Студент преподаватель,
поскольку каждый студент взаимодействует в учебном процессе со многими преподавателями и каждый преподаватель ведет занятия с разными студентами.
Наряду с ассоциативными отношениями (т.е. связями между ИО разного типа) существуют информационные отношения и между атрибутами одного и того же ИО. В этом случае также различают взаимосвязи типа 1:1, 1:N, M:N. Рассмотрим их примеры.
1. В каждом типе ИО между возможными уникальными ключами всегда существует связь типа 1:1. Например, для ИО СТУДЕНТ
Номер_студбилета Номер_паспорта
2. При поселении студентов в общежитие связь между атрибутами комнат и студентов в ИО ПОСЕЛЕНИЕ имеет тип 1:N:
Номер_комнаты ФИО_студента
3. Между атрибутами Фамилия_пациента и Фамилия_хирурга в ИО ОПЕРАЦИЯ сущестует связь типа M:N, поскольку несколько пациентов с одинаковыми фамилиями могли быть прооперированы несколькими хирургами, а несколько хирургов с одинаковыми фамилиями могли прооперировать разных пациентов. Следовательно,
Фамилия_пациента Фамилия_хирурга
Все рассмотренные выше ИОС - бинарные, т.е. связывают два экземпляра ИО или значения двух атрибутов ИО.
Однако, взаимосвязь между объектами ПрО может охватывать не только два, но и любое число объектов и их атрибутов. Например, отношение ОЦЕНКА устанавливается между тремя объектами ПРЕДМЕТ, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, СТУДЕНТ.
Иными словами, в общем виде на множестве ИО существуют не только бинарные, но и n-арные (т.е. множественные, групповые) отношения, причем каждый ИО или его атрибут может участвовать в любом количестве связей. В таких случаях отдельные связи, в которые вступают экземпляры ИО, принято нумеровать или именовать, например,
Завершая рассмотрение видов и типов информационных отношений на множестве ИО, отметим, что ИОт создают отдельный класс информационных структур и вместе с другими видами информационных структур (типами и экземплярами ИО) обеспечивают возможность адекватного логико-семантического описания любых ПрО при их информационном отображении в ИБ.
4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СТРУКТУР
В ИНФОЛОГИЧЕСКИХ ГРАФОВЫХ И РЕЛЯЦИОННЫХ МОДЕЛЯХ ПрО
Рассмотрим использование информационных структур в инфологических моделях ПрО с применением графических и реляционних средств моделирования.
4.1.Информационные структуры в граф-моделях “объекты – связи”
Информацию об объектах ПрО и их взаимосвязях можно описать, используя графические модели, называемые диаграммами объектов-связей или ER-диаграммами (Entity-сущность,объект, Relation-отношение).
ER-диаграммы конструируются с применением таких графических обозначений.
О
S
днородные совокупности S объектов ПрО s изображаются прямугольниками с записанными в них именами S:Атрибуты объектов sS изображаются именованными овалами, которые соединяются с прямоугольником S ненаправленными ребрами, и ключевые атрибуты подчеркиваются:
С
вязи
(отношения)
между
совокупностями S
изображаются
именоваными
ромбами; ромб, моделирующий
связь между
совокупностями S1
и
S2,
соединяется
двумя
ненаправленными
ребрами с
прямоугольниками
S1
и
S2,
и
на ребрах проставляются
типы
отношений
(явным
образом
или с
помощью стрелок):
Е
слисовокупность
S
участвует в разних
отношениях,
то ребра нумеруются или
обозначаются
определенными метками:
Н
а
рис.3
приведен
пример
диаграмми
объектов
- связей для ПрО
“ДОСТАВКА_ТОВАРОВ_ВОЗДУШНЫМ_ТРАНСПОРТОМ”.
Рис 3.
Легко увидеть, что способ построения граф-модели ПрО в виде диаграммы объектов-связей базируется на использовании соответствующих информационных структур: именованные прямоугольники вместе с соответственными именованными овалами задают типы ИОС, а именованные ромбы вместе с ребрами-связями – информационные ассоциативные отношения на множестве ИО.
Диаграммы объектов – связей описывают инфологические модели ПрО с помощью графических и естесственноязыковых средств. Этот способ логико-семантического отображения информации об объектах и их взаимосвязях, благодаря своей простоте и наглядности, является очень удобным для информационного описания ПрО с точки зрения его восприятия человеком.
Вместе с тем, с формальной (математической) точки зрения более привлекательной является реляционная инфологическая модель ПрО.
