Красный, Синий, Банановый, Белая ночь и т.д.,
однако каждому экземпляру сущности присваивается только одно значение атрибута.
Абсолютное различие между типами сущностей и атрибутами отсутствует. Атрибут является таковым только в связи с типом сущности. В другом контексте атрибут может выступать как самостоятельная сущность. Например, для автомобильного завода цвет – это только атрибут продукта производства, а для лакокрасочной фабрики цвет – тип сущности.
Ключ – минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности. Минимальность означает, что исключение из набора любого атрибута не позволяет идентифицировать сущность по оставшимся. Для сущности «Расписание» ключом является атрибут «Номер рейса» или набор атрибутов: «Пункт отправления», «Время вылета» и «Пункт назначения» (при условии, что из пункта в пункт вылетает в каждый момент времени один самолет).
Связь – ассоциирование двух или более сущностей. Если бы назначением базы данных было только хранение отдельных, не связанных между собой данных, то ее структура могла бы быть очень простой. Однако одно из основных требований к организации базы данных – это обеспечение возможности отыскания одних сущностей по значениям других, для чего необходимо установить между ними определенные связи. А так как в реальных базах данных нередко содержатся сотни или даже тысячи сущностей, то теоретически между ними может быть установлено более миллиона связей. Наличие такого множества связей и определяет сложность инфологических моделей.
|
|
|
Характеристика связей и язык моделирования
Между двумя сущностям, например, А и В, возможны четыре вида связей.
· один к одному,
· один ко многим,
· многие к одному,
· многие ко многим.
Связь ОДИН-К-ОДНОМУ (1:1) предполагает, что в каждый момент времени каждому представителю (экземпляру) сущности А соответствует 1 или 0 представителей сущности В. Например, работник может получать зарплату, притом только одну.
Связь ОДИН-К-ОДНОМУ
Связь ОДИН-КО-МНОГИМ (1:М) состоит в том, что в каждый момент времени одному представителю сущности А соответствуют 0, 1 или несколько представителей сущности В. Например, в доме приживает много жильцов. В частности, дом может быть незаселенным.
Связь ОДИН-КО-МНОГИМ
Связь МНОГИЕ-К-ОДНОМУ предполагает, что в каждый момент времени множеству элементов А соответствует один элемент В. Например, несколько студентов представляют собой студенческую учебную группу
Связь МНОГИЕ-К-ОДНОМУ
Наконец, связь МНОГИЕ-КО-МНОГИМ состоит в том, что в каждый момент времени множеству элементов А соответствует множество элементов В. Этот тип связи в реляционных БД непосредственно не поддерживается. Примером такой связи может служить тот факт, что у студентов учебные занятия по дисциплинам ведут множество преподавателей.
|
|
|
Связь МНОГИЕ-КО-МНОГИМ
Характер связей между сущностями не ограничивается перечисленными. Существуют и более сложные связи:
· множественные связи между одними и теми же сущностями
(учебные занятия у студентов ведут несколько преподавателей, один из студентов имеет несколько научных руководителей);
· тренарные связи
(преподаватель ведут учебные занятия со студентами по одному расписанию занятий в различных аудиториях).
Классификация сущностей
Настал момент разобраться в терминологии. Определяются три основные класса сущностей: стержневые, ассоциативные и характеристические, а также подкласс ассоциативных сущностей – обозначения.
Стержневая сущность (стержень) – это независимая сущность. Такие сущности имеют независимое существование.
В рассмотренных ранее примерах стержни – это «Работник», «Зарплата», «Студент», «Преподаватель», «Расписание занятий», «Аудитория».
Ассоциативная сущность (ассоциация) – это связь вида "многие-ко-многим" ("один-ко-многим" и т.д.) между двумя или более сущностями или экземплярами сущности. Ассоциации рассматриваются как полноправные сущности:
|
|
|
· они могут участвовать в других ассоциациях и обозначениях точно так же, как стержневые сущности;
· могут обладать свойствами, т.е. иметь не только набор ключевых атрибутов, необходимых для указания связей, но и любое число других атрибутов, характеризующих связь.
