Bazy_dannykh_Uchebnik_novy

имеет ОДНУ зачетку - между сущностями «студент» и «зачетка» имеется связь «один-к-

одному».

Мощность связи

- это отношение числа сущностей, участвующих в образовании связи.

Например, "один-к-одному", "один-ко-многим", "многие-ко-многим". На уровне информационной модели допускается неопределенная или неразрешенная связь.

Обязательные и необязательные классы принадлежности сущности к связи.

Обязательным является такой класс принадлежности, когда экземпляры сущности участвуют в установлении связи в обязательном порядке.

Т.е пока не появились экземпляры сущностей, связь между ними не установлена.

Например, студент сдает МНОГО зачетов. Между сущностью «студент» и сущностью

«зачет» существует связь «один ко многим», причем класс принадлежности такой связи является обязательным, что означает: для того, что в зачетке появилась запись о сданном зачете, необходимо, чтобы был реальный студент, чтобы он сдал зачет. В противном случае сущность принадлежит к необязательному классу принадлежности. Для необязательного класса принадлежности сущности степень связи может быть равна нулю,

т.е. экземпляр сущности можно связать с 0, 1 или несколькими экземплярами другой сущности. Например, учебный план студента включает МНОГО дисциплин, но часть из ни будет сдана в будущем.

Рефлексивные отношения

Отношения, связывающие сущность саму с собой, называются

рефлексивными.

Типичным примером рефлексивных отношений является определение структуры подчиненности в отношении «Сотрудники». Если считать, что отношение «Сотрудники» отражает связь: один человек руководит НЕСКОЛЬКИМИ сотрудниками, то каждый человек (кроме директора), входит в группу, которой руководит кто-то другой. Точно также для отношения «Родственники». Рефлексивные отношения всего отражают иерархические отношения внутри структуры данных. Они порождают ряд проблем при переводе их в реляционные структуры данных.

Слабые сущности

- это сущности, которые не могут присутствовать в базе данных, пока не

существует связанного с ней экземпляра другой сущности.

Примером такой сущности является заказ, который не может существовать без клиента.

Слабые сущности имеют обязательный класс принадлежности, и степень связи такой сущности не может равняться нулю. Связь "заказ-клиент" является обязательной.

141

Выявление слабых сущностей и связанных с ними обязательных отношений необходимо для обеспечения целостности и согласованности данных. Так, например, неизвестному клиенту невозможно приписать заказ.

Подтип Сущность несет в себе отношение включения или часть-целое, если

существует некоторый атрибут, значения которого порождают разбиение множества экземпляров сущности на непересекающиеся подмножества -

подтипов.

Пример 89:

Сущность: «студент», подтип (атрибут) – «тип обучения» (дневное, заочное),

разбивает множество экземпляров сущности на два непересекающихся класса:

студенты дневной формы обучения, студенты заочной формы обучения.

Супертип (составная сущность)

Иногда из исходной сущности выделяются общие для полученных категорий атрибуты, и таким образом выделяется сущность, которая становится супертипом.

Супертип с порожденными им подтипами является примером так называемой

составной сущности.

Составная сущность является логической конструкцией модели для представления набора сущностей и связей между ними как единого целого. Наличие в модели подтипов и супертипов усложняют проектирование и создают определенные трудности в реализации.

Пример 90:

Сущность Автомобиль можно разбить на следующие подтипы: автомобили с приводом на два колеса, автомобили с приводом на четыре колеса, автомобили с переключаемым приводом, поэтому автомобиль – составная сущность, тип привода

– супертип.

Для документирования модели предметной области используется специальная система обозначений, называемая «диаграммы сущность-связь».

Диаграммы "сущность-связь"

Формой документирования информационной модели предметной области являются диаграммы "сущность-связь" (ER-диаграммы). ER-диаграмма позволяет графически представить все элементы информационной модели согласно простым, интуитивно понятным, но строго определенным правилам

- нотациям.

142

Далее мы будем пользоваться условными обозначениями, принятыми в

методологии информационного проектирования.

Документирование сущностей и атрибутов

Сущность на ER-диаграмме представляется прямоугольником с именем в верхней части. В прямоугольнике перечисляются атрибуты сущности, при этом атрибуты, составляющие уникальный идентификатор сущности,

подчеркиваются.

Документирование доменов

Домены назначаются аналитиками и фиксируются в специальном документе - словаре данных (Data Dictionary). На стадиях разработки логической и физической моделей реляционной базы данных домены уточняются в сущностях на ER-диаграмме.

