ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Базы данных»

Лабораторная работа N 1

«Построение концептуальной модели базы данных»

1. Введение

Архитектура базы данных содержит три уровня: концептуальный, внешний и внутренний.

Рис.1. Три уровня архитектуры базы данных

На концептуальномуровне осуществляется концептуальное проектирование базы данных (БД), которое включает анализ информационных потребностей пользователей и определение необходимых элементов данных. В результате концептуального проектирования создаетсяконцептуальная схема базы данных, в которой на логическом уровне описываются все необходимые данные и связи между ними.

Внешний уровень- это структурный уровень базы данных, определяющий пользовательские представления о предметной области. Концептуальный уровень должен учитывать совокупность всех пользовательских представлений, то есть представление каждого пользователя можно вывести из концептуального уровня.

Внутренний уровень– это структурный уровень базы данных, определяющий физический вид базы данных. Проектирование на физическом уровне осуществляется с учетом конкретной СУБД (системы управления базами данных) и используемых технических средств (компьютеров, запоминающих устройств, доступа к сетям и т.д.)

На этапе концептуального проектирования разрабатывается концептуальная схема БД. Для этого описываются модели пользовательских представлений данных, которые интегрируются в концептуальную модель, содержащую все элементы корпоративных данных, из которых будет состоять БД.

Разработчикам информационных систем необходимо владеть навыками разработки концептуальных моделей БД.

Рис. 2 Этапы проектирования базы данных

В результате выполнения лабораторной работы Вы сможете:

1. Пользоваться основными приемами концептуального моделирования данных для фиксации данных и отношений между ними, содержащихся в простых пользовательских запросах и существующих отчетах и формах.

2. Показать, как создаются составные объектные множества на основе существующих отношений, и объяснить, как они функционируют в качестве объектных множеств, обладающих атрибутами, и участвуют в отношениях.

3. Продемонстрировать, как концептуальное моделирование данных может быть применено к решению часто встречающихся в бизнесе ин­формационных проблем.

2. Основные понятия концептуальных моделей

В процессе определения требований и концептуального проектирования выясняются информационных требования пользователей, которые представляются в виде хорошо сконструированной модели.

Модель - это представление реальности, отражаю­щее лишь избранные детали.

Для создания модели необходимо отобразитьэлементы реальности в элементы модели. Если процесс отображения выполнен должным образом, то моделью можно вос­пользоваться для решения задачи. Если нет, то модель не может послужить источником правильного решения.

Разработка концептуальной модели данных является методо­логической основой создания схем баз данных для конкретных практических ситуаций.

2.1. Объекты

Главными элементами концептуальной модели данных являются объ­ектыиотношения.Объекты часто представляют в видесуществительных, а отношения — в видеглаголов.

Объектыпредставляют собой вещи, которые пользователи считают важными в моделируемой нами части реальности. Примерами объектов могут быть люди, автомобили, деревья, дома, молотки и книги.

Объекты делятся на конкретныеиконцептуальные. Примеры конкретных объ­ектов: люди, книги, дискеты и т.д. Концептуальными объектами будут компании, навыки, организации, проекты товаров, деловые операции, штатное расписание.

Для того, чтобы уточнить называется ли объектом конкретная вещь (отдельный человек, конкретный автомобиль, конкретный банк) или множе­ствовещей (все люди, все автомобили, все банки) пользуются термином объектное множестводля обо­значения множества вещей одного типа и объект-элементдля обозначения одного члена (одного элемента) объектного множества.

Как показано на рис. 3 мы будем изображать объектные множества в виде прямоугольни­ков, а объекты-элементы — в виде точек. Имя объектного множества пи­шется заглавными буквами в единственном числе. Так «ЧЕЛОВЕК» — имя объектного множества, представляющего людей. Строчными буквами («человек») обозначается элемент из объектного множества ЧЕЛОВЕК. Мы пишем «человек в ЧЕЛОВЕК», чтобы обозначить, что человек является эле­ментом объектного множества ЧЕЛОВЕК.

Объектное множество. Множество вещей одного типа.

Объект-элемент. Конкретный элемент объектного множества.

Рис. 3 Объектное множество и объект-элемент

Объектные множества бывают лексическими и абстрактными.Эле­менты лексических объектных множеств можно напечатать, тогда как эле­менты абстрактных объектных множеств напечатать нельзя.

Так, например, ИМЯ будет лексическим объектным множеством, поскольку его элементами являются имена, то есть строки символов, которые можно напечатать. ДАТА. КОЛИЧЕСТВО и НОМЕР-ПАСПОРТА также являются примерами лексических объектных множеств, так как даты, количества и номера паспортов также можно распечатать.

Лексическое объектное множество. Объектное множество, состоящее из элементов, которые можно распечатать.

Абстрактное объектное множество. Объектное множество, состоящее из элементов, которые нельзя распечатать.

С другой стороны, ЧЕЛОВЕК является абстрактным объектным множеством, поскольку человека напечатать нельзя.

В компьютерной реализации концептуальной модели элементы лексических объектов будут представлены в виде строк символов.

Элементы абстрактных объектов будут представлены внутренними номерами, не имеющими смысла вне системы. Внутренний номер иногда называют «Идентификатор объекта» или суррогатным ключом, так как он представляет и однозначно определяет абстрактный объект-элемент реального мира. Примерами суррогатных ключей являются: для гражданина – данные паспорта, для сотрудника предприятия – табельный номер и т.д.

Суррогатный ключ: «Идентификатор» абстрактного объекта-элемента в компьютерной системе; вне системы смысла не имеет