Частина II. Проектування баз даних Тема 3. Принципи концептуального проектування баз даних

З цієї теми передбачається проведення двох практичних занять.

На цих заняттях зосередимо увагу на:

• основах концептуального моделювання даних;

• методології концептуального проектування БД та використанні моделі "сутністьзв'язок";

• створенні ERдіаграм і розширених EERдіаграм;

• застосовуванні до наборів запитів, призначених для користувача, і існуючих звітів.

Після цих занять, ви зможете:

• Користуватися основними прийомами концептуального моделювання даних для фіксації даних і зв’язків між ними, що містяться в простих, призначених для користувача, запитах і існуючих звітах і формах.

• Показати, як створюються складені об'єктні множини на основі існуючих зв’язків, і пояснити, яким чином вони функціонують як об'єктні множини, що володіють атрибутами, і беруть участь в зв’язках.

• Створювати ERдіаграмиі і розширені EERдіаграми.

• Продемонструвати, як концептуальне моделювання даних може бути застосоване до вирішення тих інформаційних проблем, що часто зустрічаються в бізнесі.

План.

І. Основні теоретичні питання:

1. Реальність і моделі.

2. Концептуальні моделі даних:

1. сутність (об'єкти), конкретизація і узагальнення, потужність;

2. атрибути, ключі;

3. зв’язки, складені зв’язки.

3. Побудова концептуальної моделі даних на основі існуючих звітів.

4. Моделювання концептуальних і фізичних об'єктів.

ІІ. Практична частина.

1. Питання на повторення.

2. Вправи і задачі.

3. Проекти і професійні питання

ІІІ. Словник термінів

ІV Додаток

Література.

[4] гл.4, 5

[6] гл.5, 7

[10] гл.4

ІІ. Практична частина

1. Питання на повторення

1.1. Поясніть своїми словами значення термінів:

1. Модель.

2. Сутність.

3. Атрибути.

4. Бізнесправила.

5. Ключові атрибути.

6. Зв´язок.

7. Одиндо багато.

8. Показник кардинальності.

9. Тип сутності.

10. Ступінь участі.

11. Степінь зв´язку.

2. Опишіть призначення високорівневих моделей даних в процесі проектування бази даних

3. Назвіть основні концепції ERмоделі і вкажіть спосіб їх представлення на діаграмах.

4. Вкажіть обмеження, які можуть бути накладені на сутності — учасниці деякого зв'язку.

5. Опишіть проблеми, які можуть виникнути при створенні ERмоделі.

6. Назвіть основні поняття EERмоделі і вкажіть спосіб їх представлення на діаграмах.

7. Обговоріть, яким чином опитування користувачів і аналіз звітів використовують при концептуальному моделюванні даних в процесі концептуального проектування бази даних.

8. Обгворіть, яким чином аналізуються потенційні користувацькі запити для визначення слідуючих конструкцій концептуальної моделі даних:

а. Об'єктних множин.

b. Атрибутів.

с. Зв’язків.

d. Конкретизації.

1.9. Обгворіть, як аналізуються звіти для визначення наступних конструкцій концептуальної моделі даних:

а. Об'єктних множин(сутностей).

b. Атрибутів.

с. Зв’язків.

d. Конкретизації.

2. Вправи і задачі.

2.1. Встановіть відповідність між термінами і поясненнями до них:

багато добагато	Значення, що використовується для одно­значного визначення об'єктаелемента
бінарне зв'язок	Відношення між трьома або більш об'єктними множинами
складений об'єкт	Максимальне число елементів однієї об'єктної множини, пов'язане з одним елементом іншої об'єктної множини
семантична модель	Об'єктна множина, що складається з елементів, які не можна надрукувати
абстрактна об'єктна множина	вказують, яким чином сутності співвідносяться або взаємодіють між собою
конкретизація	Конкретний член об'єктної множини
зв’язк	Відношення, що має потужність «багато» в обох напрямках
одиндоодного	Об'єктна множина, що є підмножиною іншої об'єктної множини
відобразити	Властивість об'єкту володіти всіма атрибутами узагальненої множини, яку він конкретизує
об'єктелемент	Пов'язати елементи однієї області з елементами іншої області
Потужність (кардинальність)	Відношення, що розглядається як об'єктна множина
порожнє значення	Відношення, що має потужність «один» в обох напрямах
ключ	Фіксує значення категорій ре­ального світу і їх зв’язків
14. спадкоємство	Значення атрибуту, не визначене для конкретного елементу
15. зв'язок високого порядку	зв'язок між двома об’єктними множинами

2. У кожній з наступних задач потрібно створити концептуальну модель даних, що складається з об'єктних множин, зв’язків, атрибутів і так далі, яка давала б відповіді на питання, подібні даним. Вкажіть потужності (показник кардинальності) зв'язків.