Проектировщик базы данных должен тщательным образом изучить домены каждого атрибута с точки зрения их реализуемости в СУБД, с участием аналитиков внести в них изменения, если условие реализуемости не выполняется.

Документирование отношений (связей)

Рисунок 48. Документирование связей на диаграмме

Рисунок 49. Документирование связей на диаграмме «сущность-связь». Описан смысл связи.

143

Отношение (связь) сущностей на ER-диаграмме изображается линией, соединяющей эти сущности. Степень связи изображается с помощью символа "птичья лапка"1,

указывающего на то, что в связи участвует много (N) экземпляров сущности, и одинарной горизонтальной чертой, указывающей на то, что в связи участвует один экземпляр сущности. Необязательный класс принадлежности сущности к связи изображается с помощью кружочка на линии отношения рядом с сущностью, обязательный класс принадлежности - с помощью вертикальной черты на линии отношения рядом с сущностью. Отношение читается вдоль линии либо слева направо, либо справа налево. На рисунке представлено следующее отношение: каждая специальность по образованию должна быть зарегистрирована за определенным физическим лицом (персоной),

физическое лицо может иметь одну или более специальностей по образованию. Как правило, отношения на ER-диаграммах именуются с обеих сторон.

Документирование супертипов и подтипов

Супертипы и подтипы, так же как и сущности, обозначаются на ER-диаграмме с помощью прямоугольников. Отношения между ними изображаются с помощью "вилки", имеющей в точке ветвления полукруг.

Рисунок 50. Документирование супертипов и подтипов в модели

«сущность-связь».

Супертип Person (Персона) содержит общие для своих подтипов Head (Руководитель) и Employee (Служащий) атрибуты.Подтипы содержат только атрибуты, характерные для выделенных категорий. Предложенная конструкция реализует отношение подчиненности в иерархии организации согласно ее штатному расписанию. Изучив и проверив качество

144

A1.2 и пр. (например количество дисциплин, которые прослушал студент), преобразуется в две таблицы: первая с именем с именем R1, которая имеет первичный ключ ИО1 и

атрибут A1.1, и вторую таблицу с именем R2, ключом ИО1 и атрибут A1.2.

Объект с составным свойством (атрибутом).

Если многие объекты обладают свойством, то их можно считать единичными (а). В

противном случае отдельное отношение с обобщенным свойством (б).

Рисунок 53. Преобразование в даталогическую модель объекта с составными свойствами (атрибутами).

Здесь показано, что объект инфологической модели, который называется ИО1 (Имя объекта 1), и имеет составной атрибут A1, у есть составляющие AA1, AА2 и пр. (например, личные данные студента: телефон, ICQ), преобразуется в две таблицы: первая с именем с именем R1, которая имеет первичный ключ ИО1 и атрибут A1.1, и вторую таблицу с именем R2, ключом ИО1 и атрибут A1.2.

Преобразование связанных объектов. Связь 1:1. Обязательный класс

принадлежности связи.

Рисунок 54. Преобразование в даталогическую модель объектов, объединенных связью

1:1. с обязательными классами принадлежности Здесь показано, что объекты инфологической модели, которые называется ИО1 (Имя

объекта 1) и ИО2 (Имя объекта 2), имеющие атрибуты A1 и А2, между которыми существует связь 1:1 – одному значению первичного ключа объекта ИО1 соответствует

146

один экземпляр сущности объекта ИО2 с атрибутом А2. В даталогическую модель эта связь преобразуется путем создания двух реляционных отношений – двух таблиц R1 с

ключом ИО1 и атрибутами А1 и ИО2 и подчиненной таблицы R2 с ключом ИО2 и

атрибутом А2.

Преобразование связанных объектов. Связь 1:1. Необязательный класс

принадлежности связи.

Рисунок 55. Преобразование в даталогическую модель объектов, объединенных связью

1:1 у которых одна из сущностей имеет необязательный класс принадлежности Здесь показано, что объекты инфологической модели, которые называется ИО1 (Имя объекта 1) и ИО2 (Имя объекта 2), имеющие атрибуты A1 и А2, между которыми существует связь 1:1 – одному значению первичного ключа объекта ИО1 соответствует один экземпляр сущности объекта ИО2 с атрибутом А2. В даталогическую модель эта связь преобразуется путем создания двух реляционных отношений – двух таблиц R1 с

ключом ИО1 и атрибутами А1и подчиненной таблицы R2 с ключом ИО2 и атрибутами А2, ИО1.

Преобразование связанных объектов. Связь 1:1. Необязательные классы

принадлежности связей.

Рисунок 56. Преобразование в даталогическую модель объектов, объединенных связью

1:1 с необязательными классами принадлежности.

