Практическая работа № 1
РАЗРАБОТКА ИНФОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ
Цель работы: построение ER-модели предметной области
Методические указания
Этапы проектирование базы данных включают.
1.Системный анализ предметной области.
2.Инфологическое (концептуальное) проектирование.
3.Выбор СУБД.
4.Даталогическое (логическое) проектирование.
5.Физическое проектирование.
На этапе концептуального проектирования реализуют инфологическую модель базы данных на основании анализа данных предметной области. Для построения такой модели применяют разные типы ER-диаграмм (Entity- Relatinship-Diagram). Наиболее известными являются диаграммы в нотациях П. Чена (сущности, связи и атрибуты) и Дж. Мартина.
(степени и кардинальности связей).
Основные преимущества ER-моделей:
1.Точный и понятный формат документирования структуры информации.
2.Позволяет указать требования к данным и связям между ними.
3.Позволяет наглядно показать структуру хранилища для облегчения проектирования базы данных.
4.Существуют методы отображения ER-моделей в таблицы БД и обратно.
5.Закладывают основу для интеграции с другими приложениями.
Основные типы объектов на ER-диаграмме:
Сущность (Entity) - тип объектов, информация о которых будет хранится в БД. Например: отделы, сотрудники, товары, накладные.
Атрибут (Attribute) - элементы из которых состоят сущности. Например, для сущности «товары» атрибутами могут быть «название», «описание», «количество», «цена» и другие, в зависимости от потребностей информационной
1
системы. В зависимости от нотации ER-диаграммы рядом с атрибутом, кроме его имени указывают тип и обязательность заполнения. На слайде представлена
ER-диаграмма в нотации «Information Engineering», согласно которой для атрибута указывается имя, тип, и является он внешним и/или первичным кличем.
Связь (Relationship) показывают связи между сущностями. Например сотрудник работает в отделе, где «отдел» и «отдел» - сущности.
Независимая сущность отображается на диаграммах прямоугольником с одинарной рамкой, зависимая – с двойной (рис.1).
а) независимая б) зависимая Рис.1. Отображение сущностей в нотации П. Чена
Атрибуты отображаются за пределами графического обозначения сущности в виде эллипсов, связанных одинарной линией с ним (рис.2).
Рис. 2. Отображение атрибутов в нотации П. Чена Атрибуты, входящие в первичный ключ сущности, выделяются
подчеркиванием имени. Эллипс многозначных атрибутов изображается с двойным контуром, производных – пунктирным. Если атрибут является
составным, то атрибуты-компоненты отображаются в виде присоединенных к нему эллипсов.
2
Связь между сущностями показывается в виде ромба с указанием имени связи внутри него. При этом, если ромб имеет двойную рамку, то связь –
идентифицирующая, одинарную – неидентифицирующая.
Обязательность связи отображается двойной линией. В частности (рис.1б)
отдел обязательно должен состоять из сотрудников, а сотрудник (например,
руководитель) необязательно входить в штат отдела. Т.е. понятие обязательности в данной нотации носит двухсторонний характер (рис.3).
а) идентифицирующая связь
б) неидентифицирующая связь
Рис.3. Отображение связей в нотации П. Чена Связь, как и сущность, может иметь собственные атрибуты, отображаемые в
виде присоединенных к ней эллипсов (рис.4).
Рис.4. Связь с атрибутами
Мощность (кардинальность) связи обозначается числами или буквами:
–1 – один;
–N или M – многие;
3
–<число> – конкретное количество экземпляров;
–(<Min>, <Max>) – диапазон экземпляров, где в качестве <Min> и <Max>
могут использоваться предыдущие обозначения мощности. В этом случае интерпретация мощности выполняется в «обратную сторону», т.е. со стороны родительской сущности указывается: сколько экземпляров
дочерней сущности связано с экземпляром родительской сущности, а со стороны дочерней сущности – сколько экземпляров родительской сущности связано с экземпляром дочерней сущности.
Примеры указания мощности связи показаны на следующем рисунке 5.
а) односимвольное обозначение
б) диапазонное обозначение
Рис.5. Отображение мощности связей в нотации П. Чена В первом случае мощность связи (один-ко-многим) указывается
традиционно, как в большинстве нотаций. Т.е. экземпляр родительской сущности (конкретный отдел) связан с 0, 1 или более экземплярами дочерней сущности (конкретными сотрудниками). Во втором случае ее следует понимать следующим образом: экземпляр родительской сущности должен быть связан с 5
или более экземплярами дочерней сущности (отдел состоит из 5 или более сотрудников), а экземпляр дочерней сущности связан с 0 или 1 экземпляром родительской сущности (сотрудник либо не входит, либо входит в отдел).
