Представление данных
Совокупность схем отношений, используемых для представления информации, называется схемой реляционной базы данных, а текущие значения соответствующих отношений — реляционной базой данных. Имеется, конечно, возможность создавать отношения с любым множеством атрибутов в схеме отношения и давать любую желаемую интерпретацию кортежам. Однако мы можем представить себе типичный образец использования реляционной базы данных, построенной на основе диаграммы объектов-связей. Данные из диаграммы объектов-связей представляются двумя видами отношений.
1. Набор объектов может быть представлен отношением, схема которого содержит все атрибуты данного набора объектов. Если этот набор таков, что его объекты идентифицируются с помощью связи с некоторым другим набором, то схема отношения содержит, кроме того, атрибуты ключа второго набора, но не его неключевые атрибуты. Каждый кортеж в отношении представляет один объект из набора объектов.
2. Связь между наборами объектов E1, E2, ..., Ek представляется отношением, схема которого состоит из атрибутов ключей каждого из этих наборов. Мы предполагаем, что благодаря переименованию атрибутов, если это необходимо, никакие два набора объектов не будут иметь атрибутов с одинаковыми именами. Кортеж t в таком отношении обозначает список объектов e1, e2, ..., ek, где ei — элемент набора объектов Еi, для каждого i. Таким образом, еi — единственный объект в Ei, значения атрибутов которого, являющихся ключевыми атрибутами Еi, находятся среди компонентов кортежа t. Присутствие кортежа t в отношении указывает, что объекты е1, е2, ...,еk ассоциируются с помощью связи.
Рассмотрим в качестве примера диаграмму объектов-связей системы планирования судоремонта, включающую в себя наборы объектов (рис. 5).
Рис. 2
RABOTA – выполняемые работы, атрибуты – номер работы и ее наименование;
OBJEKT – объекты выполняемой работы, атрибуты – код объекта, его наименование и единица измерения;
MESTO – места выполнения работ, атрибут – название места;
NORMDOC – нормативные документы, регламентирующие выполнение работ, атрибуты – код и название документа;
MATERIAL – материалы, используемые при выполнении работ, атрибуты – код материала, название, единица измерения и цена;
SPECIAL – специалисты, необходимые для выполнения работ, атрибуты – код и название специалиста;
RASHOD – нормативный расход материала при выполнении работы, атрибут - расход;
VREMJA – нормативное время выполения работы, атрибут - время
RAZRJAD – разряд специалиста, необходимого для выполнения работы;
TARIF – тарифная ставка специалиста
и связи:
SRO – работа – объект;
SOM – объект – место;
SRN – работа – нормативный документ;
SRM – работа – место;
SRS – работа – специалист;
SST – специалист – тариф.
Данные этой диаграммы представляются следующими отношениями:
RABOTA(Nom,Im)
OBJECT(Kodo,Obj,Izm)
MESTO(Mesto)
NORMDOC(Kodd,Doc)
MATERIAL(Kodm,Mat,Cena,Izm)
SPECIAL(Kods,Spec)
RAZRJAD(Razr)
RASHOD(Rash)
VREMJA(Vrem)
TARIF(Tarif)
SRN(Nom,Kodd)
SRM(Nom,Kodm,Rash)
SOM(Kodo,Mesto)
SRO(Nom,Kodo)
SRS(Nom,Kods,Razr,Vrem)
SST(Kods,Razr,Tarif)
Отношения RASHOD, VREMJA и TARIF – унарные отношения, кортежи которых содержат все различные значения соответствующих атрибутов отношений SRM, SRS иSST и могут быть удалены из схемы базы данных. ОтношенияMESTO и RAZRJAD также могут быть удалены, если они не используются как справочники при работе системы.
Существует несколько различных нотаций, используемых при построении диаграмм "сущность-связь". Выше была рассмотрена наиболее простая нотацитя, предложенная Дж. Ульманом. Приведем другие наиболее распространенные нотации.
Нотация Чена.
Таблица 1
|
Элемент диаграммы |
Обозначает |
|
|
независимая сущность |
|
|
зависимая сущность |
|
|
родительская сущность в иерархической связи |
|
|
Связь |
|
|
идентифицирующая связь |
|
|
Атрибут |
|
|
первичный ключ |
|
|
внешний ключ (понятие внешнего ключа вводится в реляционной модели данных) |
|
|
многозначный атрибут |
|
|
получаемый (наследуемый) атрибут в иерархических связях |
Связь соединяется с ассоциируемыми сущностями линиями. Возле каждой сущности на линии, соединяющей ее со связью, цифрами указывается класс принадлежности.
