ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Описание предметной области базы данных. Концептуальное проектирование– разработка инфологической модели в виде

ER – диаграммы.

Цель работы: Получить теоретические знания и практические навыки проектирования баз данных (БД). Продолжить анализ предметной области. Научиться разрабатывать инфологическую модель БД в виде ER-диаграмм.

1. Теоретические сведения

1.1. Понятие инфологической модели

В первой лабораторной работе рассматривались три уровня моделей, которые поддерживаются СУБД: внутренний, внешний и концептуальный. Но для того, чтобы спроектировать структуру базы данных, необходима исходная информация о предметной области. Желательно, чтобы эта информация была представлена в формализованном виде.

Такое формализованное описание предметной области будем называть инфологической (infological) моделью предметной области (ИЛМ) или концептуальной моделью (КМ).

Существует следующие модели организации баз данных: иерархические, сетевые и реляционные:

• Иерархическая модель базы данных состоит из объектов с указателями от родительских объектов к потомкам, соединяя вместе связанную информацию. Иерархические базы данных могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй — объекты второго уровня и т. д.

• Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.

• В реляционной модели база данных представляет собой совокупность связанных таблиц. Реляционная - от слова RELATION-отношение. На сегодняшний день она получила самое широкое распространение.

Рис. 2.1. Описание таблицы БД

1.2. ER-диаграммы.

Чаще всего описание объектов ПО и связей между ними представляются в виде так называемых ER-моделей (или ER-диаграмм). От Entity-Relationship - сущность-связь. На ER- диаграммах выделяют сущности предметной области.

Использование ER-моделирования (особенно в сочетании с автоматизированными средствами проектирования – CASE-средствами) дает много преимуществ:

• предписывая определенную методологию моделирования, делает анализ предметной области более целенаправленным и конкретным;

• является удобным средством документирования проекта;

• позволяет вести проектирование модели без привязки к конкретной целевой СУБД и осуществлять выбор последней в любой момент времени (чем ближе к концу проектирования это будет сделано, тем точнее может быть выбор).

1.2.1. Понятие «объект» и «класс объектов».

В предметной области имеется множество разнообразных объектов. Объект – понятие очень широкое. Его трудно точно определить. Обычно под объектом понимают некую сущность (реальную или абстрактную), о которой собирается какая-то информация. Объекты группируются в классы.

Вместо термина «объект» часто используется термин «сущность». В дальнейшем мы будем рассматривать эти термины как синонимы.

Классом объектов называют совокупность объектов, обладающих одинаковым набором свойств. Например, для объектов класса «СТУДЕНТ» таким набором свойств являются: «ГОД_РОЖДЕНИЯ», «ПОЛ» и др.

Объекты могут быть реальными, как названный выше объект «СТУДЕНТ», и абстрактными, как, например, «ПРЕДМЕТЫ», которые изучают студенты.

ER-модель строится на уровне классов объектов, а не отдельных экземпляров объектов. Например, опишем в качестве ПО список студентов факультета. Каждому классу объектов в ER-модели присваивается уникальное имя. Именем класса объекта является грамматический оборот существительного (существительное, у которого могут быть прилагательные и предлоги).

Рис. 2.2. Обозначение классов объектов и их свойств в инфологической модели (ИЛМ)

Если имя состоит из нескольких слов, то желательно, чтобы первым стояло существительное. Существительное должно употребляться в единственном, а не во множественном числе (например, «ДИСЦИПЛИНА_ИЗУЧАЕМАЯ»). Помимо имени класса объектов в ER-модели может использоваться его короткое кодовое обозначение; для дальнейшего перехода к даталогической модели еще может указываться имя, которое будет использоваться при описании структуры базы данных.

При построении ER-модели желательно дать словесную интерпретацию каждой сущности, особенно, если возможно неоднозначное толкование понятия.

При отражении в информационной системе (ИС) каждый объект (имеется в виду уже экземпляр объекта, а не весь класс) представляется своим именем. Уникальное имя объекта будем называть идентификатором. Каждый объект должен иметь, по крайней мере, один идентификатор и обладать определенным набором свойств – характеристик, описывающих состояние каждой сущности.

Первичный ключ - это атрибут, уникально идентифицирующий отдельные экземпляры типа сущности.

Если считать, что сущность преобразовывается в таблицу, то первичный ключ - это поле уникально идентифицирующее запись. На ER- диаграмме атрибуты составного первичного ключа будем обозначать подчеркиванием (см. рис. 2.2.).

На графическом представлении ИЛМ класс объектов обозначается прямоугольником, в который вписано имя класса. Свойства, характеризующие класс, записываются рядом с соответствующим прямоугольником и соединяются с ним при помощи выносных линий. Связь между объектом и его свойствами может носить различный характер. На Рис. 2.2. показан пример изображения на схеме ИЛМ класса объектов и его свойств. Здесь класс «Студент» обладает свойствами различных типов. Статические свойства помечаются символом S над стрелкой соответствующей свойству (например, свойство «Пол»). Динамические свойства помечаются латинской буквой D. (свойство «Телефон»). Единичные свойства соединяются с выносной линией при помощи одинарной стрелки (свойства «Фамилия», «Имя» и т. д). Множественные свойства указываются двойной стрелкой (свойство «Иностранные языки»). Условные свойства обозначаются пунктирным прямоугольником (свойство «Примечание») . Примером составного свойства, отражающего родовидовые отношения, на Рис. 2.2. является свойство «Адрес».