Rezumat: Prelegerea este dedicată modelarea domeniului. Aici luăm în considerare conceptele care ajută la descrierea domeniului, reprezentarea grafică a modelului conceptual al unui domeniu sub forma unei diagrame ER, tehnicile de bază utilizate în modelarea
Scopul prelegerii. pentru a arăta cum este descrisă subiectul în modelarea conceptuală (cu ajutorul căreia conceptele, mijloacele de reprezentare și metodele de construcție) și cum este asigurată fiabilitatea informațiilor din baza de date datorită constrângerilor asupra integrității modelului conceptual.
5.1. Descrierea reprezentării informației a domeniului. ER-chart
Vom ilustra conceptele și etapele introduse în proiectarea bazei de date folosind un exemplu de zonă specifică de subiect aproape de cititor. prezentarea datelor despre studenții universității. Să oferim o scurtă descriere a domeniului subiectului. Există mai multe facultăți la universitate, fiecare dintre acestea fiind instruit în mai multe specialități sau domenii. Pentru fiecare specialitate de la facultate există un curriculum, care enumeră cursurile de studiu, indicând numărul orelor de ore. Studenții studiază disciplinele relevante, iau examene și teste, primesc note.
Cel mai des, modelul conceptual este reprezentat sub forma unei diagrame entitate-relație sau a unei diagrame ER. Procesul de construire a diagramei ER se numește ER-modeling.
Introducem conceptele de bază care descriu domeniul subiectului.
Entitatea sau obiectul este ceea ce vor acumula informațiile din sistemul informatic (ceva pe care utilizatorul ar dori să îl respecte).
Dacă sistemul procesează informații despre facultăți, facultatea va fi entitatea, dacă elevii, esența este un student etc.
Denumirea entității în modelarea ER este de obicei scrisă cu majuscule. Fiecare entitate are un anumit set de proprietăți (considerăm numai proprietăți de interes pentru utilizatori în cadrul cercetării), care sunt stocate în sistemul informatic. De exemplu, ca natura proprietăților poate specifica FACULTATE sala de facultate, numele facultății, ca entitate proprietăți student poate specifica numele, data nașterii, locul nașterii, deoarece proprietățile EXAMENUL esență - subiectul, data examenului, examinatorilor.
Pentru descrierea informațională a unei entități, se introduce conceptul de atribut.
Atributul este o proprietate numită (caracteristică) a unei entități. Un atribut este un afișaj de informații al unei proprietăți entitate și ia o valoare specifică dintr-un set de valori valide. De exemplu, pentru entitatea FACULTY, atributul "name" al unei instanțe concrete a entității are un sens specific al "matematicii computerizate și al ciberneticii". Astfel, atributul reprezintă o descriere informațională a proprietăților cantitative sau calitative ale entității, descrie starea entității, vă permite să identificați entitatea. Informațiile despre entitate sunt reprezentate de un set de atribute. Un astfel de set de atribute este numit adesea o înregistrare de obiect.
Un set de entități caracterizate în sistemul informatic de aceeași listă de proprietăți se numește clasa de entități (un set de obiecte). De exemplu, totalitatea tuturor entităților STUDENT constituie clasa entității STUDENT, totalitatea tuturor entităților FACULTY este clasa entității FACULTY. Clasa entității este descrisă de o listă cu proprietățile entității care alcătuiesc această clasă.
O instanță a unei entități va fi o entitate concretă (o entitate cu valori specifice ale proprietăților corespunzătoare). Deasupra am definit esența ca fiind ceva despre ce informații se vor acumula în sistemul informatic. Aceasta este doar o parte. Informațiile nu trebuie doar să fie stocate singure, ci folosite pentru a satisface nevoile de informare ale utilizatorului. Pentru realizarea numărului copleșitor de cereri din partea unui utilizator, trebuie să găsească mai întâi instanța corespunzătoare a entității (în scopul prelucrării, corectare, ștergere). Prin urmare, cea mai importantă proprietate a unei entități este identificarea unică a instanțelor sale cu unul sau un grup de atribute (un identificator unic). În esență Facultatea este, de exemplu, sala de facultate, un student entitate poate fi un atribut „name“, în cazul în care toți elevii au diferite nume de familie, grupul de atribute „nume“, „nume“, „nume de familie“, sau introdus special un identificator unic. de exemplu, atributul adițional adăugat "student code".
Cea mai obișnuită modalitate de prezentare a unui model conceptual este așa-numita diagramă ER. Diferite surse folosesc diferite sisteme de notare în diagramele ER. În practică, utilizarea diferitelor moduri de scriere a schemelor ER nu este foarte dificilă - o familiarizare rapidă cu secțiunea relevantă a documentației vă permite să stăpâniți rapid sistemul de notare utilizat. În acest manual în diagrama ER, clasa entității va fi reprezentată ca un quadrangle. În quadrangle, se scrie un nume unic al clasei entității (cu majuscule) și numele atributelor cu majuscule.
