Необязательный

ПримерыER-диаграмм (связь 1:1): случай 2 – КП сущностей

обязательный и необязательный; случай 3 – КП обеих сущностей

Случай 2. Преподаватель может читать только одну Дисциплину, каждая Дисциплина читается не более чем одним Преподавателем. Есть преподаватели, которые в настоящий момент не заняты в учебном процессе (находятся на повышении квалификации, занимаются административной работой и т. п.). Степень связи 1:1, класс принадлежности сущности Дисциплина обязательный, сущ­ности Преподаватель - необязательный (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Отношение сущностей и ER -диаграммы для случая 2

Случай 3. Преподаватель может читать только одну Дисциплину, Дисциплина читается не более чем одним Преподавателем. Есть преподаватели, которые в настоящий момент не заняты в учебном процессе, и есть дисциплины в учебном плане, которые никем не читаются. Степень связи 1:1, класс принадлежности обеих сущностей необязательный (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Отношение сущностей и ER -диаграммы для случая 3

4.10. Примеры ER-диаграмм: случай 4 – связь 1:N, КП сущностей необязательный; случай 5 – связь N:1, КП сущностей обязательный; случай 6 – связь M:N, КП сущностей необязательный

Случай 4. Каждый Преподаватель может читать одновременно несколько Дисциплин, но каждая Дисциплина читается не более чем одним Преподавателем.

Есть преподаватели, которые в настоящий момент не заняты в учебном процессе, и есть дисциплины в учебном плане, которые никем не читаются. Степень связи 1:N, класс принадлежности обеих сущностей необязательный (рис. 4.8).

Рис. 9. Отношение сущностей и ER -диаграммы для случая 4

Случай 5. Каждый Преподаватель читает не более одной Дисциплины, но каждая Дисциплина может читаться несколькими Преподавателями (рис. 4.9).

Случай 6. Преподаватель может читать несколько Дисциплин, и Дисциплина может читаться несколькими Преподавателями. Есть преподаватели, которые в настоящий момент не заняты в учебном процессе, и есть дисциплины в учебном плане, которые никем не читаются. Степень связи «многие ко многим», класс принадлежности обеих сущностей необязательный (рис. 4.10).

Рис. 4.9. Отношение сущностей и ER -диаграммы для случая 5

Рис. 4.10. Отношение сущностей и ER -диаграммы для случая 6

Контрольные вопросы

1. Что такое сущность? Что такое экземпляр сущности? Приведите пример.

2. Что такое атрибут сущности? Приведите пример.

3. Что называется связью?

4. Как изображаются сущности и связи на диаграмме?

5. По каким правилам строится ER -диаграмма предметной области?

6. Что такое степень связи? Какие типы связей между сущностями могут быть?

7. Как определить степень связи?

8. Что такое бинарная связь и связь более высокого порядка? Приведите примеры.

9. Что характеризует класс принадлежности сущности связи? Какие классы принадлежности могут быть?

10. Как определить класс принадлежности?

11. Что такое ключевой атрибут сущности, связи, отношения?

4.11. Получение предварительных отношений из ER-диаграмм для бинарных связей 1:1 (шаги использования метода; правило 1 – КП сущностей обязательный)

Общий подход к построению БД с использованием ER -метода состоит в выполнении следующих шагов:

1. Построения диаграммы ER -типа, включающей в себя все сущности и связи, важные с точки зрения интересов организации.

2. Анализа связей и определения их характеристик: степени связи и класса принадлежности.

3. Построения набора предварительных отношений с указанием предполагаемого первичного ключа для каждого отношения.

4. Подготовки списка всех представляющих интерес атрибутов (тех из них, которые не были уже перечислены в диаграмме ER -типа в качестве ключей сущности) и назначения каждого из этих атрибутов одному из предварительных отношений с тем условием, чтобы эти отношения находились в НФБК.

5. Проверки, все ли полученные отношения находятся в НФБК.

6. Построения схемы данных.

7. Если полученные в итоге отношения не находятся в НФБК или если некоторым атрибутам не находится логически обоснованных мест в предварительных отношениях, то в этих случаях необходимо пересмотреть ER -диаграммы на предмет устранения возможных затруднений.

