Проектирование концептуальной модели данных. Анализ данных. Нормализация отношений. Графическое представление концептуальной модели

Реляционная модель.

Сетевая модель

Элемент данных — то же, что и в иерархической модели, то есть минимальная информационная единица, доступная пользователю с использованием СУБД.

Агрегат данных соответствует следующему уровню обобщения в модели. В модели определены агрегаты двух типов: агрегат типа вектор и агрегат типа повторяющаяся группа.

Агрегат данных имеет имя, и в системе допустимо обращение к агрегату по имени. Агрегат типа вектор соответствует линейному набору элементов данных. Записью называется совокупность агрегатов или элементов данных, моделирующая некоторый класс объектов реального мира. Понятие записи соответствует понятию «сегмент» в иерархической модели. Для записи, а так же, как и для сегмента, вводятся понятия типа записи и экземпляра записи.

Следующим базовым понятием в сетевой модели является понятие «Набор». Набором называется двухуровневый граф, связывающий отношением «один-ко-многим» два типа записи.

Основной структурой данных в модели является отношение, именно поэтому модель получила название реляционной.

Вхождение домена в отношение принято называть атрибутом. Строки отношения называются кортежами.

Количество атрибутов в отношении называется степенью, или рангом, отношения.

Концептуальная модель включает описания объектов и их взаимосвязей, представляющих интерес в рассматриваемой предметной области и выявляемых в результате анализа данных. Здесь имеются в виду данные, используемые как в уже разработанных прикладных программах, так и в тех, которые только будут реализованы.

При разработке концептуальной модели может оказаться полезным аппарат реляционного подхода, не зависящий от особенностей реализации. Концептуальная модель предметной области может быть впоследствии отображена на реляционную, иерархическую или сетевую модель данных.

Концептуальная модель учитывает требования к обрабатываемым данным многих прикладных программ, а не каждой в отдельности. Как уже указывалось в предыдущих главах, представление отдельного прикладного программиста называется внешней моделью.

Анализ должен содержать: имя объекта данных, имя элемента данных, описание, атрибуты, источники, уровни конфиденциальности, показатели важности, а также взаимосвязи между элементами и между объектами.

1.Имя и описание объекта данных. Указываются основное имя и синонимы.

2.Элементы данных. Для каждого элементарного данного, входящего в конкретный объект, указывается:

• его имя и описание. Перечисляются имена, синонимы и дается их расшифровка. Приводится полное вербальное описание элемента;

• источник. Перечисляются источники элемента в структуре предприятия, например заказчик, внутренние документы, отдел сбыта;

атрибуты. Указываются тип значения атрибута.

• использование элемента данных. Примеры «Содержит сведения об адресе», «Используется для определения количества», «Используется в шкале платежей»;

• ограничения безопасности/чувствительности. Перечисляются связанные с данным элементом ограничения, включая допущенных к нему лиц и разрешенный им вид обработки, например доступ, чтение и/или выдача;

• степень важности. Указывается степень важности данного элемента. Она должна определяться значением элемента данных для реализации или расширения функций предприятия. Следует избегать негативных формулировок типа «Без этого элемента данных невозможно выполнить то-то».

• взаимосвязи элемента данных. Описываются способы совместного использования данного элемента с другими, не обязательно принадлежащими рассматриваемому объекту.

3.Продолжительность хранения и условия перевода в архив. Указывается период времени, в течение которого должны храниться значения элемента данных, и способ хранения.

В процессе нормализации элементы данных группируются в таблицы представляющие объекты и их взаимосвязи. Теория нормализации основана на том, что определенный набор отношений обладает лучшими свойствами при включении, модификации и удалении данных, чем все остальные наборы отношений, с помощью которых могут быть представлены те же данные.

Ненормализованная модель данных включает записи в том виде, в котором они используются прикладными программами. Первый шаг при нормализации заключается в образовании двумерной таблицы, содержащей элементы данных. Для этого практически нужно лишь исключить повторяющиеся группы.

Второй шаг нормализации состоит в том, чтобы выделить ключи и зависящие от них атрибуты. Каждый кортеж отношения, находящегося в первой нормальной форме, полностью зависит от совокупности ключевых атрибутов. Для того чтобы привести отношение ко второй нормальной форме, нужно выделить группы атрибутов, зависящие от частей составного ключа. Эти группы могут образовать отдельные отношения (таблицы). Выделение из отношения, находящегося в первой нормальной форме, таких отношений, в которых неключевые атрибуты зависят только от ключа в целом, называется приведением ко второй нормальной форме.

На третьем шаге нормализации следует выделить из отношений, находящихся во второй нормальной форме, те атрибуты, которые, хотя и зависят от ключа какого-либо отношения, тем не менее могут существовать в базе данных независимо от остальных атрибутов этого отношения. Выделение атрибутов позволяет вводить их значения вне зависимости от взаимосвязей, в которых они участвуют.

Все нормализованные отношения находятся в первой нормальной форме. Ряд отношений первой нормальной формы находится во второй нормальной форме и, наконец, некоторые из отношений второй нормальной формы находятся в третьей нормальной форме. Цель процесса нормализации - приведение отношений к третьей нормальной форме. Отношения в третьей нормальной форме представляют объекты и взаимосвязи между объектами рассматриваемой предметной области.

Отношение во второй нормальной форме. Отношение находится во второй нормальной форме, если все неключевые атрибуты полностью функционально зависят от первичного ключа, или, другими словами, для однозначной идентификации каждого неключевого атрибута требуется весь первичный ключ.

Каждый студент университета слушает несколько курсов. В свою очередь каждый курс лекций посещает ряд студентов. Сведений только о курсах и студентах явно недостаточно, поскольку неясно, какая оценка получена конкретным студентом по данному курсу. С другой стороны, сведений только о курсах и об оценках также недостаточно. Взаимосвязи между СТУДЕНТОМ, КУРСОМ и ОЦЕНКОЙ. Данный студент может изучать несколько курсов. Данный курс могут изучать несколько студентов. Оценка показывает степень усвоения курса студентом.

Концептуальные требования основаны на следующих предположениях:

• Студенту соответствует один идентификационный номер.

• Идентификационный номер студента однозначно определяет его имя и статус, главный и второстепенный предметы и куратора.

• Курс с одним и тем же номером может быть прочитан в течение различных семестров и в различных университетских городках. При чтении курса его название может меняться. Преподаватели, ведущие курс, от семестра к семестру могут меняться. Точно так же могут меняться университетский городок, аудитория и период, в течение которого читается данный курс.

• В данный семестр определенный курс читает конкретный преподаватель. Занятия проводятся в конкретных университетском городке и аудитории. Зафиксирована также продолжительность курса и число зачетов, которые будут приняты по этому курсу.

• Студент вправе определить, сколько он собирается сдавать зачетов по данному курсу в данном семестре. Слушатели, т. е. студенты, не сдающие экзамены по данному курсу, сдают по нему и меньше зачетов.

Дата добавления: 2015-05-09