2.2 Исчисление типов отношений между типами объектов

Отношение - связь между объектами разных типов по поводу чего-либо. Существуют следующие типы отношений между типами объектов:

1 : 1 (один к одному)

1 :  (один ко многим)

 : 1 (многие к одному)

 :  (многие ко многим)

Например, между типами объектов «зритель и место в зрительном зале» в пределе одного сеанса «один к одному».

На новогодний утренник пришли мамаши с детьми, отношение между типами объектов «мать» и «ребенок» «один ко многим». Причем со стороны отношения «ко многим» потенциально может находиться от нуля до бесконечности.

Отношение «многие к одному» является перевернутым «один ко многим».

Отношение между типами объектов «спортсмен» и «соревнование» относится к типу «многие ко многим» ( : ). Т.к. один спортсмен может принять участие во многих соревнованиях, а в одном соревновании могут принять участие многие спортсмены.

Чтобы определить тип отношений между двумя типами объектов необходимо получить ответы на два стандартных вопроса и сложить их по правилам математической логики.

Вопрос №1: Сколько объектов типа В соответствуют одному объекту типа А.

Вопрос №2: Сколько объектов типа А соответствуют одному объекту типа В.

Складываем ответы по правилам математической логики.

1 + 1 = 1

1 +  = 

 + 1 = 

 +  = 

	А : В
Вопрос 1	1 : ?
+
Вопрос 2	? : 1
	? : ?

Пример 1: Отношение между зрителями и местами в зрительном зале:

	Зритель	Место
Сколько объектов типа «место» соответствует одному объекту типа «зритель»?	1 : 1
+
Сколько объектов типа «зритель» соответствует одному объекту типа «место»?	1 : 1
	1 : 1

Пример 2: Мать - Ребенок

	Мать	Ребенок
Сколько объектов типа «ребенок» соответствует одному объекту типа «мать»?	1 : 
+
Сколько объектов типа «мать» соответствует одному объекту типа «ребенок»?	1 : 1
	1 : 

Пример 3. Спортсмен - соревнование

	Спортсмен	Соревнование
Сколько объектов типа «соревнование» соответствует одному объекту типа «спортсмен»?	1 : 
+
Сколько объектов типа «спортсмен» соответствует одному объекту типа «соревнование»?	 : 1
	 : 

2.3 Модель «сущность-связь» и ее разновидности. Основы er моделирования

При проектировании предметной области ее структура представляется в виде схемы. При этом одной из наиболее важных и распространенных семантических моделей является модель «сущность-связь» или, как ее еще называют «объект-отношение» (от англ. entity – relationship).

На использовании разновидности ER-модели основано большинство современных подходов к проектированию реляционных баз данных.

Модель «сущность-связь» впервые была предложена в 1976 году Петером Пин Шен Ченом. Им были описаны основные элементы, после чего были предприняты многочисленные попытки ее совершенствования.

Разновидностями ER модели являются:

исходная модель «сущность-связь», предложенная Ченом;

1. расширенная модель «сущность-связь»;

2. информационная инженерия;

3. IDEF 1X;

4. UML: Universal modeling language.

Нами будет использована упрощенная модель «сущность-связь».

Эта модель является графической по своей природе. На схеме структуры предметной области типы объектов будут обозначены прямоугольниками, отношения между типами объектов стрелками и атрибуты - овалами.

Условные обозначения:

Рис. 2.3.1. Схема структуры предметной области с атрибутами и расшифровкой характера связи между типами объектов

Рассмотрим структуру предметной области «Университет»:

Рис.2.3.2 Схема структуры предметной области «Университет»

Эта предметная область является достаточно простой при этом она очень громоздка, в связи с чем в дальнейшем нами будет использоваться упрощенная версия модели «сущность - связь». На схеме мы будем изображать только типы объектов и связи между ними.

С математической точки зрения схема структуры предметной области представляет собой граф. Граф – это фигура, состоящая из вершин и ребер (линий), соединяющих эти вершины.

В расширенной версии модели «сущность-связь» один класс связей может соединять несколько типов объектов. Число типов объектов участвующих в связи называется степенью связи. Степени всех связей, представленных на рис.1, равны двум. Такие связи называются бинарными. Если количество объектов, участвующих в связи, равно трем, связь называется тернарной. Внутри ромбов на схеме может указываться потенциальное количество объектов с каждой из сторон связи. Эти числа называются максимальными кардинальными числами.

Приведем пример тернарной связи.

В большинстве версий модели «сущность-связь» тернарные связи преобразуются в бинарные, причем классы связей преобразуются в типы объектов.

В модели «сущность-связь» одним из ключевых понятий является понятие атрибута. Атрибуты характеризуют свойства типов объектов. Исходное определение модели «сущность-связь» включает в себя композитные и многозначные атрибуты. Композитным атрибутом является, например, Адрес, который состоит из атрибутов Индекс, Города, Улица и т.д.

Многозначными атрибутами могут являться, например, для типа объектов «Сотрудник», атрибуты Должность и Оклад, которые могут изменяться с течением времени.

В большинстве версий модели «сущность-связь» однозначные композитные атрибуты игнорируются и требуется, чтобы многозначные атрибуты, независимо от того, какие они, составные или нет, преобразовывались в сущности.

Типы объектов имеют идентификаторы. Идентификаторы предназначены для выделения объектов среди им подобных. Идентификатор может быть уникальным или неуникальным. Если идентификатор уникален, то он будет указывать на один, и только один объект данного типа. Идентификаторы, состоящие из нескольких атрибутов, называются композитными.

В модели «сущность-связь» определен особый тип сущности, называемый слабой. Слабой называется такая сущность, которая не может существовать без наличия другой - сильной сущности. Например, для типов объектов Начальник и Подчиненный, сущность Подчиненный является слабой, а сущность Начальник - сильной.

Слабые сущности могут быть идентификационнозависимыми и идентификационнонезависимыми. Идентификационнозависимыми называются такие сущности, идентификатор которых содержит идентификатор другой сущности.

Например, сущность Квартира является идентификационнозависимой слабой сущностью, поскольку она не может существовать отдельно вне дома. В состав идентификатора сущности Квартира входит идентификатор сущности Дом.

Идентификационнозависимые слабые сущности часто встречаются на схемах структур предметных областей бухгалтерского учета.

В общем виде документ является сильной сущностью, а Позиция документа - слабой сущностью. Для отображения на схеме каждого из следующих документов: счет, платеж, ведомость, авансовый отчет и т.д. будут использоваться два типа объектов, один из которых будет содержать реквизиты шапки документа, а другой реквизиты табличной части.

В расширенной версии модели «сущность-связь» выделяют такой тип связей, как рекурсивный, который используют для обозначения отношения между объектами одного типа.

В упрощенной версии модели «сущность-связь» для обозначения рекурсивных связей нами будут использоваться структуры представленные справа на рис.2.3.8.