6. Семантическое моделирование или проектирования баз данных методом “Сущность-связь”

Декомпозиционный метод проектирования БД, который мы рассматривали в предыдущей лекции, пригоден при условии небольшого числа атрибутов. Если количество атрибутов очень велико то, декомпозиционный метод становится излишне громоздким и проектировать БД следует, используя другие методы.

Предлагается модель данных, называемая моделью “сущность-связь” (entity-relationship model). Эта модель основывается на некоторой важной семантической информации о реальном мире. Вводится специальный диаграммный метод как средство проектирования баз данных.

1. Сущности и связи

Рассмотрим простейший пример. Предположим, проектируется БД, предназначенная для хранения информации о преподавателях и курсах, которые они читают. Двумя главными объектами, или сущностями, представляющими в данном случае интерес, являются “Преподаватель” и “курс”. Между этими сущностями существует связь ЧИТАЕТ.

сущность	связь	сущность
Рис. 7.1 Сущности и связи

Связь ЧИТАЕТ, существующая между двумя сущностями ПРЕПОДАВАТЕЛЬ и КУРС может быть графически представлена несколькими способами:

Диаграмма еr–экземпляров:

Рис. 7.2 Диаграмма ER-экземпляра

В этом способе каждый преподаватель характеризуется номером преподавателя (НП) и каждый курс – названием курса (НК). Здесь видно, какой в точности курс читается каждым преподавателем.

Диаграмма er–типа:

Рис. 7.3 Диаграмма ER-типа

Сущности изображаются прямоугольниками, связи в виде ромбов, ниже каждой сущности указывают атрибут или набор атрибутов, являющийся ключом сущности.

Терминология метода “Сущность-связь”

Термины, используемые в ER–методе, не могут быть определены строго, тем не менее, их необходимо определить.

Сущность определяется как некий объект, представляющий интерес для пользователей БД. Этот объект должен иметь экземпляры, отличающиеся друг от друга и допускающие однозначную идентификацию. Признак, который может помочь в отыскании сущности состоит в том, что сущность это как правило, существительное (в инфологической модели предметной области).

Связь представляет собой взаимодействие между двумя или более сущностями. При поиске сущностей следует иметь в виду, что связь, как правило, глагол (в инфологической модели ПО).

Атрибут есть свойство сущности. Например атрибутами сущности преподавателя могут быть: номер преподавателя, фамилия, телефон, должность, адрес и т.п.

Ключ сущности – это атрибут или набор атрибутов, значения которых однозначно определяют экземпляр сущности.

Ключ связи – набор ключей сущностей, соединяемых данной связью.

На первом этапе проектирования БД ER–методом необходимы только те атрибуты сущностей, которые являются их ключами. Другие атрибуты вместе с функциональными зависимостями, в которых они участвуют, будут добавлены на более поздних этапах проектирования.

2. Степень связи

Важной характеристикой связи между двумя и более сущностями является степень связи. Степень связи устанавливается из описания предметной области (из инфологической модели).

		Пример 1: Каждый преподаватель читает не более одного курса, и каждый курс читается не более чем одним преподавателем (т.е. могут быть преподаватели которые ничего не читают и ни кем не читаемые курсы).
не должны	не должны
Рис. 7.4 Диаграмма ER-экземпляра для примера 1

		Пример 2: Каждый преподаватель читает только один курс, каждый курс читается не более чем одним преподавателем.
должны	не должны
Рис. 7.5 Диаграмма ER-экземпляра для примера 2

		Пример 3: Каждый преподаватель читает не более одного курса, каждый курс читается только одним преподавателем.
не должны	должны
Рис. 7.6 Диаграмма ER-экземпляра для примера 3

		Пример 4: Каждый преподаватель читает только один курс, каждый курс читается только одним преподавателем.
должны	должны
Рис. 7.7 Диаграмма ER-экземпляра для примера 4

В рассмотренных примерах любой экземпляр сущности (как слева, так и справа) может быть связан максимум с одной сущностью с противоположной стороны. Такая связь определяется как связь, имеющая степень 1:1.