4.4Проектирование модели данных
4.4.1Этапы проектирования модели
Основным инструментом разработки инфологических моделей для реляционных баз данных в настоящий момент являются различные нотации так называемых ER – диаграмм (диаграмм Сущность – Связь от англ. Entity – Relationship Diagrams). Моделирование баз данных с помощью ER – диаграмм относится к семантическому моделированию, при котором структуры данных моделируются, исходя из смысла этих данных.
Вторым этапом разработки БД является создание так называемой датологической модели данных. С её помощью описываются свойства понятий предметной области, их взаимосвязь, а также ограничения на данные, налагаемые предметной областью.
Третий этап разработки баз данных – построение физической модели. Физическая модель описывает данные средствами конкретной СУБД. Отношения, разработанные на стадии формирования датологической модели данных, преобразуются в таблицы, атрибуты становятся столбцами таблиц, для ключевых атрибутов создаются уникальные индексы, домены преображаются в типы данных, принятые в конкретной СУБД. Ограничения, имеющиеся в датологической модели данных, реализуются различными средствами СУБД, например, при помощи ограничений целостности, индексов, триггеров, хранимых процедур.
Использование базовых понятий подхода ER-моделирования оказывается простым для понимания. Предметная область рассматривается как состоящая из сущностей, имеющих атрибуты, и отношения между ними.
ER-модель данных обладает важными свойствами, обуславливающими полезность ее использования при определении требований к данным разрабатываемой системы и пригодность для задания любых информационных потребностей пользователей. С другой стороны этот подход является строгим т.к. техника ER-моделирования опирается на формальные правила и соглашения, включая концепцию нормализации данных. ER-модель может быть преобразована в любую модель из трех основных видов - иерархическую, сетевую и реляционную, которые поддерживаются современными СУБД. Полученная на его основе, концептуальная схема формальными методами преобразуется во внутреннюю схему базы данных, пригодную для непосредственного программирования.
В настоящее время существуют несколько различных техник ER-моделирования, которые являются развитием классической ER-модели, предложенной Питером Пин-Шен Ченом. В дальнейшем предложенная Ченом модель совершенствовалась и развивалась. Для наглядного графического представления таких моделей служат диаграммы «сущность - связь».
4.4.2Выбор сущностей и определение атрибутов
Все строки, составляющие таблицу в реляционной базе данных должны иметь первичный ключ. Приведем несколько определений используемых для описания базы данных:
Объект (Сущность) – элемент какой-либо системы, информация о котором сохраняется. Объект может быть как реальным (например, человек), так и абстрактным (например, событие – поступление человека в стационар).
Атрибут – информационное отображение свойств объекта. Каждый объект характеризуется набором атрибутов.
Таблица – упорядоченная структура, состоящая из конечного набора однотипных записей.
Первичный ключ – атрибут (или группа атрибутов), позволяющий однозначным образом определить каждую строку в таблице.
Напротив, альтернативный ключ – атрибут (или группа атрибутов), не совпадающая с позволяющий первичным ключом и однозначным образом определяющий каждую строку в таблице.
После анализа предметной области для создания модели были выделены следующие сущности:
«Оборудование» - общее определение для любого офисного оборудования. Характеризуется:
- тип оборудования – разновидность: монитор, телефон, компьютер и т.д.;
- наименование – марка, модель:
- примечание – краткая характеристика, другое;
- стоимость – закупочная цена, руб.
- количество.
Запчасти – комплектующие для компьютеров.
- тип запчастей – разновидность комплектующих компьютеров;
- наименование марка, модель;
- цена
- количество.
Сотрудники – персонал фирмы, пользующийся инвентарем, имеет характеристики:
- сотрудник – фамилия и инициалы;
- отдел - наименование отдела либо должность;
- начальник отдела – заполняется, если сотрудник имеет таковой статус.
Отделы – перечень отделов ООО «Лотос», по которым распределены сотрудники.
Инвентарь – назовем так справочник, который отображает распределение оборудования среди персонала. Характеризуется:
- шифр оборудования – ключ, по которому устанавливается связь.
- ответственное лицо – фамилия и инициалы сотрудника, к которому прикреплен данный инвентарь;
- ответственный отдел - наименование отдела, к которому относится сотрудник, либо должность;
- ремонтируется – заполняется при необходимости, отражает состояние инвентаря;
- списано - заполняется при необходимости, отражает состояние инвентаря.
Еще нам понадобятся справочники:
ЖурналСписаний – предоставляет данные о наименовании, количестве, дате списанного оборудования;
ЖурналПеремещений – отображает информацию (дату, наименование оборудование, название отделов и фамилии сотрудников) о перемещении инвентаря;
ЖурналРемонта – позволяет отследить, когда и какое оборудование подлежало ремонту;
РемонтБуфер – перечень комплектующих для компьютеров, находящихся в резерве, не закрепленные ни за одним из сотрудников, использующихся для замены в случае ремонта.
4.4.3Построение ER-диаграммы
Схема модели, сконструированной на основе анализа предметной области, выбора сущностей и атрибутов, определения связей, представлена на рисунке 1
Рисунок 1 - ER-диаграмма
Следует проанализировать полученную модель, т.е. произвести проверку нижеперечисленных требований:
-
Для сущности проверяется:
-
уникальность имени;
-
уникальность системного имени;
-
существует ли хотя бы одна связь;
-
присутствие ключевого атрибута;
-
Анализ для связи:
-
существуют ли имена на концах связи;
-
является ли связь правильной;
-
не является ли связь связью типа М:М;
-
Анализ атрибутов:
-
уникально ли имя в сущности;
-
уникально ли системное имя в проекте;
-
задана ли спецификация обязательности;
Все требования удовлетворяются, следовательно, построенная модель корректна и может быть использована для дальнейшего проектирования базы данных.
4.4.4Построение концептуальной модели
Концептуальное проектирование оперирует информацией, независимой от любой фактической реализации (т.е. от любой конкретной системы технического или программного обеспечения). Цель концептуального проектирования именно в том и состоит, чтобы представить информацию в доступной пользователю форме, не зависящей от спецификаций системы, но реализуемой несколькими системами.
Существует ряд содержательных отличий инфологического описания предметной области от концептуального описания БД:
-
Описание предметной области может включать понятия, не подлежащие хранению в БД;
-
Описание событий происходящих в предметной области, может носить весьма общий характер и не содержать перечня операций взаимодействия с данными;
-
Степень формализации описания предметной области недостаточна для того, чтобы непосредственно от него перейти к разработке СУБД - ориентированного описания БД.
Под схемой БД понимают структуру хранимых в ней данных. Описание этой структуры средствами концептуальной модели данных называется концептуальной схемой БД. Она играет важную роль в проектировании ИС:
-
Дает понимание того, что будет промоделировано в БД, и тем самым помогает в выборе СУБД;
-
Является основой логического проектирования для конкретной СУБД и программирования приложений;
-
С её помощью планируются новые приложения и будущие изменения.
Синтез концептуальной системы баз данных предполагает последовательное выполнение трех правил.
1) Порождение для каждой сущности инфологической модели таблицы, причем атрибуты сущности становятся столбцами этой таблицы;
2) Если между сущностями задана ключевая связь, то ключи связанной сущности копируются в таблицу, соответствующую сущности, с чьей стороны расположена ключевая связь, и объединяются с ее ключами;
3) Для связей 1:М осуществляется копирование ключей сущности, находящихся на конце М в таблицу для сущности со стороны 1.
|