Ранее были рассмотрены первые два шага процесса проектирования, третий шаг - построение предварительных отношений - выполняется по определенным правилам. Рассмотрим эти правила.

Перечень общих правил генерации отношений из диаграмм ER -типа можно получить, опираясь на класс принадлежности и степень связи как на определяющие факторы. Ниже приводятся эти правила во всех таблицах и рисунках ключевые атрибут выделены подчеркиванием.

Правило 1. Если степень бинарной связи 1:1 и класс принадлежности обеих сущностей является обязательным, то требуется только одно отношение. Первичным ключом этого отношения может быть ключ любой из двух сущностей.

Пример 4.5. Преподаватель читает Дисциплину (рис. 4.11).

Рис. 4.11. ER-диаграмма для примера 4.5

Получаем отношение Преподаватель (КП, Фамилия, Телефон, КД, Дисциплина, число часов) (табл. 4.10), степень связи 1:1, класс принадлежности обязательный.

Таблица 4.10

Отношение «Преподаватель»

КП	Фамилия	Телефон	КД	Дисциплина	Число часов
П1	Иванов		Д1	Программирование
П2	Андреев		Д2	Математика
ПЗ	Суслов		дз	Физика
П4	Репин		Д4	Информатика

Гарантируется однократное появление каждого значения КП и КД. Отношение никогда не будет содержать ни пустых данных, ни повторяющихся групп избыточных данных.

4.12. Получение предварительных отношений из ER-диаграмм для бинарных связей 1:1 (правило 2 – КП сущностей обязательный и необязательный; правило 3 – КП обеих сущностей необязательный)

Правило 2. Если степень бинарной связи 1:1 и класс принадлежности одной сущности является обязательным, а другой - необязательным, то необходимо построение двух отношений. Под каждую сущность выделяется одно отношение, при этом ключ сущности должен служить первичным ключом для соответствующего отношения. Кроме того, ключ сущности, для которого класс принадлежности является необязательным, добавляется в качестве атрибута в отношение, выделенное для сущности с обязательным классом принадлежности.

Пример 4.6. Класс принадлежности сущности Преподаватель обязательный, а сущности Дисциплина - необязательный (рис. 4.12).

Рис. 4.12. ER-диаграмма для примера 4.6

Получаем отношения: Преподаватель (КП, Фамилия, Телефон, КД) (табл. 4.11), Дисциплина (КД, Наименование, Число часов) (табл. 4.12).

Таблица 4.11

Отношение «Преподаватель»

КП	Фамилия	Телефон	КД
П1	Иванов		Д1
П2	Андреев		Д2
ПЗ	Суслов		ДЗ

Таблица 4.12

Отношение «Дисциплина»

КД	Наименование	Число часов
Д1	Программирование
Д2	Математика
ДЗ	Физика
Д4	Информатика

Правило 3. Если степень бинарной связи равна 1:1 и класс принадлежности ни одной из сущностей не является обязательным, то необходимо использовать три отношения: по одному для каждой сущности и одно отношение для связи. Причем ключ каждой сущности используется в качестве первичного ключа соответствующего отношения. Отношение связи должно иметь в числе своих атрибутов ключи каждой сущности.

Пример 4.7. Класс принадлежности обеих сущностей - Преподаватель и Дисциплина - необязательный (рис. 4.13).

Рис. 4.13. ER-диаграмма для примера 4.7

Получаем отношения: Преподаватель (КП, Фамилия, Телефон) (табл. 4.13), Дисциплина (КД, Наименование, Число часов) (табл. 4.14), Читает (КП, КД) (табл. 4.15).