Un exemplu de clasă entitate STUDENT și o instanță specifică a entității este prezentată în Fig. 5.1
Fig. 5.1. Clasa entității și instanța entității
Pentru a realiza nevoile de informare ale utilizatorului, nu este suficient să găsești o instanță interesantă a entității. Nevoile de informare sunt strâns legate de relațiile funcționale existente în organizație (de exemplu, este necesar să se determine ce facultate studiază un anumit student). Pentru a implementa astfel de solicitări (nevoile de informare ale utilizatorului), relațiile existente în zona de subiect sunt utilizate între entități. Relațiile corespunzătoare ale esențelor sunt exprimate prin relații (Relații). Distingeți între clase de link-uri și instanțe de linkuri. Clasele de relații sunt relațiile dintre clasele entității și instanțele de comunicare sunt relațiile dintre instanțele entității.
O clasă de relații poate afecta mai multe clase de entități. Numărul de clase ale entităților. care sunt implicate în comunicare, se numește gradul de conexiune n = 2, 3. De exemplu, clasa entității STUDENT este asociată cu clasa entității FACULET prin conexiunea "studiind la facultate". Gradul acestei conexiuni este de două. Pentru n = 2, conexiunea se numește binar. Rețineți că conexiunea ar trebui considerată ca fiind în ambele sensuri: "elevul studiază la facultate" și "studenții studiază la facultate". Luați în considerare clasificarea obligațiunilor binare. În funcție de câte instanțe ale unei entități dintr-o clasă sunt asociate cu câte instanțe ale entității unei alte clase, se disting următoarele tipuri de linkuri:
- Comunicarea 1: 1. O singură instanță a entității unei clase este asociată cu o singură instanță a entității unei alte clase. Un exemplu este relația dintre clasele de entități, facultatea și curriculum-ul pe o specialitate pentru facultatea (fiecare departament are propriul curriculum pe specialitatea sau direcția).
- Comunicarea 1: M. O singură instanță a entității unei clase este asociată cu multe instanțe ale entității unei alte clase. Un exemplu este legătura dintre clasele de entități FACULTY și STUDENT (mulți studenți studiază la o facultate).
- Comunicare M: N. Mai multe instanțe din aceeași clasă sunt asociate cu mai multe instanțe ale entității unei alte clase. Un exemplu este legătura dintre clasele de entități FACULTY și SPECIALTY (pot exista mai multe specialități la facultate și aceeași specialitate poate fi în mai multe facultăți).
Numerele care descriu tipurile de linkuri binare (1: 1, 1: M, M: N), denotă numărul maxim de entități pe fiecare parte a legăturii. Aceste numere sunt numite numerele cardinale maxime, iar perechea corespunzătoare de numere este numită cardinalitatea maximă.
În acest manual pe diagramele ER, conexiunile dintre entități vor fi indicate de săgeți, lângă săgeți, vom indica numele conexiunii. precum și tipul conexiunii. Exemplu de diagramă ER. reprezentând esența STUDENTULUI, FACULTATEA, SPECIALITATEA și relațiile lor sunt prezentate în Fig. 5.2.
Rețineți că fiecare instanță a unei entități trebuie să fie identificată în mod unic (să aibă un identificator unic). Deoarece pot exista mai mulți studenți cu același nume de familie, introducem un atribut suplimentar "student code". În entitățile FACULTY și SPECIALTY, atributul "number" este un identificator unic.
Fig. 5.2. Exemplu de fragment de diagramă ER
Rețineți că, în conformitate cu această diagramă ER, puteți specifica secvența de acțiuni efectuate la implementarea solicitării utilizatorului. De exemplu, pentru a pune în aplicare o interogare „asupra a ceea ce facultate studentul învață Ivanov“, se procedează după cum urmează: pentru a găsi printre instanțele de instanța STUDENT entitatea numele Ivanov, du-te la comunicarea „Un student studiaza la facultatea“ pentru a copia FACULTATE natura, o valoare atribut al „nume“ de acest caz și este numele dorit al facultății. Rețineți, de asemenea, că uneori pe diagramele ER două conexiuni între entități sunt reprezentate de o săgeată față-verso sau pur și simplu de o linie. Rețineți că schema ER nu prezintă modalități de implementare a acestor linkuri (la nivel logic și, mai ales, fizic). modalități adecvate de punere în aplicare a comunicațiilor depind de capacitățile SGBD specifice modelului și vor fi discutate în capitolul următor ( „A doua etapă de proiectare conceptuală (modele de date SGBD. Prezentarea unui model conceptual al modelului de date SGBD înseamnă)“), în a doua etapă de proiectare conceptuală în prezentarea unui model conceptual al modelului de date mijloacele Baze de date.