Базы данных. Учебное пособие. Для студентов

– даталогическое моделирование

– физическая реализация

1) На первом этапе создается инфологическая модель предметной области.

Предметная область – это часть реального мира, представляющего интерес для данного проектирования.

Инфологической моделью предметной области называют описание предметной области, выполненное с использованием специальных языковых средств, и независящее от используемых в дальнейшем программных и технических средств.

2) На основе инфологической модели строится даталогическая модель.

Даталогическая модель является моделью логического уровня и представляет собой отображение логических связей между элементами данных безотносительно к их содержанию и среде хранения. Описание логической структуры БД на языке СУБД называется схемой.

3) Третий этап проектирования состоит в привязке ДЛМ к среде хранения с помощью модели данных физического уровня (физическоймодели). Описание физической структуры БД называется схемойхранения.

Компоненты ИЛМ:

– описание объектов и связей между ними (ER – модель);

– описание информационных потребностей пользователей;

– алгоритмические связи показателей;

– лингвистические отношения;

– ограничения целостности.

В предметной области в результате ее анализа выделяют классы объектов. Классомобъектов называют совокупность объектов, обладающих одинаковым набором свойств. Каждый объект в информационной системе представляется своим идентификатором, а каждый класс объектов представляется именем класса. Каждый объект обладает определенным набором свойств.

Связь между объектом и характеризующим его свойством изображается в виде линии. Связь может быть единичной или множественной.

Если объект обладает только одним значением какого-то свойства, то такое свойство называют единичными. Если для свойства возможно существование одновременно нескольких значений у одного объекта, то такие свойства называют множественными.

Свойства, значения которых не могут изменяться с течением времени (например, Датарождения), называются статическими и обозначаются буквой S. Свойства, значения которых могут изменяться со временем (например, Фамилия, Адрес, Телефон), называются динамическими и обозначаются буквой D.

Свойство, которое может отсутствовать у некоторых объектов одного класса (например, свойство Ученаястепень, не все объекты класса Сотрудники могут обладать указанным свойством), называют условными и изображают пунктирной линией.

Существует понятие составного свойства (примеры таких свойств: Адрес, состоящий из «улицы», «дома», «квартиры»; Датарождения, состоящая из «числа», «месяца», «года»). Для его обозначения используют квадрат.

Рис. 3.3. Изображение класса объектов и его свойств

В инфологической модели фиксируются не только связи между объектом и его свойствами, но и связи между объектами разных классов.

Различают связи типа:

– один к одному (1:1);

– один ко многим (1:М);

– многие к одному (М:1);

– многие ко многим (М:М).

Объект называют простым, если он рассматривается как неделимый. Сложный объект представляет собой объединение других объектов, простых или сложных, также отображаемых в информационной системе. Понятия простой и сложный являются относительными. Сложные объекты подразделяют на составные, обобщенные и агрегированные.

Составной объект соответствует отображению связи «целое – часть». Примеры таких объектов: класс – ученики, группа – студенты и т. п. (связь между составным и составляющими его объектами отображается отношением 1:М)

Обобщенный объект отражает наличие связи «род – вид» между объектами предметной области. Например, объекты Студент, Школьник, Аспирант образуют обобщенный объект Учащиеся. Объекты, составляющие обобщенный объект, называются его категориями. Как «родовой» объект, так и «видовые» объекты могут обладать определенным набором свойств. Причем «видовые» объекты обладают всеми теми свойствами, которыми обладает «родовой» объект, плюс свойствами, присущими только объектам этого вида.

Определение родо-видовых связей означает классификацию объектов предметной области по тем или иным признакам. Подклассы могут выделяться в ИЛМ в явном виде (см. рис. 3.5).

Рис. 3.5. Изображение обобщенного объекта

Агрегированный объект соответствует обычно какому-либо процессу, в который оказываются «вовлеченными» другие объекты. Например, агрегированный объект Поставка (см. рис. 3.6) объединяет в себе объекты Поставщик, Получатель, Продукт и Дата. Для отображения агрегированного объекта в схеме использован ромб. Агрегированный объект может, так же как и простой объект, иметь характеризующие его свойства.

Рис. 3.6. Изображение агрегированного объекта

Правила, по которым строится даталогическая модель:

1) Для каждого простого объекта и его единичных свойств строится таблица, атрибутами которой являются идентификатор объекта и реквизиты, соответствующие каждому из единичных свойств:

2) Если у объекта имеются множественные свойства, то каждому из них ставится в соответствие отдельная таблица:

3) Если между объектом и его свойством имеется условная связь, то при отображении в реляционную модель возможны следующие варианты:

– если многие из объектов обладают рассматриваемым свойством, то его можно хранить в БД так же, как и обычное свойство;

– если только незначительное число объектов обладает указанным свойством, то при использовании предыдущего решения для многих записей в таблице значение соответствующего поля будет пустым. Для устранения этого недостатка выделяют отдельную таблицу, которая будет включать в себя идентификатор объекта и атрибут, соответствующий рассматриваемому свойству.

4) Если у объекта имеется составное свойство:

5) Если связь между объектами 1:1 и классы принадлежности обоих объектов являются обязательными, то для отображения данных объектов и связи между ними:

6) Если связь между объектами 1:1 и класс принадлежности одного объекта является обязательным, а другого – необязательным, то для каждого из этих объектов используют отдельные таблицы, а идентификатор объекта, для которого класс принадлежности является необязательным, добавляется в таблицу, соответствующую тому объекту, для которого класс принадлежности обязательный:

7) Если связь между объектами 1:1 и класс принадлежности каждого объекта является необязательным, то следует использовать три таблицы: по одной для каждого объекта и одно для отображения связи между ними:

8) Если между объектами предметной области имеется связь 1:М и класс принадлежности n – связного объекта является обязательным, то используют две таблицы: по одной для каждого объекта, и в таблицу, соответствующую n – связному объекту, добавляется идентификатор 1 – связного объекта:

9) Если между объектами предметной области имеется связь 1:М и класс принадлежности n – связного объекта является необязательным, то создают три таблицы: по одной для каждого объекта и одну для отображения связи между ними:

10) Если между объектами предметной области имеется связь М:М, то для хранения такой информации потребуется три таблицы: по одной для каждого объекта и одна для отображения связи между ними (классы принадлежности могут быть: оба – обязательными, оба – необязательными, один – обязательный, другой – необязательный):

11) Агрегированному объекту, имеющему место в предметной области, в ДЛМ ставится в соответствие одна таблица, атрибутами которой являются идентификаторы всех объектов, «задействованных» в данном агрегированном объекте, а также реквизиты, соответствующие свойствам этого объекта:

Модели представления данных

Иерархическая модель