учебник БД

Связь многие-ко-многим возможна только на уровне логической модели данных. На рис. 4.20 показан пример связи многие-ко-многим. Зверь может получить много прививок, одна и та же прививка может быть поставлена нескольким животным. Такая связь обозначается сплошной линией с двумя точками на концах. Для внесения связи

следует установить курсор на кнопке в палитре инструментов, щелкнуть сначала по одной, а затем по другой сущности.

Рис.4.20. Связь многие-ко-многим

Toad Data Modeler Freeware автоматически преобразует связь многие-ко-многим, добавляя новую таблицу и устанавливая две новые связи один-ко-многим от старых к новой таблице (рис. 4.20). При этом имя новой таблице присваивается автоматически.

Такого решения проблемы связи многие-ко-многим не всегда оказывается достаточно. В примере таблица Entity14 имеет смысл списка прививок конкретного зверя, поэтому ее следует переименовать согласно бизнес-логике в Сведения о прививках. Один и тот же зверь может получать различные дозы лекарства в разные периоды, поэтому для того, чтобы идентифицировать конкретную прививку, необходимо в таблицу Сведения о прививках добавить дополнительные колонки, например Доза (рис. 4.21).

Рис. 4.21. Дополнение модели при разрешении связи многие-ко-многим

4.4.2.4. Типы сущностей

Как было указано выше, связи определяют, является ли сущность независимой или зависимой. Различают несколько типов зависимых сущностей.

Характеристическая - зависимая дочерняя сущность, которая связана только с одной родительской и по смыслу хранит информацию о характеристиках родительской сущности.

150

Рис .4.22. Пример характеристической сущности "Зверь "

Ассоциативная - сущность, связанная с несколькими родительскими сущностями. Такая сущность содержит информацию о связях сущностей. Примером ассоциативной сущности является Сведения о прививках на рис. 4.21.

Именующая - частный случай ассоциативной сущности, не имеющей собственных атрибутов (только атрибуты родительских сущностей, мигрировавших в качестве внешнего ключа). Примером именующей сущности является Entity14 на рис. 4.20.

Категориальная - дочерняя сущность в иерархии наследования.

4.4.2.5. Ключи

Каждый экземпляр сущности должен быть уникален и отличаться от других атрибутов.

Первичный ключ (primary key) - это атрибут или группа атрибутов, однозначно идентифицирующая экземпляр сущности. Атрибуты первичного ключа на диаграмме не требуют специального обозначения - это те атрибуты, которые находятся в списке атрибутов выше горизонтальной линии. При внесении нового атрибута в диалоге Attribute Editor для того, чтобы сделать его атрибутом первичного ключа, нужно включить флажок Key в верхней части закладки Attribute.

Каждая сущность должна иметь по крайней мере один потенциальный ключ. Многие сущности имеют только один потенциальный ключ. Такой ключ становится первичным. Некоторые сущности могут иметь более одного возможного ключа. Тогда один из них становится первичным, а остальные - альтернативными ключами. Альтернативный ключ (Alternate Key) - это потенциальный ключ, не ставший первичным.

Внешние ключи (Foreign Key) создаются автоматически, когда связь соединяет сущности: связь образует ссылку на атрибуты первичного ключа в дочерней сущности и эти атрибуты образуют внешний ключ в дочерней сущности (миграция ключа). Атрибуты внешнего ключа обозначаются символом (FK) после своего имени. Зависимая сущность может иметь один и тот же внешний ключ из нескольких родительских сущностей. Сущность может также получить один и тот же внешний ключ несколько раз от одного и того же родителя через несколько разных связей. Когда Toad Data Modeler Freeware обнаруживает одно из этих событий, он распознает, что два атрибута одинаковы, и

151

помещает атрибут внешнего ключа в зависимой сущности только один раз. Это комбинирование или объединение идентичных атрибутов называется унификацией.

Есть случаи, когда унификация нежелательна. Например, когда два атрибута имеют одинаковые имена, но на самом деле они отличаются по смыслу и необходимо, чтобы это отличие отражалось в диаграмме. В этом случае необходимо использовать имена ролей атрибутов внешнего ключа.

4.4.3 Создание физической модели данных 4.4.3.1. Уровни физической модели

Различают два уровня физической модели:

•трансформационная модель (Transformation Model);

•модель СУБД (DBMS Model).

