Upravlenie_dannymi / Консп. лекций / ЛЕКЦИЯ6

Лекция 6. Инфологическое проектирование БД (часть 1).

План лекции

1. Модель «Сущность — связь».

2. Методология IDEF1X.

3. Семантика и синтаксис сущностей.

4. Правила, связанные с сущностями.

5. Семантика отношений связи.

6. Специфическое отношение связи.

7. Идентифицирующее отношение .

8. Неидентифицирующее отношение .

9. Синтаксис отношения связи.

10. Правила отношений.

11. Чтение отношения.

12. Примеры изображения отношений.

    Текст лекции

Модель «Сущность - связь». Эта модель предложена ученым Ченом его статье

Модель cущность - связь - шаг к единому пониманию данных.

В модели используется представление в соответствии с которым «реальный мир» состоит из «сущностей» и «связей».

Сущность (Entity) – это «предмет», который может быть идентифицирован некоторым способом, отличающим его от других «предметов». Конкретный человек, компания или работа являются примерами сущности.

Связь (Relationship) – это ассоциация, устанавливаемая между сущностями.

БД предприятия содержит информацию о сущностях и связях, которые представляют интерес для предприятия.

Модель изображается в виде диаграммы (Diagrams).

У различных авторов эти модели обозначаются как ER – модели, ER – диаграммы, ERD – диаграммы. В настоящее время правила построения ER – моделей изложены в методологии (стандарте) IDEF1X.

Методология IDEF1X

Методология IDEF1X применяется для построения информационной модели, которая представляет структуру информации, необходимой для поддержки функций производственной системы.

Построение IDEF1X-модели тесно связано с понятием управления данными. Для того, чтобы управлять данными, необходимо понимать их основные характеристики и организацию с целью дальнейшей интерпретации этих данных.

Методология IDEF1X была разработана в США и теперь используется в правительственных, аэрокосмических и финансовых учреждениях, а также в большом числе частных компаний.

Методология IDEF1X определяет стандарты терминологии, используемой при информационном моделировании, и графического изображения типовых элементов на диаграммах.

IDEF1X использует подход сущностей - отношений к семантическому моделированию данных. Разработка IDEF1X базируется на понятиях сущности-отношения по методу П.Чена, объединенных с понятиями реляционной теории Т.Кодда.

Компонентами IDEF1Х-модели являются сущности, отношения и атрибуты.

Сущности. Семантика сущностей. Сущность представляет множество реальных или абстрактных предметов (людей, объектов, мест, событий, состояний, идей, пар предметов и т.п.), обладающих общими атрибутами. Отдельный элемент этого множества называется экземпляром сущности.

Реально существующий объект или предмет может быть представлен в нескольких сущностях модели данных. Например, Иванов может быть, экземпляром каждой из сущностей СЛУЖАЩИЙ и ПОКУПАТЕЛЬ.

Экземпляр сущности может представлять комбинацию существующих объектов. Например, Александр и Мария могут быть экземпляром сущности СУПРУЖЕСКАЯ_ПАРА.

Сущность является независимой от идентификаторов или просто независимой, если каждый экземпляр сущности может быть однозначно идентифицирован без определения его отношений с другими сущностями.

Сущность называется зависимой от идентификаторов или просто зависимой, если однозначная идентификация экземпляра сущности зависит от его отношения к другой сущности.

Синтаксис сущностей

• Сущность изображается прямоугольником.

• Если сущность зависима от идентификаторов, то углы блока закругляются.

• Каждой сущности присваивается уникальное имя и номер, разделяемые косой чертой и помещаемые над блоком. Номер сущности - положительное целое число.

• Именем сущности является грамматический оборот существительного (существительное, у которого могут быть прилагательные и предлоги), описывающий представляемое сущностью множество предметов. Существительное должно употребляться в единственном числе.

• На диаграмме сущность должна быть представлена только один раз.

Рис.1. Изображение сущности:

а) независимая сущность;

б) зависимая сущность.

Правила, связанные с сущностями

• Каждая сущность должна иметь уникальное имя.

• Сущность обладает одним или несколькими атрибутами, которые либо принадлежат сущности, либо наследуются через отношение (внешние ключи).

• Сущность обладает одним или несколькими атрибутами, которые однозначно идентифицируют каждый экземпляр сущности (первичные и альтернативные ключи).

• Каждая сущность может обладать любым количеством отношений с другими сущностями модели.

• Если внешний ключ целиком используется в качестве первичного ключа или его части, то сущность является зависимой от идентификатора.