Здесь показано, что объекты инфологической модели, которые называется ИО1 (Имя объекта 1) и ИО2 (Имя объекта 2), имеющие атрибуты A1 и А2, между которыми существует связь 1:1 – одному значению первичного ключа объекта ИО1 соответствует

147

один экземпляр сущности объекта ИО2 с атрибутом А2. В даталогическую модель эта связь преобразуется путем создания двух реляционных отношений: таблицы R1 с ключом ИО1 и атрибутом A1, таблицы R2 с ключом ИО2 и атрибутом A2, таблицы R1 с ключом ИО2 и атрибутом A2.

Преобразование связанных объектов. Связь 1:М. Обязательный класс принадлежности сущностей.

Рисунок 57. Преобразование в даталогическую модель объектов, объединенных связью

1:M с обязательным классом принадлежности множественной сущности

Здесь показано, что объекты инфологической модели, которые называется ИО1 (Имя объекта 1) и ИО2 (Имя объекта 2), имеющие атрибуты A1 и А2, между которыми существует связь 1:M – одному значению первичного ключа объекта ИО1 соответствует много экземпляров сущности объекта ИО2 с атрибутом А2. В даталогическую модель эта связь преобразуется путем создания двух реляционных отношений: таблицы R1 с ключом ИО1 и атрибутом A1, таблицы R2 с ключом ИО2 и атрибутом A2, ИО2.

Преобразование связанных объектов. Связь 1:М. Необязательный класс принадлежности сущностей.

Рисунок 58. Преобразование в даталогическую модель объектов, объединенных связью

1:M с необязательным классом принадлежности n-арной сущности

Здесь показано, что объекты инфологической модели, которые называется ИО1 (Имя объекта 1) и ИО2 (Имя объекта 2), имеющие атрибуты A1 и А2, между которыми существует связь 1:M – одному значению первичного ключа объекта ИО1 соответствует много экземпляров сущности объекта ИО2 с атрибутом А2. В даталогическую модель эта связь преобразуется путем создания трех реляционных отношений: таблицы R1 с ключом

148

ИО1 и атрибутом A1, таблицы R2 с ключом ИО2 и атрибутом A2, ИО2 и таблицы R3 с

ключом ИО1 & ИО2.

Преобразование связанных объектов. Связь М:М. Необязательный класс принадлежности сущностей.

Рисунок 59. Преобразование в даталогическую модель объектов, объединенных связью

1:M с необязательным классом принадлежности множественной сущности

Здесь показано, что объекты инфологической модели, которые называется ИО1 (Имя объекта 1) и ИО2 (Имя объекта 2), имеющие атрибуты A1 и А2, между которыми существует связь М:M – одному значению первичного ключа объекта ИО1 соответствует много экземпляров сущности объекта ИО2 с атрибутом А2 и наоборот. В даталогическую модель эта связь преобразуется путем создания трех реляционных отношений: таблицы

R1 с ключом ИО1 и атрибутом A1, таблицы R2 с ключом ИО2 и атрибутом A2, ИО2 и

таблицы R3 с ключом ИО1 & ИО2.

Преобразование подтипов

Рисунок 60. Преобразование в даталогическую объекта с подтипами

Здесь показано, что объекты инфологической модели, которые называется ИО1 (Имя объекта 1) и ИО2 (Имя объекта 2), имеющие атрибуты A1 и А2, между которыми существует связь М:M – одному значению первичного ключа объекта ИО1 соответствует много экземпляров сущности объекта ИО2 с атрибутом А2 и наоборот. В даталогическую модель эта связь преобразуется путем создания трех реляционных отношений: таблицы

149

R1 с ключом ИО1 и атрибутом A1, таблицы R2 с ключом ИО2 и атрибутом A2, ИО2 и

таблицы R3 с ключом ИО1 & ИО2.

Физическое проектирование

Физическое проектирование – создание схемы базы данных для конкретной

СУБД.

Специфика конкретной СУБД может включать в себя ограничения на именование объектов базы данных, ограничения на поддерживаемые типы данных и т.п. Кроме того,

специфика конкретной СУБД при физическом проектировании включает выбор решений,

связанных с физической средой хранения данных (выбор методов управления дисковой памятью, разделение БД по файлам и устройствам, методов доступа к данным), создание индексов и т.д.

Пример 91: реализация отношения R(ИO1,A1,A2,A3)

На рисунке 51 показано отношение R(ИO1,A1,A2,A3). Отношение представляет собой простой объект с единичными свойствами. Его можно реализовать в идее

простой таблицы.

150