Характеристическая сущность (характеристика) – это связь вида "многие-к-одному" или "одна-к-одному" между двумя сущностями (частный случай ассоциации). Единственная цель характеристики в рамках рассматриваемой предметной области состоит в описании или уточнении некоторой другой сущности. Необходимость в них возникает в связи с тем, что сущности реального мира имеют иногда многозначные свойства. Например, книга может иметь несколько характеристик переиздания (исправленное, дополненное, переработанное) и т.д.
Существование характеристики полностью зависит от характеризуемой сущности.
Описание характеристики на языке инфологического моделирования в общем случае можно представить в виде:
ХАРАКТЕРИСТИКА (атрибут 1, атрибут 2, ...) {СПИСОК ХАРАКТЕРИЗУЕМЫХ СУЩНОСТЕЙ}.Обозначающая сущность или обозначение – это связь вида "многие-к-одной" или "одна-к-одной" между двумя сущностями и отличается от характеристики тем, что не зависит от обозначаемой сущности.
|
|
|
Рассмотрим пример, связанный с зачислением сотрудников в различные отделы организации.
При отсутствии жестких правил (сотрудник может быть зачислен одновременно в несколько отделов или не зачислен ни в один отдел) необходимо создать описание с ассоциацией Зачисление:
Отделы (Номер отдела, Название отдела, ...)Служащие (Табельный номер, Фамилия, ...)Зачисление [Отделы M, Служащие N] (Номер отдела, Табельный номер, Дата зачисления).Однако, при условии, что каждый из сотрудников должен быть обязательно зачислен в один из отделов, можно создать описание с обозначением Служащие:
Отделы (Номер отдела, Название отдела, ...)Служащие (Табельный номер, Фамилия, ... , Номер отдела, Дата зачисления)[Отделы]В данном примере служащие имеют независимое существование (если удаляется отдел, то из этого не следует, что также должны быть удалены служащие такого отдела). Поэтому они не могут быть характеристиками отделов и названы обозначениями.
Обозначения используют для хранения повторяющихся значений больших текстовых атрибутов: "кодификаторы" изучаемых студентами дисциплин, наименований организаций и их отделов, перечней товаров и т.п.
Описание обозначения внешне отличается от описания характеристики только тем, что обозначаемые сущности заключается не в фигурные скобки, а в квадратные:
ОБОЗНАЧЕНИЕ (атрибут 1, атрибут 2, ...)[СПИСОК ОБОЗНАЧАЕМЫХ СУЩНОСТЕЙ].Как правило, обозначения не рассматриваются как полноправные сущности, хотя это не привело бы к какой-либо ошибке.
Обозначения и характеристики не являются полностью независимыми сущностями, поскольку они предполагают наличие некоторой другой сущности, которая будет "обозначаться" или "характеризоваться". Однако они все же представляют собой частные случаи сущности и могут, конечно, иметь свойства, могут участвовать в ассоциациях, обозначениях и иметь свои собственные (более низкого уровня) характеристики. Подчеркнем также, что все экземпляры характеристики должны быть обязательно связаны с каким-либо экземпляром характеризуемой сущности. Однако допускается, чтобы некоторые экземпляры характеризуемой сущности не имели связей.
При построении инфологических моделей можно использовать язык ER-диаграмм (от англ. Entity-Relationship, т.е. сущность-связь). В них сущности изображаются помеченными прямоугольниками, ассоциации – помеченными ромбами или шестиугольниками, атрибуты – помеченными овалами, а связи между ними – ненаправленными ребрами, над которыми может проставляться степень связи (1 или буква, заменяющая слово "много") и необходимое пояснение.
Элементы языка ER-диаграмм
Рассмотрим пример построения инфологической модели базы данных "Питание", где должна храниться информация о блюдах, их ежедневном потреблении, продуктах, из которых приготавливаются эти блюда, и поставщиках этих продуктов. Информация будет использоваться поваром и руководителем небольшого предприятия общественного питания, а также его посетителями.
Лобио по-грузински
Ломаную очищенную фасоль, нашинкованный лук посолить, посыпать перцем и припустить в масле с небольшим количеством бульона; добавить кинзу, зелень петрушки, рейган (базилик) и довести до готовности. Затем запечь в духовке.
Фасоль стручковая (свежая или консервированная) 200,
Лук зеленый 40, Масло сливочное 30, Зелень 10.
Выход 210. Калорий 725.