Расширением ER-модели Чена является EER-модель (Enhanced ER,
улучшенная ER), которая позволяет моделировать отношения наследования между суперклассами и подклассами. Основу расширения составляют концепции специализации, генерализации и категоризации.
4
Пример реализации ER-модели предметной области
Описание предметной области.
Разработать прикладное программное обеспечение деятельности туристической компании «Вояж». Эта компания формирует туристические группы для заграничных поездок и обеспечивает им полную поддержку на маршруте. Количество туристов в группе заранее известно и ограничено.
Маршрут группы может пролегать через несколько городов страны назначения. Экскурсии в несколько стран одновременно не проводятся.
При обращении в « Вояж» группы из нескольких человек компания предоставляет скидку, которая зависит от количества туристов в группе. Вместе с группой следует представитель компании, который несет полную ответственность за качество услуг, предоставляемых компанией.
При возникновении каких-либо неудобств на маршруте, возникших по вине компании, турист получает назад заранее оговоренную в контракте сумму.
1.На основании анализа предметной области выделите значимые атрибуты без определения их к конкретной сущности. Сформируйте таблицу исходных данных, в которой опишите каждый атрибут (табл.1).
2.Построение инфологической модели в нотациях Чена.
2.1.Рассмотрите сущность Клиент (Client).
К этой сущности относят те атрибуты, которые характеризуют непосредственно человека, а данные о документе, удостоверяющем личность,
вынесем в отдельную сущность Паспорт (Pasport). Считают, что это зарубежный паспорт, поскольку для зарубежных поездок он необходим. Данные о российском паспорте хранить не требуется. Сущности Клиент и Паспорт имеют связь 1:1.
2.2. Сформируйте сущность Маршрут (Route).
После выбора маршрута клиент покупает путевку (заключает контракт с туристической фирмой). Определим сущность Контракт (Contract). Клиент связан с контрактом связью 1:М, т.е., каждый человек может покупать в фирме несколько путевок, а каждая путевка связана только с одним человеком.
5
Контракт связан с маршрутом связью М:1, т.е., таким образом, определяют группу туристов на конкретном маршруте. Каждый маршрут проходит только по одной стране. Создайте сущность-справочник Страна (Country) и свяжите ее с маршрутом.
Таблица.
Исходные данные
2.3. Маршрут состоит из пунктов. Создайте сущность Пункт (Point). Кроме собственных атрибутов, пункт характеризуют названием города и отеля.
Создайте для них сущности-справочники Город (Town) и Отель (Hotel) и
свяжите их с пунктами маршрута. Обратите внимание, что все сущности имеют первичные ключи.
6
Модель можно также немного улучшить, если связать отель с городом, а
город со страной (поскольку отель всегда находится в конкретном городе, а
город – в конкретной стране). Дальнейшее развитие модели может быть связано с учетом транспорта, бронированием билетов и номеров в отелях и т.п.
На рис.6 представлена инфологическая модель рассмотренной предметной области.
Рис. 6. ER-модель предметной области
Реализацию модели проводят в разных программных средах, например, в
Word, Visio, Draw.io (https://app.diagrams.net/), lucidchart (https://www.lucidchart.com) и т.д.
7
Рис. Блоки для построения ER-диаграмм на сервисе Draw.io
8
Порядок выполнения работы
1.Выбрать вариант в соответствии с номером по списку группы.
2.Провести анализ предметной области и выделить базовые атрибуты с описанием их форматов данных. Исходные данные свести в таблицу.
3.Выбрать программное средство для построения ER-диаграмм.
4.Разработать ER-диаграмму модели предметной области.
Структура отчета
1.Номер и описание индивидуального задания.
2.Цель работы.
3.Разработанная таблица с исходными данными.
4.Описание выбранного программного средства для реализации ER-диаграмм.
5.Инфологическая модель предметной области в виде ER-диаграмм в нотациях П.Чена или Дж.Мартина.
6.Выводы о лабораторной работе в формате эссе объемом не менее 100 слов, в
котором укажите
6.1.какие нотации для описания предметной области существуют;
6.2.что нового вы узнали при выполнении заданий лабораторной работы;
6.3.проблемы, которые возникли при выполнении лабораторной работы и способы их решений.
7.Список используемых источников.
9