Файл: Конспект лекций по учебной дисциплине по дисциплине мдк. 02. 02. Технология разработки и защиты баз данных.doc

Рис. 3.1. Этапы проектирования БД
2 Задачи разных этапов проектирования

Задача инфологического этапа - получение семантических (смысловых) моделей, отражающих информационное содержание ПРОБЛ Определяются объекты, их свойства и связи, которые (будут существенны для будущих пользователей системы. Знания о ПРОБЛ представляются в какой-либо языковой системе, например, с использованием естественного языка, математических формул, диаграммы связей и т.д. Выполняется структуризация знаний о предметной области: выделяются и классифицируются множества составляющих ПРОБЛ, стандартизуется терминология. Затем описываются запросы пользователей к БД. Каждый запрос соотносится с определенным фрагментом ПРОБЛ. Формируются описания внешних инфологических моделей, их взаимная увязка с концептуальной инфологической моделью без привязки к конкретной СУБД.

Задача логического этапа проектирования - организация вы- деленных ранее данных в форму, принятую в выбранной СУБД. Здесь требуется разработать схему концептуальной модели и схемы внешних моделей данных о ПРОБЛ, пользуясь только теми типами моде- лей данных и их особенностями, которые поддерживаются выбранной СУБД.

Задача физического этапа проектирования - выбор рациональной структуры хранения данных и методов доступа к ним, исходя из арсенала методов и средств, который предоставляется разработчику системой.
3 Инструментальные средства инфологического проектирования

Инструментальные средства, предназначенные для инфологического моделирования, должны удовлетворять следующим требованиям:

- инфологическая схема должна содержать все сведения о ПРОБЛ, необходимые для выполнения последующих этапов проектирования (включая количественные параметры, требования процессов обработки информации и пр.);

- инфологическая модель ПРОБЛ должна легко преобразовываться в модели баз данных для распространенных СУБД. Разрыв между возможностями этих моделей не должен быть настолько велик, чтобы возникли трудноразрешимые проблемы при их реализации;

- язык спецификаций (характеристик атрибутов) должен быть понятен заказчику и не содержать параметры реализации ИС.

Исходя из этих требований

---

, целесообразно использовать в инфологическом проектировании модель типа "объекты - связи" (в другой терминологии "сущность - связи"). Такая модель определяется в терминах: атрибут, объект(сущность), связь (структурная или запросная),

Объект - собирательное понятие (сущности, процесса, явления о котором необходимо хранить информацию в системе. Тип объекта определяет поименованный набор однородных объектов, а экземпляр объекта - конкретный объект в наборе.

Атрибут - поименованная характеристика объекта, его свойство. Обычно атрибут - логически неделимый элемент структуры информации. Свойства объекта могут быть локальными (не зависят от связей с другими объектами) и реляционными (зависят от связей с другими объектами).
4 Связи в моделях проектирования

Связи выступают в модели в качестве средства, с помощью которого предоставляются отношения между объектами. Тип связи рассматривается между типами объектов, а конкретный экземпляр связи данного типа существует между конкретными экземплярами типов объектов.

Под структурной связью понимают иерархическое отношение между объектами двух типов: владельцем и подчиненным. Экземпляр структурной связи представляется одним экземпляром владельца и множеством связанных с ним экземпляров подчиненного объекта.

Структурные связи устанавливают отношения подчиненности между объектами н определяют возможную навигацию между ними. Связь между объектами в зависимости от числа входящих в нее объектов характеризуется степенью: п = 2,3,.., к (бинарная, тернарная,..., К - арная).

Процессы над объектами предметной области задаются с помощью запросных связей. Запросная связь есть операция, на входе которой используется по одному экземпляру каждого исходного объекта, а на выходе - соответствующее подмножество экземпляров конечного объекта. Если количество исходных объектов в запросной связи равно единице, то она называется одномерной, а иначе- многомерной, Например, процесс состояний в выборке множества сотрудников заданной организации, может быть описан одномерной запросной связью ОРГАННЗАЦИЯ-?СОТРУДНИК.

Широко используемые бинарные связи объектов (отображения) могут быть следующими.

1. Отображение 1:1("один к одному'). Здесь каждому экземпляру объекта А соответствует один и только один экземпляр объекта B и наоборот. Например, квартира ?? хозяин, номер зачетной книжки ?? студент.

2. Отображение 1 : М ("один ко многим"). Здесь одному экземпляру объекте А может соответствовать 0,1, или несколько экземпляров В , однако каждому экземпляру объекта В соответствует только один: экземпляр объекта А. Например, область ?? город.

---

3. Отображение М : 1 ("многие к одному") является обратным отображению 1 : М

4. Отображение М : N ("многие ко многим"). Здесь каждому экземпляру объекта А может соответствовать 0,1, несколько экземпляров В и наоборот. Например, дисциплина (курс ?? студент).

Связь моют быть однонаправленной (как простой, так и многозначной). Например:



На графической диаграмме проекта БД обозначают (рис. 3.2): типы объектов - прямоугольниками; атрибуты - овалами, соединяя их с соответствующими типами объектов ненаправленными ребрами; идентифицирующие атрибуты подчеркиваются, связи - ромбами, соединяя их с соответствующими типами объектов ненаправленными ребрами, за исключением бинарных связей, которые представляются направленными ребрами.