Таблица 4.13

Отношение «Преподаватель»

КП	Фамилия	Телефон
П1	Иванов
П2	Андреев
ПЗ	Суслов
П4	Репин

Таблица 4.14

Отношение «Дисциплина»

КД	Наименование	Число часов
Д1	Программирование
Д2	Математика
дз	Физика
Д4	Информатика

Таблица 4.15

Отношение «Читает»

КП	КД
П1	Д1
ПЗ	дз
П4	Д4

4.13. Пример проекта БД «Проводники и озера» (бинарная связь 1:1; КП сущностей обязательный и необязательный; ER-диаграммы для экземпляров и классов; диаграмма ФЗ; анализ на НФБК )

Пример 4.8. Постановка задачи. Предметная область: профессиональные рыболовные проводники Мещерских озер и озера, которые они обслуживают. Разрешается закрепление не более одного проводника за одним озером, и каждый из проводников обслуживает только одно озеро. Таким образом, степень связи 1:1.

Атрибуты: имя проводника, код проводника, номер телефона, ежедневная плата, максимально число людей в группе рыбаков (размер), название озера, код озера, рыболовный рейтинг и основной вид рыбы в озере.

Решение задачи. Предположения при создании ER -диаграммы: все проводники имеют работу, некоторые озера проводниками не обслуживаются. Следовательно, класс принадлежности сущности Проводник обязательный, а сущности Озеро необязательный.

Связь между сущностями: Проводник обслуживает Озеро. На рис. 4.14 – 4.16 показаны ER -диаграммы и диаграмма ФЗ. В табл. 4.16 – 4.17 представлены отношения «Проводники» и «Озера».

Рис. 4.14. ER -диаграмма для экземпляров сущностей

Рис. 4.15. ER -диаграмма для классов сущностей

Таблица 4.16

Проводник (КП, …, КО)

КП	Фамилия	Телефон	Плата	Размер	КО

Таблица 4.17

Озеро (КО,...)

КО	Наименование	Рейтинг	Вид

Рис. 4.16. Диаграмма ФЗ

Из анализа диаграмм можно заключить, что оба отношения находятся в НФБК. Детерминанты КП и КО являются ключевыми атрибутами.

Контрольные вопросы

1. Сколько таблиц необходимо, если степень связи 1:1 и класс принадлежности обеих сущностей обязательный?

2. Какие атрибуты принимаются за ключевые в предварительных отношениях, соответствующих случаю, когда степень связи 1:1 и класс принадлежности обеих сущностей обязательный?

3. Сколько таблиц необходимо, если степень связи 1:1 и класс принадлежности одной сущности обязательный, а другой - необязательный?

4. Какие атрибуты принимаются за ключевые в предварительных отношениях, соответствующих случаю, когда степень связи 1:1 и класс принадлежности одной сущности обязательный, а другой - необязательный?

5. Сколько таблиц необходимо, если степень связи 1:1 и класс принадлежности обеих сущностей необязательный?

6. Какие атрибуты принимаются за ключевые в предварительных отношениях, соответствующих случаю, когда степень связи 1:1 и класс принадлежности обеих сущностей необязательный?

4.14. Получение предварительных отношений из ER-диаграмм для бинарных связей 1:N (правило 4 – КП N-связной сущности обязательный; правило 5 – КП N-связной сущности необязательный)

В такой ситуации используются два правила. Каждое из них определяется классом принадлежности (КП) N -связной сущности. КП 1-связной сущности на результат не влияет. Ниже приводятся правила вместе с рисунками и таблицами, иллюстрирующими их применение.

Правило 4. Если степень бинарной связи равна 1:N и КП N -связной сущности является обязательным, то достаточным является использование двух отношений, по одному на каждую сущность. При этом должно соблюдаться условие - ключ каждой сущности служит в качестве первичного ключа для соответствующего отношения. Дополнительно ключ 1-связной сущности должен быть добавлен как атрибут в отношение, отводимое N -связной сущности (рис. 4.17, табл. 4.18, 4.19).

Рис. 4.17. ER - диаграмма к правилу 4

Таблица 4.18

Отношение «Преподаватель»

КП	Фамилия	Телефон
П1	Иванов
П2	Андреев
ПЗ	Суслов
П4	Репин

Таблица 4.19

Отношение «Дисциплина»

КД	Дисциплина	Число часов	КП
Д1	Программирование		П1
Д2	Математика		П2
ДЗ	Физика		П1
Д4	Информатика		П4

Правило 5. Если степень бинарной связи равна 1:N и класс принадлежности N -связной сущности является необязательным, то необходимо формирование трех отношений: по одному для каждой сущности и одно отношение для связи (табл. 4.20 – 4.22). Причем ключ каждой сущности используется в качестве первичного ключа соответствующего отношения. Отношение связи должно иметь в числе своих атрибутов ключи каждой сущности.