2.2.1. Наступні моделі створюються для університету.

1. Скільки викладачів працює на фізикоматематичному факультеті? Їх прізвища? Хто працює на музичноомуму факультеті? (3ауваження: факультет «фізикоматематичний» або «музичнопедагогічний» узятий для прикладу. Модель повинна також відповідати на аналогічні питання, що стосуються і інших факультетів)

2. Які студенти спеціалізуються в інформатиці? В англійській мові?

c. Хто з викладачів читає курси по інформатиці? Які курси вони читають?

d. Скільки студентів займається за фахом "інформатика"? Які предмети вивчає Андрій Іваненко?

e. Скільки студентів, чиєю спеціалізацією є інформатика, офіційно зареєстровані на посиленій програмі (програмі магістра)? Хто є керівником магістерської роботи кожного з них?

2.2.2. Наступні моделі створюються для торгової фірми.

a. Які товари мають продажну ціну більше 200 гривень? Які з них мають закупівельну ціну менше 150 гривень? Які товари виробляються на Закарпатті? Хто їх виготовляє?

b. Хто з продавців продав товари ціною більше 2000 гривень? Визначити дати цих продажів? Яка базова зарплата цих продавців?

2.3. Наступні моделі створюються для банку. Почніть з моделі (Доаток, мал. 1) і додайте до неї все, що необхідне:

a.. Який відсоток володарів поточних рахунків банку складають його службовці?

b. Скільки касирів мають у банку ощадні рахунки? Скільки менеджерів? Скільки касирів не мають таких рахунків?

c. Хто з менеджерів, що мають у банку ощадні рахунки, керує співробітниками, що служать у банку і мають ощадні рахунки?

2.4. Припустимо, що у вас є колекція класичної музики, що міститься на компактдисках, пластинках і/або аудіокасетах, і ви хочете побудувати базу даних, яка дозволить знаходити записи певного композитора (наприклад, Сибеліуса), диригента (наприклад, Симона Ратла), соліста (наприклад, Артура Грюмікса), твору (наприклад, П'ята симфонія Бетховена), оркестру (наприклад, NYPO), виду твору (наприклад, концерт для віолончелі) або камерної групи (наприклад, квартет Кронус). Накресліть схему «сутністьзв’язок» для цієї бази даних. [5, стр 35]

5. Наступна інформація стосується концептуальної схеми бази даних:

Номер_залікової_книжки, Прізвище_студента, І’мя_студента, Побатькові студента, Дата_нарождення, Дата_вступу, Факультет, Спеціальність, №_Групи, Сімейний_стан, Особливі_відмітки.

Отримати декілька зовнішніх схем, що відповідають потребам різних типів користувачів системи.

5. Визначіть, на які питання не можна відповісти за допомогою даної моделі і поясніть чому (Додаток, Мал. 1 ):

1. Який середній баланс ощадних рахунків виробничих підприємств, на яких працює більше 500 чоловік?

2. Скільки жінок відкрили поточні рахунки 5 грудня 1988 року?

3. Виведіть концептуальну модель даних із звіту представлений нижче.

КОНСУЛЬТАЦІЙНА СЛУЖБА МАНУОРІНГ

ЗВІТ ПРО СПЕЦІАЛІЗАЦІЮ КОНСУЛЬТАНТІВ

Прізвище	№ страховки	Дата прийому	Код спеціальності	Опис спеціальності
Фаронов В.А.	539884242	22.11.04	А	Навчання користувачів
			B	Введення даних
			D	Перетворення файлів
Федоров С.М.	524338119	11.08.05	C	Програмування
			D	Перетворення файлів
			F	Системне проектування
Бондарь В.О.	560431111	07.03.05	A	Навчання користувачів
			C	Програмування
			D	Перетворення файлів (системний аналіз)
			F	Системне проектування

5. Для кожного з наступних тверджень намалюйте ER модель даних, що показує відношення (зв'язки) між об'єктними множинами, складні зв'язки та їх атрибути :

1. Студенти вивчають предмети і отримують по них оцінки.