Рис. 3.2. Пример графической диаграммы
Контрольные вопросы

1. 
   Что называется инфологической моделью?
   
2. 
   Является ли инфологическое моделирование этапом, присущим только проектированию баз данных?
   
3. 
   Какая информация является исходной для построения концептуальной модели?
   
4. 
   Кто должен создавать концептуальную модель и почему?
   
5. 
   Какие требования предъявляются к концептуальной модели?
   
6. 
   Что называется даталогической моделью?
   
7. 
   Какая информация является исходной для даталогической модели?
   
8. 
   Какие вопросы решаются на стации даталогического проектирования?
   
9. 
   Что называется физической моделью?
   
10. 
    Какая информация является исходной для физической модели?
    

ЛЕКЦИЯ 8

---

Тема: ER моделирование базы данных.

ПЛАН

1 Сведения о семантическом моделироваии

2 Основные понятия модели Entity-Relationship

3 Характеристика связей и язык моделирования

4 Классификация сущностей
ЛИТЕРАТУРА: [1], стр. 135 – 143
1 Сведения о семантическом моделировании

Потребности проектировщиков баз данных в более удобных и мощных средствах моделирования предметной области вызвали к жизни направление семантических моделей данных. При том, что любая развитая семантическая модель данных, как и реляционная модель, включает структурную, манипуляционную и целостную части, главным назначением семантических моделей является обеспечение возможности выражения семантики данных.

Напомним, что наиболее часто на практике семантическое моделирование используется на первой стадии проектирования базы данных. При этом в терминах семантической модели производится концептуальная схема базы данных, которая затем вручную преобразуется к реляционной (или какой-либо другой) схеме. Этот процесс выполняется под управлением методик, в которых достаточно четко оговорены все этапы такого преобразования.
2 Основные понятия модели Entity-Relationship

Далее мы кратко рассмотрим некоторые черты одной из наиболее популярных семантических моделей данных - модель "Сущность-Связь" (часто ее называют кратко ER-моделью).

На использовании разновидностей ER-модели основано большинство современных подходов к проектированию баз данных (главным образом, реляционных). Модель была предложена Ченом (Chen) в 1976 г. Моделирование предметной области базируется на использовании графических диаграмм, включающих небольшое число разнородных компонентов. В связи с наглядностью представления концептуальных схем баз данных ER-модели получили широкое распространение в системах CASE, поддерживающих автоматизированное проектирование реляционных баз данных. Среди множества разновидностей ER-моделей одна из наиболее развитых применяется в системе CASE фирмы ORACLE (в т.н. нотации Баркера). Ее мы и рассмотрим. Более точно, мы сосредоточимся на структурной части этой модели.
Основными понятиями ER-модели являются сущность, связь и атрибут.
Сущность – любой различимый объект (объект, который мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо хранить в базе данных. Сущностями могут быть люди, места, самолеты, рейсы, вкус, цвет и т.д. Необходимо различать такие понятия, как

---

тип сущности и экземпляр сущности . Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов, событий или идей, выступающих как целое. Экземпляр сущности относится к конкретной вещи в наборе. Например, типом сущности может быть ГОРОД, а экземпляром – Москва, Киев и т.д.

Атрибут – поименованная характеристика сущности. Его наименование должно быть уникальным для конкретного типа сущности, но может быть одинаковым для различного типа сущностей (например, ЦВЕТ может быть определен для многих сущностей: СОБАКА, АВТОМОБИЛЬ, ДЫМ и т.д.). Атрибуты используются для определения того, какая информация должна быть собрана о сущности. Примерами атрибутов для сущности АВТОМОБИЛЬ являются ТИП, МАРКА, НОМЕРНОЙ ЗНАК, ЦВЕТ и т.д. Здесь также существует различие между типом и экземпляром. Тип атрибута ЦВЕТ имеет много экземпляров или значений:
Красный, Синий, Банановый, Белая ночь и т.д.,


однако каждому экземпляру сущности присваивается только одно значение атрибута.

Абсолютное различие между типами сущностей и атрибутами отсутствует. Атрибут является таковым только в связи с типом сущности. В другом контексте атрибут может выступать как самостоятельная сущность. Например, для автомобильного завода цвет – это только атрибут продукта производства, а для лакокрасочной фабрики цвет – тип сущности.

Ключ – минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности. Минимальность означает, что исключение из набора любого атрибута не позволяет идентифицировать сущность по оставшимся. Для сущности Расписание (п. 1.2) ключом является атрибут Номер_рейса или набор: Пункт_отправления, Время_вылета и Пункт_назначения (при условии, что из пункта в пункт вылетает в каждый момент времени один самолет).

Связь – ассоциирование двух или более сущностей. Если бы назначением базы данных было только хранение отдельных, не связанных между собой данных, то ее структура могла бы быть очень простой. Однако одно из основных требований к организации базы данных – это обеспечение возможности отыскания одних сущностей по значениям других, для чего необходимо установить между ними определенные связи. А так как в реальных базах данных нередко содержатся сотни или даже тысячи сущностей, то теоретически между ними может быть установлено более миллиона связей. Наличие такого множества связей и определяет сложность инфологических моделей.
3 Характеристика связей и язык моделирования

---