4.1.4. Формализованное описание концептуальной схемы банка данных. (вопрос 42)

Формализованное описание концептуальной схемы банка данных осуществляется средствами одной из семантических моделей данных.

Семантические модели данных возникли в противовес ограниченности средств и способов выражения смысловой организации связей между таблицами-сущностями в реляционной модели данных. При этом в большинстве случаев семантические модели применяются на стадии концептуального проектирования с последующим преобразованием концептуальной схемы банка данных в схему соответствующей реляционной базы данных. В этом смысле разработку концептуальной схемы банка данных называют семантическим моделированием данных.

Наиболее распространенным средством семантического моделирования данных являются диаграммы «сущность-связь» (Entity-Relationship Diagram – ERD), нотация которых была введена Питером Ченом в 1976 г.

Базовыми понятиями ERD являются: сущность, связь, атрибут.

Сущность (Entity) – реальный либо воображаемый объект, имеющий существенное значение для рассматриваемой предметной области.

Каждая сущность должна обладать уникальным идентификатором. Каждый экземпляр сущности должен однозначно идентифицироваться и отличаться от других экземпляров данного типа сущности.

Каждая сущность должна обладать некоторыми свойствами:

• иметь уникальное имя; к одному и тому же имени должна всегда применяться одна и та же интерпретация; одна и та же интерпретация не может применяться к различным именам, если только они не являются псевдонимами;

• обладать набором атрибутов, которые принадлежат, либо наследуются через связь;

• обладать одним или несколькими атрибутами, которые однозначно идентифицируют каждый экземпляр сущности.

Каждая сущность может обладать любым количеством связей с другими сущностями модели.

Связь (Relationship) – поименованная ассоциация (объединение) между двумя сущностями, значимая для рассматриваемой предметной области. Связь – это ассоциация между сущностями, при которой каждый экземпляр одной сущности ассоциирован с произвольным (в том числе нулевым) количеством экземпляров второй сущности, и наоборот.

Атрибут (Attribute) – любая характеристика сущности, значимая для рассматриваемой предметной области и предназначенная для квалификации, идентификации, классификации, количественной характеристики или выражения состояния сущности. Атрибут представляет тип характеристик или свойств, ассоциированных с множеством реальных или абстрактных объектов (людей, мест, событий, состояний, идей, предметов и т.д.). Экземпляр атрибута – это определенная характеристика отдельного элемента множества. Экземпляр атрибута определяется типом характеристики и ее значением. На диаграмме «сущность-связь» атрибуты ассоциируются с конкретными сущностями. Таким образом, экземпляр сущности должен обладать единственным определенным значением для ассоциированного атрибута.

В качестве примера на рис. 4.3 приведена концептуальная схема банка данных АИС по делопроизводству. Объекты сущности изображены прямоугольниками с перечнем атрибутов. Связи типа «один - ко - многим» обозначены линиями с парой символов (1,∞) на концах соответствующих объектов, связи типа «многие - ко - многим» - с парой символов (∞, ∞) и связи типа «один - к - одному» линиями с парой символов (1,1). Обязательный характер связи обозначен черным квадратиком-клеммой на конце соответствующей связи, необязательный характер – пустым квадратиком-клеммой.

Формализованное описание концептуальной схемы (семантической модели) банка данных в большинстве случаев осуществляется на бумаге и служит основой эскизного проекта создания банка данных ИС.

Следующим шагом является построение схемы базы данных средствами СУБД. Средства СУБД, поддерживают ту или иную модель данных, например, реляционную. С их помощью создается структура банка данных, соответствующая концептуальной схеме.

При переходе от концептуального к схемно-структурному проектированию может появиться разрыв в семантических средствах выражения сущностей, атрибутов, связей и т.д. Адекватность реализации концептуальной схемы определяется эмпирически в ходе отладки и эксплуатации банка данных.

Рис. 4.3. Пример концептуальной схемы АИС по делопроизводству.