4.2.Информационные структуры в реляционных моделях ПрО
Реляционная инфологическая модель описывает ПрО в виде совокупности взаимосвязанных отношений (relation – отношение, связь, реляция).
Такие отношения разделяются на два класса:
объектные (атрибутивные) отношения,
отношения-связи.
Объектные отношения задают объекты ПрО, ставя им в соответствие описания типов ИО с помощью определенных наборов атрибутов ИО (поэтому их и называют атрибутивными). Отношения-связи задают логические связи на множестве типов ИО.
Для рассмотренного примера ПрО (рис.3) реляционное описание ПрО включает 3 объектных отношений и 2 отношения-связи:
ТОВАР (Название, Производитель, Цена, Количество)
ВЫЛЕТ (Дата)
РЕЙСА (Номер_рейса, Аэропорт_вылета, Аэропорт_назначения,
Время_вылета, Время_прибытия) (3)
ДАТА_ДОСТАВКИ (ТОВАР, ВЫЛЕТ [M :N])
ВЫПОЛНЕНИЕ_РЕЙСА (ВЫЛЕТ, РЕЙС [N :1])
Общая схема объектного отношения, представляющего объекта с именем S и атрибутами A1, A2, … , An, имеет вид:
S (A1, A2, … , An), (4)
где S – имя отображаемого реального объекта, которое одновремнно выступает и как имя соответствующего ИО, A1, A2, … , An - имена атрибутов этого ИО.
Схема (4) устанавливает определенный вид связи между атрибутами A1,…, An, которая состоит в том, что все эти атрибуты принадлежат некоторому фиксированному оъекту S. Итак, объектные (атрибутивные) отношения являются отношенями принадлежности на множестве атрибутов.
Между
атрибутами A
,
… , A
объектного
отношения S
существуют
те или иные
зависимости
(связи)
типа
1:1, 1:N
или
M:N.
Например,
в
объектном
отношении
ТОВАР имеют
место
следующие зависимости между атрибутами:
Название Количество,
Название Производитель,
Название Цена,
в отношении РЕЙС – зависимости:
Номер_рейса Аэропорт_вылета
Номер_рейса Аэропорт_назначения (5)
Номер_рейса Время_вылета
Номер_рейса Время_прибытия
На основе существующих зависимостей между атрибутами схемы S определяются ключевые атрибуты отношения S. Например, в отношении РЕЙС, согласно зависимостям (5), по номеру рейса однозначно определяются значения атрибутов Аэропорт_вылета, Аэропорт_назначения, Время_вылета,
Время_прибытия, поэтому атрибут Номер_рейса целесообразно выбрать как ключ объектного отношения РЕЙС.
В схемах объектных отношений первичные ключи подчеркиваются. Например, в реляционной модели (4) ИО ВЫЛЕТ и РЕЙС имеют простые ключи– Дата и Номер рейса соответственно, в ИО ТОВАР используется составной ключ Название Производитель.
Отношения-связи задают взаимосвязи между ИО в виде схемы
R(S1, S2, … , Sm) (6)
где R – имя отношения (т.е. название соответствующей реальной связи между объектами ПрО), S1, … , Sm– имена информационных объектов ИО1, … , ИОm, которые связаны этим отношением.
Каждый из ИО, представленных в схеме (6) своими именами, должен быть задан в реляционной модели в виде объектного отношения с определенным первичным ключем.
Если отношение (6) является бинарным (связывает два ИО), то в (6) задается также тип бинарной связи, как, например, в модели (3).
Наиболее часто в схеме (6) применяют составное имя R, сформированное из имен объектных отношений S1, … , Sm, а ключи этих отношений указывают в явном виде. В таких нотациях отношения-связи модели (3) имеют вид:
ТОВАР – ВЫЛЕТ (Название Производитель, Дата [M : N])
ВЫЛЕТ – РЕЙС (Дата, Номер_рейса [N :1]) (7)
Кроме рассмотренных, примененяются и другие нотации как для объектных отношений, так и для отношений-связей.
Рассмотренные примеры графической и реляционной моделей ПрО “ДОСТАВКА_ТОВАРОВ_ВОЗДУШНЫМ_ТРАНСПОРТОМ” дают достаточно полное представление о том, каким образом информационные структуры используются в качестве языковых средств описания инфологических моделей ПрО.
1 Несмотря на то, что значения атрибута Номер_телефона задаются цифрами, атрибут имеет символьный тип , т.к. над номерами телефонов нельзя выполнять арифметические операции.