Семантика отношений связи

Специфическое отношение связи или просто отношение связи, называемое также отношение родитель-потомок, это связь между сущностями, при которой каждый экземпляр одной сущности, называемой родительской сущностью, ассоциирован с произвольным (в том числе нулевым) количеством экземпляров второй сущности, называемой сущностью-потомком, а каждый экземпляр сущности -потомка ассоциирован в точности с одним экземпляром сущности -родителя (Рис.2).

Рис.2. Диаграмма экземпляров сущностей

Идентифицирующее отношение

Если экземпляр сущности-потомка однозначно определяется своей связью с сущностью-родителем, то отношение называется идентифицирующим отношением.

Например, если с каждым проектом связано одно или более заданий и задания однозначно идентифицируются только в пределах своего проекта, то между сущностями ПРОЕКТ и ЗАДАНИЕ будет существовать идентифицирующее отношение.

Неидентифицирующее отношение

Если каждый экземпляр сущности-потомка может быть однозначно идентифицирован без знания связанного с ним экземпляра сущности-родителя, то отношение называется неидентифицирующим отношением.

Например, хотя между сущностями ПОКУПАТЕЛЬ и ЗАКАЗ_НА_ПОКУПКУ может существовать отношение зависимого существования, заказы на покупку могут однозначно идентифицироваться номером заказа на покупку без идентификации ассоциированного покупателя.

Отношение связи дополнительно определяется с помощью указания мощности отношения. А именно определяется, какое количество экземпляров сущности-потомка может существовать для каждого экземпляра сущности-родителя.

В IDEF1X используется несколько вариантов указания мощность отношения.

Синтаксис отношения связи

Специфическое отношение связи изображается линией, проводимой между сущностью-родителем и сущностью-потомком с точкой на конце линии у сущности-потомка.

Мощность отношения по умолчанию - «ноль, один или много».

Буква Р (positive) означает мощность «один или много» и помещается около точки.

Буква Z (zero), помещенная около точки, означает мощность «ноль или один».

Если мощность в точности равна некоторому числу N, это число (целое, положительное) помещается около точки (Рис.3).

Рис.3. Изображение отношений связи

Идентифицирующее отношение между сущностью-родителем и сущностью-потомком изображается сплошной линией (Рис.4,а). При этом атрибуты первичного ключа сущности-родителя наследуются атрибутами первичного ключа сущности-потомка.

Рис.4,а. Пример идентифицирующего отношения

Рис.4,б. Пример неидентифицирующего отношения

Пунктирная линия изображает неидентифицирующее отношение между сущностью-родителем и сущностью-потомком (Рис.4,б). Атрибуты первичного ключа сущности-родителя мигрируют в область неключевых атрибутов сущности-потомка.

Отношению дается имя, выраженное грамматическим оборотом глагола и помещаемое возле линии отношения. Имя каждого отношения между двумя сущностями должно быть уникальным, но имена отношений в модели не обязательно должны быть уникальными.

Имя отношения в большинстве случаев формируется с точки зрения родителя.

Например, утверждение «Проект состоит из одного или более заданий» может быть выведено из отношения, изображающего ПРОЕКТ а качестве сущности-родителя, ЗАДАНИЕ - в качестве сущности-потомка с символом мощности Р, СОСТОИТ_ИЗ - в качестве имени отношения.

Правила отношений

• Специфическое отношение всегда имеет место между двумя сущностями, сущностью-родителем и сущностью-потомком.

• Экземпляр сущности-потомка всегда должен быть связан в точности с одним экземпляром сущности-родителя.

• Экземпляр сущности-родителя может быть связан с любым числом (от нуля и более) экземпляров сущности-потомка.

• В идентифицирующем отношении сущность-потомок всегда является зависимой от идентификаторов сущностью.

• Сущность может быть связана с любым количеством других сущностей, как в качестве потомка, так и качестве родителя.

  Чтение отношения

Состав предложения описывающего отношение связи между двумя сущностями:

• Имя сущности-родителя;

• Имя отношения связи;

• Мощность отношения:

• Имя сущности — потомка.

Например, «Врач участвовал в 0,1 или нескольких приемах больного» (Рис.5)

Рис.5. Чтение отношения связи

Список литературных источников

1. Хомоненко А.Д. и др. Базы данных. Учебник для высших учебных заведений / Под ред. проф. А.Д. Хомоненко.– СПб.: КОРОНА принт, 2004.–736 с.

2. Построение моделей средствами пакета Design/IDEF: Методические указания к лабораторным работам / Рязан. гос. радиотехн. акад.; Сост.: В.В. Коваленко, М.В. Ерофеев, Е.Ю. Зубова, О.Г. Светников: Рязань: РГРТА, 2000. 40с.

3. Стандарт.Русская версия. Методология IDEF1X. МетаТехнология , 1993. 106с.