Лекции и практики (1). Курс лекций и материалы для практических занятий
 Скачать 1.01 Mb.
|
Предметный подход к проектированию БД.Предметный подход применяется в тех случаях, когда у разработчиков есть чёткое представление о самой ПрО и о том, какую именно информацию они хотели бы хранить в БД, а структура запросов не определена или опре- делена не полностью. Тогда основное внимание уделяется исследованию ПрО и наиболее адекватному её отображению в БД с учётом самого широко- го спектра информационных запросов к ней. Проектирование с использованием метода "сущность–связь".Метод "сущность–связь" (Entity–Relation, ER–method) был разработан в 1976 г. П.Ченом (Chen P.P.). Он является комбинацией двух предыдущих и обладает достоинствами обоих. ER-метод является наиболее распространённым методом проектирования БД, поэтому мы рассмотрим его подробно. Метод "сущность-связь" В предметной области необходимо выделить сущности, атрибуты и свя-зи. Сущности, существование которых не зависит от существования других сущностей, называются базовыми, остальные сущности – зависимыми. Напри- мер, сущность ЛЕКЦИЯзависит от базовых сущностей ГРУППА, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, ДИСЦИПЛИНА. Напомним, что для каждой сущности определяются атрибуты (свойства), которые можно условно классифицировать следующим образом: Идентифицирующие и описательные атрибуты. Идентифицирующие атри- буты имеют уникальное значение для сущностей данного типа и являются потенциальными ключами. Они позволяют однозначно распознавать экзем- пляры сущности. Из потенциальных ключей выбирается один первичный ключ (ПК). В качестве ПК обычно выбирается потенциальный ключ, по ко- торому чаще происходит обращение к экземплярам сущности. Кроме того, ПК должен включать в свой состав минимально необходимое для идентифи- кации количество атрибутов. Остальные атрибуты называются описатель- ными и заключают в себе интересующие свойства сущности. Составные и простые атрибуты. Простой атрибут состоит из одного ком- понента, его значение неделимо. Составной атрибут является комбинацией нескольких компонентов, возможно, принадлежащих разным типам данных (например, ФИО или адрес). Решение о том, использовать составной атрибут или разбивать его на компоненты, зависит от характера его обработки и формата пользовательского представления этого атрибута. Однозначные и многозначные атрибуты (могут иметь соответственно одно или много значений для каждого экземпляра сущности). Основные и производные атрибуты. Значение основного атрибута не зави- сит от других атрибутов. Значение производного атрибута вычисляется на основе значений других атрибутов (например, возраст человека вычисляется на основе даты его рождения и текущей даты). Спецификация атрибута состоит из его названия, типа данных, размера и описания ограничений целостности – множества значений, которые может при- нимать данный атрибут. Далее осуществляется спецификация связей. Под связью понимается осмысленная ассоциация между сущностями, например, СТУДЕНТучитсяв ГРУППЕ, ВОДИТЕЛЬвыполняетРЕЙСи т.п. Выявляются все связи между сущностями внутри локального представления. Каждая связь именуется, для неё определяются степень, кардинальность и обязательность. Кроме спецификации связей типа "сущность – сущность", выполняется спецификация связей типа "сущность – атрибут" и "атрибут – атрибут" внутри одной сущности. Для этого надо определить зависимости между экземплярами сущностей и атрибутами, а также между атрибутами, относящимися к одному экземпляру сущности. Например, атрибут Телефонысущности СОТРУДНИКможет быть многозначным и необязательным, т.е. связь СОТРУДНИК–> Теле-фоныимеет тип 1:n и является необязательной для сотрудника. А если рас- смотреть атрибуты Маршрути Стоимостьсущности БИЛЕТ, то между ними есть связь 1:1, т.к. стоимость билета зависит от маршрута (пункт отправления – пункт назначения). После выявления сущностей и связей ПрО строят ER-диаграмму, которая является наглядным отображением модели ПрО. Более подробно использова- ние метода "сущность-связь" рассмотрено на примере в разделе 9.10. Объединение локальных представлений При небольшом количестве локальных областей (не более пяти) объеди- нение выполняется за один шаг. В противном случае обычно выполняют би- нарное объединение. При этом проектировщик может формировать конструк- ции, производные по отношению к тем, которые были использованы в локаль- ных представлениях. Цель введения подобных абстракций: объединение в единое целое фрагментарных представлений о различных свойствах одной и той же сущности; введение абстрактных понятий, удобных для решения задач системы, уста- новление их связи с более конкретными понятиями модели; образование классов и подклассов подобных сущностей (например, класс "изделие" и подклассы типов изделий, производимых на предприятии). При объединении локальных представлений используют три основопола- гающие концепции: Идентичность. Два или более элементов модели идентичны, если они име- ют одинаковое семантическое значение. Например, СОТРУДНИКдля отдела кадров и СОТРУДНИКдля отдела закупок – это один и тот же тип сущно- сти, возможно, с разным набором атрибутов. (Наборы атрибутов исходных сущностей при этом объединяются). Агрегация. Позволяет рассматривать связь между элементами как новый элемент. Например, связь экзаменоватьмежду сущностями ДИСЦИПЛИНА, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, СТУДЕНТможет быть представлена агрегированной сущностью ЭКЗАМЕНс атрибутами Название дисциплины, Фамилияпреподавателя, Фамилиястудента, Оценка. Обобщение. Позволяет образовывать многоуровневую иерархию обобще- ний. Например, в объединяемых представлениях присутствуют следующие сущности: ДЕТАЛИ СОБСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВАДЕТАЛИПОКУПНЫЕ СБОРОЧНЫЕЕДИНИЦЫПОКУПНЫЕ СБОРОЧНЫЕЕДИНИЦЫСОБСТВЕННОГОПРОИЗВОДСТВА    Их можно объединить так, как показано на рис. 9.2.Рис. 9.2. Использование обобщений при объединении     Это позволит упростить формализацию процессов обработки данных. Например, оформление заказа на покупные элементы изделий в данном примере может быть описано один раз (для второго уровня иерархии).На этапе объединения необходимо выявить и устранить все противоре- чия. Например, изменить одинаковые названия семантически различных сущ- ностей или связей или несогласованные ограничения целостности на одни и те же атрибуты в разных приложениях. Устранение противоречий вызывает необ- ходимость возврата к этапу моделирования локальных представлений с целью внесения в них соответствующих изменений. По завершении объединения результаты проектирования представляют собой концептуальную инфологическую модель ПрО. Она фиксируется в виде общей ER-диаграммы предметной области. Модели локальных представлений – это внешние инфологические модели (внешние схемы). На этапе анализа ПрО также решаются следующие задачи: Определение правил (ограничений целостности), которым должны удовле- творять сущности ПрО, атрибуты сущностей и связи между ними. Часть этих правил реализуется в схеме базы данных. Возможности реализации ограничений целостности в схеме БД определяются моделью данных той СУБД, которая будет выбрана для реализации проекта. Остальные правила реализуются с помощью программного обеспечения. Выделение групп пользователей системы. Каждая группа выполняет опреде- лённые задачи и обладает разными правами доступа к системе. Создание внешней спецификации тех функций (процессов), которые эта си- стема будет выполнять. Например, для той же библиотечной системы это за- дачи поиска книг (по определённым критериям), выдачи/приёма книг, опре- деление списка должников и т.д. Эта спецификация является основой для разработки приложений и выдаётся программистам в качестве задания. |