При анализе предметной области выделены следующие объекты и характеристики проектируемой базы:
1. Блюда, для описания которых нужны данные, входящие в их кулинарные рецепты: номер блюда (например, из книги кулинарных рецептов), название блюда, вид блюда (закуска, суп, горячее и т.п.), рецепт (технология приготовления блюда), выход (вес порции), название, калорийность и вес каждого продукта, входящего в блюдо.
- Для каждого поставщика продуктов: наименование, адрес, название поставляемого продукта, дата поставки и цена на момент поставки.
3. Ежедневное потребление блюд (расход): блюдо, количество порций, дата.
Анализ объектов позволяет выделить:
· Стержни: Блюда, Продукты и Города;
· Ассоциации: Состав (связывает Блюда и Продукты),
Поставки (связывает Поставщиков с Продуктами);
· Обозначение: Поставщики;
· Характеристики: Рецепты и Расход.
ER-диаграмма модели показана на рисунке, а модель на языке инфологического моделирования имеет следующий вид:
Блюда (БЛ, Блюдо, Вид)Продукты (ПР, Продукт, Калорийность)Поставщики (ПОС, Город, Поставщик) [Город]Состав [Блюда M, Продукты N] (БЛ, ПР, Вес (г))Поставки [Поставщики M, Продукты N] (ПОС, ПР, Дата_П, Цена, Вес (кг))Города (Город, Страна) Рецепты (БЛ, Рецепт) {Блюда}Расход (БЛ, Дата_Р, Порций) {Блюда}В этих моделях Блюдо, Продукт и Поставщик – наименования, а БЛ, ПР и ПОС – цифровые коды блюд, продуктов и организаций, поставляющих эти продукты.
Инфологическая модель базы данных "Питание"
Для наиболее распространенных реляционных баз данных можно предложить язык инфологического моделирования "Таблица-связь". Пример использования этого языка приведен на нижеследующем рисунке. В нем все сущности изображаются таблицами, каждая из которых содержит только один столбец с заголовком, состоящим из имени и типа сущности. Строки таблицы – это перечень атрибутов сущности, а те из них, которые составляют первичный ключ, располагаются рядом и обводятся рамкой. Связи между сущностями указываются стрелками, направленными от первичных ключей или их составляющих.
Инфологическая модель базы данных "Питание",
построенная с помощью языка "Таблицы-связи"
О первичных и внешних ключах
Напомним, что ключ или возможный ключ – это минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности. Минимальность означает, что исключение из набора любого атрибута не позволяет идентифицировать сущность по оставшимся атрибутам. Каждая сущность обладает хотя бы одним возможным ключом. Один из них принимается за первичный ключ. При выборе первичного ключа следует отдавать предпочтение несоставным ключам или ключам, составленным из минимального числа атрибутов. Нецелесообразно также использовать ключи с длинными текстовыми значениями (предпочтительнее использовать целочисленные атрибуты). Так, для идентификации студента можно использовать либо уникальный номер зачетной книжки, либо набор из фамилии, имени, отчества, номера группы и может быть дополнительных атрибутов, так как не исключено появление в группе двух студентов (а чаще студенток) с одинаковыми фамилиями, именами и отчествами. Плохо также использовать в качестве ключа не номер блюда, а его название, например, " Закуска из плавленых сырков "Дружба" с ветчиной и соленым огурцом" или "Заяц в сметане с картофельными крокетами и салатом из красной капусты".
Не допускается, чтобы первичный ключ стержневой сущности (любой атрибут, участвующий в первичном ключе) принимал неопределенное значение. Иначе возникнет противоречивая ситуация: появится не обладающий индивидуальностью, и, следовательно, не существующий экземпляр стержневой сущности. По тем же причинам необходимо обеспечить уникальность первичного ключа.
Теперь о внешних ключах:
· Если сущность С связывает сущности А и В, то она должна включать внешние ключи, соответствующие первичным ключам сущностей А и В.
· Если сущность В обозначает сущность А, то она должна включать внешний ключ, соответствующий первичному ключу сущности А.
В разделе «Классификация сущностей» рассматривался пример, где «Служащие» обозначали «Отделы» и включали внешний ключ «Номер отдела», соответствующий первичному ключу сущности «Отделы».
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 204; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!