Інфологічна модель даних

Предметна область - частина реального світу відображена в базу даних.

Об¢єднуючи приватні уявлення про вміст бази даних, отримані в результаті опитуванння користувачів, і свої уявлення про дані, що можуть знадобитися в майбутніх додатках, АБД спочатку створює узагальнений неформальний опис утворюваної бази даних. Цей опис, виконаний із використанням природної мови, математичних формул, таблиць, графіків і інших засобів, зрозумілих усім людям, що працюють над проектуванням бази даних, називають і нфологичною моделлю даних.

Ціль інфологічного моделювання - забезпечення найбільше природних для людини засобів збору й уявлення тієї інформації, що передбачається берегти в утворюваній базі даних. Тому інфологічну модель даних намагаються будувати за аналогією з природною мовою. Основними конструктивними елементами інфологічних моделей є сутності, зв'язку між ними і їхньої властивості (атрибути).

Сутність – будь-який реальний або не реальний помітний об'єкт (об'єкт, що ми можемо відрізнити від іншого), інформацію про котрий необхідно берегти в базі даних. Сутностями можуть бути люди, місця, літаки, рейси, смак, цвіт і т.д. Необхідно розрізняти такі поняття, як тип сутності і примірник сутності. Поняття тип сутності ставиться до набору однорідних особистостей, предметів, подій або ідей, що виступають як ціле. Примірник сутності ставиться до конкретної речі в наборі. Наприклад, типом сутності може бути МІСТО, а примірником - Москва, Київ і т.д.

Атрибут - пойменована характеристика сутності. Атрибутом сутності є будь-яка деталь, що служить для уточнення, ідентифікації, класифікації, числової характеристики або вираження стана сутності. Його найменування повинно бути унікальним для конкретного типу сутності, але може бути однаковим для різноманітного типу сутностей (наприклад, ЦВІТ може бути визначений для багатьох сутностей: СОБАКА, АВТОМОБІЛЬ, ДИМ і т.д.). Атрибути використовуються для визначення того, яка інформація повинна бути зібрана про сутність. Прикладами атрибутів для сутності АВТОМОБІЛЬ є ТИП, МАРКА, НОМЕРНИЙ ЗНАК, КОЛІР і т.д. Тут також існує розходження між типом і примірником. Тип атрибута ЦВІТ має багато примірників або значень: Червоний, Синій, Банановий, Біла ніч і т.д., проте кожному примірнику сутності присвоюється тільки одне значення атрибута.

Абсолютне розходження між типами сутностей і атрибутами відсутнє. Атрибут є таким тільки в зв'язку з типом сутності. У іншому контексті атрибут може виступати як самостійна сутність. Наприклад, для автомобільного заводу цвіт - це тільки атрибут продукту виробництва, а для лакофарбової фабрики цвіт - тип сутності.

Зв'язок - асоційованість двох або більш сутностей. Ця асоціація завжди є бінарною і може існувати між двома різними сутностями або між сутністю і їй же самої (рекурсивний зв'язок). У будь-якому зв'язку виділяються два кінці (відповідно до існуючої пари що зв'язуються сутностей), на кожному з який вказується ім'я кінця зв'язку, ступінь кінця зв'язку (скільки примірників даної сутності зв'язується), обов'язковість зв'язку (тобто чи будь-який примірник даної сутності повинний брати участь у даному зв'язку).

Якби призначенням бази даних було тільки збереження окремих, не пов'язаних між собою даних, то її структура могла б бути дуже простою. Проте одне з основних вимог до організації бази даних - це забезпечення можливості відшуку одних сутностей за значеннями інших, для чого необхідно встановити між ними визначені зв'язки. А тому що в реальних базах даних нерідко утримуються сотні або навіть тисяча сутностей, то теоретично між ними може бути встановлене більш мільйона зв'язків. Наявність такої множини зв'язків і визначає складність інфологічних моделей.

При визначенні інфологічної моделі необхідно брати до уваги таке:

· База даних повинна задовольняти актуальним інформаційним потребам організації. Одержувана інформація повинна за структурою й утриманням відповідати розв'язуваним задачам.

· База даних повинна забезпечувати одержання необхідних даних за прийнятний час, тобто відповідати заданим вимогам продуктивності.

· База даних повинна задовольняти виявленим і знову виникаючим вимогам усіх користувачів.

· База даних повинна легко розширюватися при реорганізації і розширенні предметної області.

· База даних повинна легко змінюватися при зміні програмного й апаратного середовища.

Інфологічна модель даних "сутність-зв'язок"

Інфологічна модель відображає реальний світ у деякій зрозумілі людині концепції, цілком незалежні від параметрів середовища збереження даних. Існує множина підходів до побудови таких моделей: графові моделі, семантичні мережі, модель "сутність-зв'язок" і т.д. Найбільше популярної з них виявилася модель "сутність-зв'язок" або названа ще ER-моделлю (від англ. Entity-Relationship, тобто сутність-зв'язок).

На використанні різновидів ER-моделі заснована більшість сучасних підходів до проектування баз даних (головним чином, реляційних). Модель була запропонована Ченом (Chen) у 1976 р. Моделювання предметній області базується на використанні графічних діаграм, що включають невеличке число різнорідних компонентів. У зв'язку з наочністю уявлення концептуальних схем баз даних ER-моделі одержали широке поширення в системах CASE, що підтримують автоматизоване проектування реляційних баз даних.

У них сутності зображуються позначеними прямокутниками, асоціації (зв'язки)- позначеними ромбами або шестикутниками, атрибути - позначеними овалами, а зв'язки між ними - ненаправленими ребрами, над якими може проставлятися ступінь зв'язку (1 або буква, що заміняє слово "багато") і необхідне пояснення.