Физическая модель содержит всю информацию, необходимую для реализации конкретной БД. Трансформационная модель содержит информацию для реализации отдельного проекта, который может быть частью общей ИС и описывать подмножество предметной области. Трансформационная модель позволяет проектировщикам и администраторам БД лучше представлять, какие объекты БД хранятся в словаре данных, и проверить, насколько физическая модель данных удовлетворяет требованиям к ИС.

Модель СУБД автоматически генерируется из трансформационной модели и является точным отображением системного каталога СУБД. Toad Data Modeler Freeware непосредственно поддерживает эту модель путем генерации системного каталога.

4.4.3.2. Выбор сервера

Физический уровень представления модели зависит от выбранного сервера. Для выбора СУБД служит редактор Target Database selection, который автоматически запускается при создании новой модели (рис. 4.23).

Рис. 4.23. Диалог Target Database selection

152

Toad Data Modeler Freeware поддерживает практически все распространенные СУБД, всего более 20 реляционных и нереляционных БД. Для выбора СУБД нужно щелкнуть по соответствующей кнопке рядом с именем СУБД.

Генерация базы данных выполняется по окончании построения модели с использованием кнопки на панели инструментов <SQL>. Диалог Script Generating позволяет задать правила ссылочной целостности, принимаемые по умолчанию и другие опции(рис. 4.24).

Рис. 4.24. Диалог Script Generating

Имена таблиц и колонок по умолчанию будут сгенерированы на основе имен сущностей и атрибутов логической модели.

Замечание: для корректной работы правил ссылочной целостности во вкладке How to generate диалога Script Generating необходимо выбрать опции Trigger.

4.4.3.3. Таблицы, колонки

Для внесения новой таблицы в модель на физическом уровне служит кнопка на палитре инструментов. Связи между таблицами создаются так же, как на логическом

153

уровне. Щелкнув правой клавишей мыши по таблице и выбрав во всплывающем меню пункты Edit Entity можно вызвать редакторы для задания свойств таблиц и колонок.

Toad Data Modeler Freeware автоматически создает имена таблиц и колонок на основе имен соответствующих сущностей и атрибутов, учитывая максимальную длину имени и другие синтаксические ограничения, накладываемые СУБД. При генерации имени таблицы или колонки по умолчанию все пробелы автоматически преобразуются в символы подчеркивания, а длина имени обрезается до максимальной длины, допустимой для выбранной СУБД. Редактор Edit Entity позволяет задать свойства любой таблицы модели, отличные от значения по умолчанию, в том числе имя таблицы, синонимы, правила валидации, процедуры и т.д. Для задания свойств колонок, отличных от значения по умолчанию, служит редактор Attribute (рис. 4.25). Чтобы вызвать его, нужно щелкнуть левой клавишей мыши по колонке.

По умолчанию Toad Data Modeler Freeware присваивает режимы нулевых значений всем неключевым колонкам, исходя из значений по умолчанию, устанавливаемых в редакторе Target Database selection. Для колонок первичного ключа и альтернативных ключей устанавливается режим NOT NULL.

Рис. 4.25. Диалог Attribute

Comment. Служит для внесения комментария к каждой колонке.

154

4.4.3.5. Индексы

В таблице БД данные обычно хранятся в том же порядке, в котором их ввели в

таблицу. Многие реляционные СУБД имеют страничную организацию, при которой физически таблица может храниться фрагментарно в разных областях диска, причем строки таблицы располагаются на страницах неупорядоченно. Хотя такой способ хранения и позволяет быстро вводить новые данные, но для того, чтобы найти нужную строку, придется просмотреть всю таблицу. В промышленных системах каждая таблица может содержать миллионы строк, поэтому простой перебор ведет к катастрофическому падению производительности ИС.

Чтобы решить проблему поиска данных, СУБД использует особый объект, называемый индексом. Он подобен содержанию книги, которое указывает на все номера страниц, посвященных конкретной теме. Индекс содержит отсортированную по колонке или нескольким колонкам информацию и указывает на строки, в которых хранится конкретное значение колонки.

При генерации схемы физической БД Toad Data Modeler Freeware автоматически создает отдельный индекс на основе первичного ключа каждой таблицы, а также на основе всех альтернативных ключей, внешних ключей и инверсионных входов, поскольку эти колонки наиболее часто используются для поиска данных. Можно отказаться от генерации индексов по умолчанию и для повышения производительности создать собственные индексы. Администратор СУБД должен анализировать наиболее часто выполняемые запросы и создавать индексы с различными колонками и порядком сортировки для увеличения эффективности поиска при работе конкретных приложений.

При создании индекса на основе ключа Toad Data Modeler Freeware вводит в его состав все колонки ключа. Toad Data Modeler Freeware автоматически генерирует имя индекса, созданного на основе ключа по принципу "X" + имя ключа + имя таблицы (физическое имя таблицы, а не логическое имя сущности!), где имя ключа "РК" для первичного ключа, "IFn" - для внешнего, "AKn" - для альтернативного, "IEn" -для инверсионного входа. Изменить характеристики существующего индекса или создать новый можно в редакторе Indexes. Для его вызова следует вызвать соответствующую вкладку в диалоге Entity. Во вкладке Indexes можно изменить имя индекса, изменить его определение так, чтобы он принимал уникальные или дублирующиеся значения, или изменить порядок сортировки данных.

Toad Data Modeler Freeware создает индексы, которые могут содержать либо повторяющиеся, либо только уникальные значения. При создании нового уникального индекса следует включить опцию Unique в диалоге Attribute, для создания индекса с неповторяющимися значениями опцию следует выключить. Если на основе колонки

155

создается уникальный индекс, то при попытке вставить запись с неуникальным (повторяющимся) значением сервер выдаст ошибку и значение не будет вставлено. Иногда необходимо разрешить повторяющиеся значения, если ожидается, что индексированная колонка будет с большой вероятностью содержать повторяющуюся информацию. Неуникальный индекс генерируется также на основе внешнего ключа. На основе первичного и альтернативных ключей генерируются уникальные индексы. Имя сгенерированного индекса в дальнейшем при необходимости можно изменить вручную. По умолчанию ERwin автоматически сохраняет значения в порядке возрастания (значения сортируются по алфавиту от A до Z, а числа от 0 до 9).

4.5КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Как называются объекты в IDEF1 диаграммах?

2.Какие виды сущностей вы знаете?

3.В чем заключается отличие идентифицирующей связи от неидентифицирующей? Как они обозначаются на диаграммах?

4.Для чего используются CASE-средства проектирвоания?

5.Что представляет собой масштабирование в Toad Data Modeler Freeware?

6.Назовите уровни отображения модели в Toad Data Modeler Freeware.

7.Перечислите основные компоненты диаграммы Toad Data Modeler Freeware.

8.Как указать мощность и имя связи в Toad Data Modeler Freeware?

9.Для чего используются триггеры?

10.Где задаются правила ссылочной целостности в Toad Data Modeler Freeware?

11.Как выбирают установки для реализации ссылочной целостности?

12.Как реализована связь *:* в моделях Toad Data Modeler Freeware?

13.Какие ключи существуют в моделях Toad Data Modeler Freeware? В чем их отличительные особенности?

14.Как создать физическую модель в Toad Data Modeler Freeware?

4.6 УПРАЖНЕНИЯ

Задание: На основании концептуальной и реляционной моделей, описывающих зоопарк, построить в программе Toad Data Modeler Freeware логическую и физическую модели. Логическая модель представлена на рисунке 4.26, а физическая на рисунке 4.27.

156

Задание: На основании концептуальной и реляционной моделей, построенных во втором и третьем модулях, построить в программе Toad Data Modeler Freeware логическую и физическую модели для СУБД Oracle.

4.7ТЕСТЫ

1.Объекты модели IDEF1X называются:

1)Экземплярами

2)Атрибутами

3)Связями

4)Сущностями

5)Нет правильного ответа

2.Сущности в модели IDEF1X бывают:

1)Идентифицированными, неидентифицированными

2)Идентифицированными, зависимыми

3)Неидентифицированным, зависимыми

4)Зависимыми , независимыми

5)Нет правильного ответа

3.Связи в модели IDEF1X бывают:

1)Идентифицированными, неидентифицированными

2)Идентифицированными, зависимыми

3)Неидентифицированным, зависимыми

4)Зависимыми , независимыми

5)Нет правильного ответа

4.Неидентифицирующие связи в модели IDEF1X изображаются:

1)ромбом

2)прямоугольником

3)сплошной линией

4)пунктирной линией

5)нет правильного ответа

5.Идентифицирующие связи в модели IDEF1X изображаются:

1)ромбом

2)прямоугольником

3)сплошной линией

4)пунктирной линией

5)нет правильного ответа

6.Какие уровни модели бывают в программе Toad Data Modeler Freeware:

1)Концептуальный, Логический

158

2)Логический, Реляционный

3)Реляционный, Физический

4)Концептуальный, Физический

5)Логический, Физический

159