2. Лекції з даного предмету читаються в певний час в певній аудиторії.

3. Кожна шкільна чверть може бути представлена як пора року (весна, осінь, зима, літо) і рік; вона починається і закінчується в певних числах.

4. Щодня службовці працюють певну кількість годин.

5. Люди підписуються на журнали; кожна підписка має дату початку і закінчення.

2.8. У кожній з наступних задач потрібно створити концептуальну модель даних, При необхідності використовуйте складні зв’язки і зв’язки високого порядку. Вкажіть потужності.

2.8.1. Скільки студентів займається з спеціалізації "інформатика"? Які предмети вивчає Андрій Іванов? Скільки разів Денис Ковальов вивчав Бухгалтерський облік? Коли і хто був його викладачем і які оцінки він отримав?

2.8.2. Професор історії хоче, щоб база даних давала відповіді на питання по історії Європи. Створіть окрему модель даних для кожної задачі.

1. Скільки королів Пруссії носили ім'я Фредерік? У які роки вони жили і в яких — правили? Чи управляли вони впродовж свого життя якиминебудь ще країнами? Чи управлялися в XVII столітті якінебудь європейські країни жінками? Якщо так, то які?

2. Чи правив дід МаріїАнтуанети якоюнебудь країною? Якиою і коли? Хто була її мати? Чи були випадки, коли правителі двох різних країн одружувалися між собою? Скільки дітей Генріха VIII стали королями Англії? Хто були їх матері?

2.9. В процесі роботи над проектом для страхової компанії Акме, один з аналітиків фірми Мануорінг створив звіт, що оцінює продуктивність праці операторів Акме, що вводять дані. Цей звіт видає число транзакцій кожного типу, введених кожним клерком кожного дня місяця. Виведіть концептуальну модель даних, яка могла б бути використана як основа для звіту представленного на малюнку.

СТРАХОВА КОМПАНІЯ АКМЕ

МІСЯЧНИЙ ЗВІТ ПРО ПРОДУКТИВНІСТЬ ПРАЦІ СЛУЖБОВЦІВ

З1 берзня по 31 березня

№ службопця	Прізвище	Дата	Тип транзакці	Кількість
3855	Чигирин С.	01.03.10	Новий поліс	15
			Внесок	75
			Вимога	22
		02.03.10	Новий поліс	18
			Внесок	53
			Вимога	25
. . .
3921	Карпов Т.	01.03.10	Внесок	45
			Зміна поліса	83
			Вимога	10
		02.03.10	Новий поліс	8
			Внесок	63
			Зміна поліса	35
. . .

Звіт, що відображає кількість транзакцій кожного типу, що вводяться

Інтеграція представлень даних.

2.10. Об'єднайте в загальну модель представлення даних (або моделейданих), які були створені в наступних завданнях:

а. У завданнях пункту 2.2.1

b. У завданнях пункту 2.2.2.

с. У завданнях 2 8.2.

2.11.. Розробіть ERмодель для фірми, яка займається комерційною діяльністю по реалізації своєї продукції і наданню послуг за описом поданим нижче:

Співробітник організації має П.І.П, табельний номер, посаду, спеціальність, оклад, надбавки за стаж і шкідливість.

Співробітники розподілені на декілька відділів. Кожен відділ має номер, назву і керівника. Співробітник не може керувати більш ніж одним відділом.

Організація працює з підприємствамиклієнтами. Кожне підприємство має назву, адресу, представника.

З підприємством може бути заключено декілька договорів. Договір характеризується унікальним номером, датою і типом. Кожним договором займається окремий співробітник.

У міру реалізації клієнтові товарів і послуг за договором з деякою періодичністю виставляються рахунки. Рахунок характеризується унікальним номером, датою виставляння, терміном оплати і сумою, а також списком реалізованих товарів і послуг з вказівкою їх кількості.

Рахунок може бути сплачений в декілька прийомів, кожен платіж характеризується номером, датою і сумою. Номер платежу унікальний в межах його рахунку.

Ціни на товари і послуги можуть змінюватися з часом.

Примітка: додаткові завдання та завдання для самостійної роботи можна вибрати з розділу «Самостійна робота»