Між двома сутностям, наприклад, А и В можливі чотири види зв'язків.

Перший тип - зв'язок ОДИН-ДО-ОДНОГО (1:1): у кожний момент часу кожному представнику (примірнику) сутності А відповідає 1 або 0 представників сутності У:

Студент може не "заробити" стипендію, одержати звичайну або одну з підвищених стипендій. Або, допустимо, у визначений момент часу один клієнт може зробити тільки одне замовлення. У цьому випадку між об'єктами КЛІЄНТ і ЗАМОВЛЕННЯ установлюється взаємозв'язок «один до одного», що позначається одинарними стрілками.

Між даними, що зберігаються в об'єктах КЛІЄНТ і ЗАМОВЛЕННЯ, буде існувати взаємозв'язок, у котрому кожний запис в однім об'єкті буде однозначно вказувати на запис в іншому об'єкті. Ні в одному, ні в іншому об'єкті не може існувати запису, не пов'язаного з якийсь записом в іншому об'єкті.

Квартира може пустувати, у ній може жити один або декілька мешканців. Або, наприклад, у визначений момент часу один клієнт може стати володарем декількох моделей автомобілів, при цьому декілька клієнтів не можуть бути володарями одного автомобіля. Взаємозв'язок «один до багатьох» можна позначити за допомогою одинарної стрілки в напрямку до «одному» і подвійної стрілки в напрямку до «багатьох». У цьому випадку одного запису даних першого об'єкта (його часто називають батьківським або основним) буде відповідати декілька записів другого об'єкта (дочірнього або підпорядкованого). Взаємозв'язок «один до багатьох» дуже поширений при розробці реляційних баз даних.

Третій тип - зв'язок БАГАТО-ДО-ОДНОГО (М:1): одному представнику сутності B відповідають 0, 1 або декілька представників сутності А.

У принципі немає ніякої різниці між зв'язком ОДИН-ДО-БАГАТЬОХ і БАГАТО-ДО-ОДНОГО, тому що між двома сутностями можливі зв'язки в обох напрямках і все залежить від того, з якими сутностями пов'язані дані.

Четвертый тип - зв'язок БАГАТО-ДО-БАГАТЬОХ (N:М): одному представнику сутності B відповідають 0, 1 або декілька представників сутності А и одночасно одному представнику сутності А відповідають 0, 1 або декілька представників сутності В.

Це також обумовлено тим, що між двома сутностями можливі зв'язки в обох напрямках.

Або наприклад кожний продавець може обслуговувати декількох клієнтів. З іншого боку, купуючи автомобілі в різноманітний час, кожний клієнт цілком може бути обслугований різноманітними продавцями. Між об'єктами КЛІЄНТ і ПРОДАВЕЦЬ існує взаємозв'язок «багато хто до багатьох». Такий взаємозв'язок позначається подвійними стрілками.

· множина зв'язків між тими самими сутностями

· тренарні зв'язки:

· зв'язки більш високих порядків, семантика (зміст) котрих іноді дуже складна.

У наведених прикладах зв'язків не показані атрибути сутностей і асоціацій у всіх ER-діаграмах. Так, запровадження лише декількох основних атрибутів в опис шлюбних зв'язків значно ускладнить ER-діаграму (мал. 2.1,а). У зв'язку з цим мова ER-діаграм використовується для побудові невеличких моделей і ілюстрації окремих фрагментів великих. Частіше ж застосовується менше наочний, але більш змістовна мова інфологічного моделювання (МІМ), у якій сутності й асоціації представляються реченнями виду:

СУТНІСТЬ (атрибут 1, атрибут 2,..., атрибут n)

АСОЦІАЦІЯ [СУТНІСТЬ S1, СУТНІСТЬ S2,...]

(атрибут 1, атрибут 2,..., атрибут n)

де S - ступінь зв'язку, а атрибути, що входять у ключ, повинні бути відзначені за допомогою підкреслення.

Так, розглянутий вище приклад множини зв'язків між сутностями, може бути описаний на МІМ у такий спосіб:

Лікар (Номер_лікаря, Прізвище, Ім'я, По батькові, Фах)

Пацієнт (Реєстраційний_номер, Номер койки, Прізвище,

Ім'я, По батькові, Адреса, Дата народження, Поль) що гоїть_лікар [Лікар 1, Пацієнт M]

(Номер_лікаря, Реєстраційний_номер)

Консультант [Лікар M,Пацієнт N]

(Номер_лікаря, Реєстраційний_номер).

Для приклада ER-діаграма бази даних "Харчування"показана на мал. а модель на мові МІМ має такий вид:

Блюда (БЛ, Блюдо, Вид)

Продукти (ПР, Продукт, Калорійність)

Постачальники (ПОС, Місто, Постачальник) [Місто]

Склад [Блюда M, Продукти N] (БЛ, ПР, Вага (г))

Постачання [Постачальники M, Продукти N] (ПОС, ПР, Дата_П, Ціна, Вага (кг))

Міста (Місто, Країна)

Рецепти (БЛ, Рецепт) {Блюда}

Витрата (БЛ, Дата_Р, Порцій) {Блюда}

Існує ще найбільше поширена модифікація ER-діаграм для уявлення інфологічної моделі баз даних - "Таблиця-зв'язок", приклад використання якого приведений на мал. 16. У ньому всі сутності зображуються одностовбцовими таблицями з заголовками, що складаються з імені і типу сутності. Рядки таблиці - це перелік атрибутів сутності, а ті з них, що складають первинний ключ, розташовуються поруч і обводяться рамкою. Зв'язки між сутностями вказуються стрілками, спрямованими від первинних ключів або їх складових. Саме цей

Поиск по сайту: