Модель «сущность-связь»

Одной из наиболее популярных семантических моделей данных является модель «сущность-связь» (часто называемая также ER-моделью — по первым буквам ан­глийских слов Entity (сущность) и Relation (связь)).

На использовании разновидностей ER-модели основано большинство современ­ных подходов к проектированию баз данных (главным образом, реляционных). Модель была предложена Ченом в 1976 г. Моделирование предметной области базируется на использовании графических диаграмм, включающих небольшое число разнородных компонентов. В связи с наглядностью представления концеп­туальных схем баз данных ER-модели получили широкое распространение в CASE-средствах, предназначенных для автоматизированного проектирования реляцион­ных баз данных.

Для моделирования структуры данных используются ER-диаграммы (диаграммы «сущность-связь»), которые в наглядной форме представляют связи между сущ­ностями. В соответствии с этим ER-диаграммы получили распространение в CASE-системах, поддерживающих автоматизированное проектирование реляционных баз данных. Наиболее распространенными являются диаграммы, выполненные в со­ответствии со стандартом IDEF1X, который используют наиболее популярные CASE-системы (в частности, ERwin, Design/IDEF, Power Designer).

Основными понятиями ER-диаграммы являются сущность, связь и атрибут.

Сущность

Сущность — это реальный или виртуальный объект, имеющий существенное зна­чение для рассматриваемой предметной области, информация о котором подле­жит хранению. Если не вдаваться в подробности, то можно считать, что сущности соответствуют таблицам реляционной модели. Каждая сущность должна обладать следующими свойствами:

О иметь уникальный идентификатор;

О содержать один или несколько атрибутов, которые либо принадлежат сущнос­ти, либо наследуются через связь с другими сущностями;

О содержать совокупность атрибутов, однозначно идентифицирующих каждый экземпляр сущности.

Любая сущность может иметь произвольное количество связей с другими сущно­стями.

В диаграммах ER-модели сущность представляется в виде прямоугольника, со­держащего имя сущности (рис, 6,1).

Связь

Связь — это соединение двух сущностей, при котором, как правило, 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.

Связь представляется в виде линии, связывающей две сущности или идущей от сущности к ней же самой (рис. 6.2). Для каждой связи между сущностями указы­ваются правила, обеспечивающие ее поддержание.

Атрибут

Атрибут является характеристикой сущности, значимой для рассматриваемой предметной области. В ER-диаграммах список атрибутов сущности отображается в виде строк внутри прямоугольника с изображением сущности (рис. 6.3). В реля­ционных базах данных аналогом атрибута является поле таблицы.

Общие сведения о case-средствах

За последнее десятилетие в области технических средств программирования сфор­мировалось новое направление — CASE-технология (Computer-Aided Software/ System Engineering). CASE-технология представляет собой совокупность методо­логий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных систем и под­держивается комплексом взаимосвязанных средств автоматизации.

При использовании методологий структурного анализа появился ряд ограничений (сложность понимания, большая трудоемкость и стоимость использования, неудоб­ство внесения изменений в проектные спецификации и т. д.). CASE-технологии с самого начала развивались именно с целью преодоления этих ограничений путем автоматизации процессов анализа и интеграции поддерживающих средств. О поддержка коллективной разработки и управления проектом. CASE-техноло-гия поддерживает групповую работу над проектом, обеспечивая возможность работы в сети, экспорт-импорт любых фрагментов проекта для их развития и/ или модификации, а также планирование, контроль, руководство и взаимодей­ствие, то есть функции, необходимые в процессе разработки и сопровождения проектов. Эти функции также реализуются на основе репозитория. В частно­сти, через репозиторий могут осуществляться контроль безопасности (ограни­чения и привилегии доступа), контроль версий и изменений и т. п.;

О макетирование. CASE-технология дает возможность быстро строить макеты (прототипы) будущей системы, что позволяет заказчику на ранних этапах раз­работки оценить, насколько она устраивает его и приемлема для будущих поль­зователей;

О генерация документации. Вся документация по проекту генерируется автомати­чески на базе репозитория (как правило, в соответствии с требованиям!! действу­ющих стандартов). Несомненное достоинство CASE-техпологпи заключается в том, что документация всегда отвечает текущему состоянию дел, поскольку лю­бые изменения в проекте автоматически отражаются в репозиторий (известно, что при традиционных подходах к разработке программного обеспечения доку­ментация в лучшем случае запаздывает, а ряд модификаций вообще не находит в ней отражения);

О верификация проекта. CASE-технология обеспечивает автоматическую вери­фикацию и контроль проекта на полноту и состоятельность на ранних этапах разработки, что влияет на успех разработки в целом;

О автоматическая генерация программного кода. Генерация программного кода осуществляется на основе репозитория и позволяет автоматически построить до 85-90% текстов на языках высокого уровня.

О сопровождение и реинжиниринг. Сопровождение системы в рамках CASE-тех-нологии характеризуется сопровождением проекта, а не программных кодов. Средства реинжиниринга и обратного инжиниринга позволяют создавать мо­дель системы из ее кодов и интегрировать полученные модели в проект, авто­матически обновлять документацию при изменении кодов, автоматически из­менять спецификации при редактировании кодов и т. п.

Далеко не все CASE-средства поддерживают все указанные выше возможности. По­этому обычно к CASE-средствам относят любой программный продукт, автоматизи­рующий ту или иную совокупность процессов жизненного цикла программного обес­печения и обладающий следующими основными характерными особенностями:

О наличие мощных графических средств для описания и документирования ин­формационной системы, обеспечивающих удобный интерфейс с разработчи­ком и развивающих его творческие возможности;

О интеграция отдельных компонентов CASE-средств, обеспечивающая управля­емость процесса разработки информационной системы;

О использование специальным образом организованного хранилища проектных метаданных репозитория).

Рассмотрим создание модели информационной системы. Для этого используем пример базы данных Премьер. В качестве CASE-средства будем использовать одну из наиболее популярных систем моделирования данных — Power Designer фирмы Sybase.