12.2. Общий подход

Общий подход к проблеме семантического моделирования характеризуется четырьмя основными этапами.

1. Прежде всего следует попытаться задать множество семантических концепций (понятий), которые могут быть полезны при неформальном обсуждении реального мира.

• Например, можно согласиться с тем, что мир состоит из объектов. (Хотя невоз­можно с заданной точностью утверждать, что является объектом, а что — нет. Несмотря на это, концепция объектов весьма полезна для описания реального мира, по крайней мере с интуитивной точки зрения.)

• Развивая эту концепцию, можно допустить, что объекты образуют типы объек­тов. Например, можно предположить, что все отдельные сотрудники являются экземплярами некоторого типа объекта EMPLOYEE (сотрудник). Преимуще­ство такой группировки заключается в том, что все объекты определенного типа будут обладать некоторыми общими свойствами (например, получение сотруд­никами зарплаты), а потому такая группировка может привести к некоторой (и совершенно очевидной) экономии представления. В реляционных терминах, на­пример, общность выражается в заголовке отношения.

• Более того, можно согласиться с тем, чтобы каждый объект имел некое особое свойство, которое служит для идентификации этого объекта, т.е. с тем, чтобы каждый объект обладал идентичностью.

• Наконец, можно также предположить, что каждый объект может быть связан с другими объектами с помощью отношений.

И т.д. Однако здесь следует заметить, что все эти термины (экземпляр объекта, тип объекта, свойство, отношение и т.д.) определены не совсем точно или строго, поскольку некоторые из них являются всего лишь семантическими, а не формаль­ными терминами. Например, первый термин не является формальным, а второй, третий и четвертый термины — являются.

2. Далее нужно определить множество соответствующих символических (т.е. фор­мальных) объектов, которые могут быть использованы для представления опи­санных выше семантических концепций. Например, в расширенной реляционной модели RM/T [12.5] предлагается несколько особых видов отношений, которые называются Е- и Р-отношениями. Грубо говоря, Е-отношения (от entity-relations) представляют объекты, а Р-отношения (от property-relations) — свойства, однако Е- и Р-отношения, конечно, имеют некоторые формальные определения, тогда как объекты и свойства их не имеют.

3. Кроме того, нужно вывести множество формальных правил целостности для ра­боты с такими формальными объектами. Например, модель типа RM/T содержит правило целостности под названием целостность свойств, которое утверждает, что для каждого элемента Р-отношения должен существовать соответствующий ему элемент Е-отношения (таким образом отражается тот факт, что каждое свой­ство должно быть свойством некоторого объекта).

4. Наконец, следует задать множество формальных операторов для манипулирова­ния этими формальными объектами. Например, в модели RM/T присутствует опе­ратор PROPERTY, который можно использовать с Е-отношением и всеми соответ­ствующими Р-отношениями таким образом, чтобы собрать вместе все свойства данного объекта.

Объекты, правила и операторы, описанные в пунктах 2—4, вместе образуют рас­ширенную модель данных, если эти конструкции действительно являются супермно­жеством конструкций одной из базовых моделей, таких как, например, базовая реля­ционная модель. Хотя на самом деле в таком контексте нет четкого различия между расширенной и базовой моделью. Однако здесь следует обратить пристальное вни­мание на то, что правила и операторы являются такой же частью расширенной модели, как и объекты (точно так же, как это организовано в реляционной модели). Тем не менее, с точки зрения проектирования баз данных операторы являются менее важной частью модели по сравнению с объектами и правилами целостности. Поэтому за исключением нескольких комментариев, посвященных операторам, основное вни­мание в этой главе уделяется не операторам, а объектам и правилам.

В пункте 1 упоминалась попытка определения множества семантических концеп­ций, которые были бы полезны при описании реального мира. Некоторые из них, а именно объекты, свойства, связи и подтипы, показаны на рис. 12.1. Для каждой из этих концепций на рисунке приведено неформальное определение и несколько ти­пичных примеров. Обратите внимание, что все эти специально подобранные примеры иллюстрируют возможность рассматривать один и тот же предмет реального мира одними пользователями как объект, другими — как свойство, а третьими — как от­ношение. (Этот пример прекрасно демонстрирует, почему невозможно дать строгое определение такого термина, как "объект".) Основная цель семантического модели­рования (еще не совсем достигнутая) как раз и заключается в том, чтобы поддержи­вать такую гибкость интерпретации.

Понятие	Неформальное определение	Примеры
ОБЪЕКТ	Различимые объекты	Поставщик, товар, поставка, сотрудник, отдел, человек, произведение, концерт, оркестр, дирижер, заказ, ассортимент за­казов

СВОЙСТВО	Информация, описывающая объект	Номер поставщика, количество поставок, отдел сотрудника, рост человека, вид кон­церта, дата заказа
ОТНОШЕНИЕ	Объект, который служит для органи­зации взаимодействия двух или не­скольких других объектов	Поставка (поставщик-товар), назначение (сотрудник-отдел)
ПОДТИП	Тип объекта Y является подтипом типа объекта Х тогда и только тогда, ко­гда каждый объект типа Y обязательно является объектом типа Х	Тип "сотрудник" является подтипом типа "человек"

Рис. 12.1. Некоторые полезные семантические концепции

В заключение следует заметить, что в предыдущих главах отношения рассматри­вались как своего рода отдельные объекты, причем подчеркивалось, что они таким же образом будут рассматриваться во всей книге. Кроме того, в качестве одного из преимуществ реляционной модели отмечалось единство представления всех объектов, включая зависимости между объектами, на основе отношений. Тем не ме­нее, концепция отношений (так же, как и концепция объектов) действительно интуи­тивно полезна при описании реального мира; более того, представленный ниже в этой главе подход будет в значительной степени опираться на различия между объек­тами и отношениями. Поэтому в нескольких следующих разделах будет принята тер­минология на основе отношений, а некоторые другие более подробные сведения на эту тему будут добавлены позже.