Диаграммы ER-экземпляров и ER-типа

С целью повышения наглядности и удобства проектирования для представления сущностей, экземпляров сущностей и связей между ними используются следующие графические средства:

- диаграммы ER-экземпляров,

- диаграммы ER-типа, или ER-диаграммы.

На рис. 8.1 приведена диаграмма ER-экземпляров для сущностей ПРЕПОДАВАТЕЛЬ и ДИСЦИПЛИНА со связью ЧИТАЕТ.

Рисунок 8.1 – Диаграмма ER-экземпляров.

Диаграмма ER-экземпляров показывает, какую конкретно дисциплину (СУБД, C++ и т.д.) читает каждый из преподавателей. На рис. 8.2 представлена диаграмма ER-типа, соответствующая рассмотренной диаграмме ER-экземпляров.

Рисунок 8.2 Диаграмма ER-типа.

На начальном этапе проектирования БД выделяются атрибуты, составляющие ключи сущностей.

На основе анализа диаграмм ER-типа формируются отношения проектируемой БД. При этом учитывается степень связи сущностей и класс их принадлежности, которые, в свою очередь, определяются на основе анализа диаграмм ER-экземпляров соответствующих сущностей.

Варьируя классом принадлежности сущностей для каждого из названных типов связи, можно получить несколько вариантов диаграмм ER-типа. Рассмотрим примеры некоторых из них.

Связи типа 1:1 и необязательный класс принадлежности

В приведенной на рис. 8.2 диаграмме степень связи между сущностями – 1:1, а класс принадлежности обеих сущностей необязательный. Действительно, из рисунка видно следующее:

- каждый преподаватель читает не более одной дисциплины, а каждая дисциплина читается не более чем одним преподавателем (степень связи 1:1);

- некоторые преподаватели не читают ни одной дисциплины и имеются дисциплины, которые не читаются ни один из преподавателей (класс принадлежности обеих сущностей необязательный).

Связи типа 1:1 и обязательный класс принадлежности

На рис. 8.3 и 8.4 приведены диаграммы, у которых степень связи между сущностями 1:1, а класс принадлежности обеих сущностей обязательный.

Рисунок 8.3 – Диаграмма ER-экземпляров для связи 1:1 и

обязательным КП обеих сущностей.

Рисунок 8.4 – Диаграмма ER-типа для связи 1:1 и

обязательным КП обеих сущностей.

В этом случае каждый преподаватель читает одну дисциплину, и каждая дисциплина читается одним преподавателем.

Возможны два промежуточных варианта с необязательным классом принадлежности одной из сущностей.

Диаграммы ER-типа графически изображаются следующим образом:

- обязательное участие в связи экземпляров сущности отмечается блоком с точкой внутри, смежным с блоком этой сущности (рис. 8.4).

- необязательное участие экземпляров сущности в связи – дополнительный блок к блоку сущности не пристраивается, а точка размещается на линии связи (рис. 8.2).

- символы на линии связи указывают на степень связи.

- под каждым блоком, соответствующим некоторой сущности, указывается ее ключ, выделяемый подчеркиванием. Многоточие за ключевыми атрибутами означает, что возможны другие атрибуты сущности, но ни один из них не может быть частью ее ключа. Эти атрибуты выявляются после формирования отношений.

На практике степень связи и класс принадлежности сущностей при проектировании БД определяется спецификой предметной области. Рассмотрим примеры вариантов со степенью связи 1:М или М:1.

Связь типа 1:М – каждый преподаватель может читать несколько дисциплин, но каждая дисциплина читается одним преподавателем,

Связи типа М:1 – каждый преподаватель может читать одну дисциплину, но каждую дисциплину могут читать несколько преподавателей.

Примеры с типом связи 1:М или М:1 могут иметь ряд вариантов, отличающихся классом принадлежности одной или обеих сущностей. Обозначим обязательный класс принадлежности символом "О", а необязательный - символом "Н", тогда варианты для связи типа 1:М условно можно представить как: О–О, О–Н, Н–О, Н–Н. Для связи типа М:1 также имеются 4 аналогичных варианта.

Связи типа 1:М вариант Н-О

Каждый преподаватель может читать несколько дисциплин ИЛИ ни одной, но каждая дисциплина читается одним преподавателем (рис. 8.5 и 8.6).

Рисунок 8.5 – Диаграмма ER-экземпляров для связи типа 1:М варианта Н-О

Рисунок 8.6 – Диаграмма ER-типа для связи типа 1:М варианта Н-О

По аналогии легко составить диаграммы и для остальных вариантов.

Связи типа М:М – каждый преподаватель может читать несколько дисциплин, а каждая дисциплина может читаться несколькими преподавателями. Как и в случае других типов связей, для связи типа М:М возможны 4 варианта, отличающиеся классом принадлежности сущностей.

Связи типа М:М и вариант класса принадлежности О-Н

Допустим, что каждый преподаватель читает не менее одной дисциплины, а дисциплина может читаться более чем одним преподавателем, есть и такие дисциплины, которые никто не читает. Соответствующие этому случаю диаграммы приведены на рисунке рис. 8.7

Рисунок 8.7 – Диаграмма ER-экземпляров для связи типа М:М

и вариант класса принадлежности О-Н.

Рисунок 8.8 – Диаграмма ER-типов для связи типа М: М и вариант О-Н.

Выявление сущностей и связей между ними, а также формирование на их основе диаграмм ER-типа выполняется на начальных этапах метода сущность-связь. Рассмотрим этапы реализации метода.

Процесс проектирования базы данных является итерационным – допускающим возврат к предыдущим этапам для пересмотра ранее принятых решений и включает следующие этапы:

1) выделение сущностей и связей между ними;

2) построение диаграмм ER-типа с учетом всех сущностей и их связей;

3) формирование на основе построенных ранее диаграмм ER-типа набора предварительных отношений с указанием предполагаемого первичного ключа для каждого отношения;

4) добавление не ключевых атрибутов в отношения;

5) приведение предварительных отношений к нормальной форме Бойса-Кодда, например, с помощью метода нормальных форм;

6) пересмотр ER-диаграмм в следующих случаях:

- некоторые отношения не приводятся к нормальной форме Бойса-Кодда;

- некоторым атрибутам не находится логически обоснованных мест

в предварительных отношениях.

После преобразования ER-диаграмм осуществляется повторное выполнение предыдущих этапов проектирования (возврат к этапу 1).

Одним из узловых этапов проектирования является этап формирования отношений. Рассмотрим процесс формирования предварительных отношений, составляющих первичный вариант схемы БД.

В рассмотренных выше примерах связь ЧИТАЕТ всегда соединяет две сущности и поэтому является бинарной. Сформулированные ниже правила формирования отношений из диаграмм ER-типа распространяются именно на бинарные связи.

Дата добавления: 2014-01-20