Пример:
Рис. 3
Нотация Мартина
Таблица 2
|
Элемент диаграммы |
Обозначает |
|
|
независимая сущность |
|
|
зависимая сущность |
|
|
родительская сущность в иерархической связи |
Список атрибутов приводится внутри прямоугольника, обозначающего сущность. Ключевые атрибуты подчеркиваются. Связи изображаются линиями, соединяющими сущности, вид линии в месте соединения с сущностью определяет кардинальность связи:
Таблица 3
|
Обозначение |
Кардинальность |
|
|
нет |
|
|
1,1 |
|
|
0,1 |
|
|
M,N |
|
|
0,N |
|
|
1,N |
Имя связи указывается на линии ее обозначающей. Пример:
Рис. 4
Нотация IDEF1X.
Обозначения сущностей:
Таблица 4
|
Элемент диаграммы |
Обозначает |
|
|
независимая сущность |
|
|
зависимая сущность |
Экземпляры независимой сущности могут быть уникально идентифицированы без определения ее связей с другими сущностями; зависимая сущность, наоборот, не может быть уникально идентифицирована без определения ее связей с другими сущностями.
Список атрибутов приводится внутри прямоугольника, обозначающего сущность. Атрибуты, составляющие ключ сущности, группируются в верхней части прямоугольника и отделяются горизонтальной чертой.
Обозначения связей:
Таблица 5
|
Элемент диаграммы |
Обозначает |
|
|
идентифицирующая связь |
|
|
неидентифицирующая связь |
Связь называется идентифицирующей, если экземпляр дочерней сущности идентифицируется через ее связь с родительской сущностью. Атрибуты, составляющие первичный ключ родительской сущности, при этом входят в первичный ключ дочерней сущности. Дочерняя сущность при идентифицирующей связи всегда является зависимой.
Связь называется неидентифицирующей, если экземпляр дочерней сущности идентифицируется иначе, чем через связь с родительской сущностью. Атрибуты, составляющие первичный ключ родительской сущности, при этом входят в состав неключевых атрибутов дочерней сущности.
Допустимость пустых (NULL) значений в неидентифицирующих связях изображается пустым ромбиком на дуге связи со стороны родительской сущности.
Обозначение кардинальности связей:
Таблица 6
|
Элемент диаграммы |
Обозначает |
|
|
1,1 |
|
|
0,M |
|
|
0,1 |
|
|
1,M |
|
|
точно N(N- произвольное число) |
Кроме того, в IDEF1X вводится понятие “отношение категоризации”, по смыслу эквивалентное иерархической связи. Отношение полной категоризации (сущности-категории составляют полное множество потомков родительской сущности) обозначается (рис. 8):
Рис. 5
Также может существовать отношение неполной категоризации когда сущности-категории составляют неполное множество потомков общей сущности (рис. 9):
Рис. 6
Родительская сущность категории называется супертипом, а дочерние - подтипом. В сущности-супертипе вводится атрибут-дискриминатор, позволяющий различать конкретные экземпляры сущности - подтипа.
Пример (рис. 10):
Рис. 7
Нотация Баркера.
Сущности обозначаются прямоугольниками, внутри которых приводится список атрибутов. Ключевые атрибуты отмечаются символом # (решетка). Связи обозначаются линиями с именами, место соединения связи и сущности определяет кардинальность связи(таблица 10).
Таблица 7
|
Обозначение |
Кардинальность |
|
|
0,1 |
|
|
1,1 |
|
|
0,N |
|
|
1,N |
Пример (рис. 11, 12):
Рис. 8
Для обозначения отношения категоризации вводится элемент "дуга":
Рис. 9
Источники:
1. Кузнецов С. Д. Основы современных баз данных. Http://alpha.netis.ru/win/db/toc.html
2. Ульман Дж. Основы систем баз данных.- М.: Финансы и статистика, 1983. – 334 с.
3. Зеленков Ю. А. Введение в базы данных. Http://alpha.netis.ru/win/db/toc.html