует использовать
стандартную терминологию. Блоки именуются глаголами или глагольными оборотами, и эти имена сохраняются при декомпозиции
Стрелки и их сегменты, как отдельные, так и связанные в «пучок»,
помечаются существительными или оборотами существительного.
Метки сегментов позволяют конкретизировать данные или материальные объекты, передаваемые этими сегментами, с соблюдением
синтаксиса ветвлений и слияний.
Каждая сторона функционального блока имеет стандартное
значение с точки зрения связи блок/стрелки, В свою очередь, сторона блока, к которой присоединена стрелка, однозначно определяет ее роль. Стрелки, входящие в левую сторону блока – входы.
Входы преобразуются или расходуются функцией, чтобы создать
то, что появится на ее выходе. Стрелки, входящие в блок сверху –
управления. Управления определяют условия, необходимые функции, чтобы произвести правильный выход. Стрелки, покидающие
блок справа – выходы, т. е. данные или материальные объекты,
произведенные функцией.
Стрелки, подключенные к нижней стороне блока, представляют механизмы. Стрелки, направленные вверх, идентифицируют
средства, поддерживающие выполнение функции. Другие средства
могут наследоваться из родительского блока. Стрелки механизма,
направленные вниз, являются стрелками вызова. Стрелки вызова
обозначают обращение из данной модели или из данной части модели к блоку, входящему в состав другой модели или другой части
модели, обеспечивая их связь, т. е. разные модели или разные части одной и той же модели могут совместно использовать один и
тот же элемент (блок).
Стандартное расположение стрелок показано на рис.8.3
58
Рис. 8.3. Стандартное расположение стрелок
Семантические правила блоков и стрелок
1. Имя блока должно быть активным глаголом или глагольным
оборотом.
2. Каждая сторона функционального блока должна иметь
стандартное отношение блок/стрелки:
а) входные стрелки должны связываться с левой стороной
блока;
б) управляющие стрелки должны связываться с верхней стороной блока;
в) выходные стрелки должны связываться с правой стороной
блока;
г) стрелки механизма (кроме стрелок вызова) должны указывать вверх и подключаться к нижней стороне блока.
д) стрелки вызова механизма должны указывать вниз, подключаться к нижней стороне блока, и помечаться ссылкой на вызываемый блок (рис. 8.4).
Рис. 8.4. Стрелки
59
3. Сегменты стрелок, за исключением стрелок вызова, должны
помечаться существительным или оборотом существительного, если только единственная метка стрелки несомненно не относится к
стрелке в целом.
4. Чтобы связать стрелку с меткой, следует использовать
"тильду" (
)
5. В метках стрелок не должны использоваться следующие
термины: функция, вход, управление, выход, механизм, вызов.
Контекстная диаграмма верхнего уровня. Каждая модель
должна иметь контекстную диаграмму верхнего уровня, на которой объект моделирования представлен единственным блоком с
граничными стрелками. Эта диаграмма называется A-0 (А минус
нуль). Стрелки на этой диаграмме отображают связи объекта моделирования с окружающей средой. Поскольку единственный блок
представляет весь объект, его имя общее для всего проекта. Это же
справедливо и для всех стрелок диаграммы, поскольку они представляют полный комплект внешних интерфейсов объекта. Диаграмма A-0 устанавливает область моделирования и ее границу.
Пример диаграммы A-0 показан на рис. 8.5.
Рис. 8.5. Диаграмма A-0
60