Таблица 4.20

Отношение «Преподаватель»

КП	Фамилия	Телефон
П1	Иванов
П2	Андреев
ПЗ	Суслов
П4	Ренин

Таблица 4.21

Отношение «Дисциплина»

КД	Дисциплина	Число часов
Д1	Программирование
Д2	Математика
ДЗ	Физика
Д4	Информатика

Таблица 4.22

Отношение «Читает»

КП	кд
П1	Д1
П2	Д2
П1	ДЗ
П2	Д4

Контрольные вопросы

1. Сколько таблиц необходимо, если степень связи 1:М и КП обеих сущностей обязательный?

2. Какие атрибуты принимаются за ключевые в предварительных отношениях, соответствующих случаю, когда степень связи 1:М и КП обеих сущностей обязательный?

3. Сколько таблиц необходимо, если степень связи 1:N и КП односвязной сущности обязательный, а N-связной - необязательный?

4. Какие атрибуты принимаются за ключевые в предварительных отношениях, соответствующих случаю, когда степень связи 1:N и КП односвязной сущ­ности обязательный, а N -связной - необязательный?

5. Сколько таблиц необходимо, если степень связи 1:N и КП обеих сущностей необязательный?

6. Какие атрибуты принимаются за ключевые в предварительных отношениях, соответствующих случаю, когда степень связи 1:N и КП обеих сущностей необязательный?

7. Сколько таблиц необходимо, если степень связи 1:N и КП односвязной сущности необязательный, а N-связной - обязательный?

8. Какие атрибуты принимаются за ключевые в предварительных отношениях, соответствующих случаю, когда степень связи 1:N и КП односвязной сущности необязательный, а N -связной - обязательный?

4.15. Получение предварительных отношений из ER-диаграмм для

бинарных связей M:N (правило 6)

Правило 6. Если степень бинарной связи равна M:N, то для хранения данных необходимо три отношения: по одному для каждой сущности и одно отношение для связи (табл. 4.23 – 4.25). Причем ключ каждой сущности используется в качестве первичного ключа соответствующего отношения. Отношение связи должно иметь в числе своих атрибутов ключи каждой сущности.

Таблица 4.23

Отношение «Преподаватель»

КП	Фамилия	Телефон
П1	Иванов
П2	Андреев
ПЗ	Суслов
П4	Репин

Таблица 4.24

Отношение «Дисциплина»

кд	Дисциплина	Число часов
Д1	ПОИС
Д2	Математика
ДЗ	Физика
Д4	Информатика

Таблица 4.25

Отношение «Читает»

КП	КД
П1	Д1
П2	Д2
ПЗ	ДЗ
П4	Д4

4.16. Пример проектирования БД с тройственной связью (« Проводник обслуживает Озеро, в нем водится Рыба»; постановка задачи; атрибуты; ER-диаграммы; диаграммы ФЗ; отношения)

Рассмотрим задачу о рыболовных проводниках. Проводники обеспечивают рыбакам рыбалку на озерах. Пусть верны предположения: сразу несколькими проводниками может обслуживаться одно озеро, но каждый проводник обслуживает только одно озеро. Рыбаки, нанимающие проводников, интересуются видами рыб, которые водятся в озерах, самыми крупными экземплярами каждого вида, выловленными в озере, и типом наживки для ловли каждого вида рыбы в озере.

Атрибуты: код проводника (КП) - уникален для каждого проводника; имя проводника (Фамилия); номер телефона (Телефон); плата за день (Плата); название озера (Название); максимальное число людей в группе рыбаков (Размер); рыболовный рейтинг каждого озера (Рейтинг); основные виды рыб в каждом опере (Название); по каждому виду рыб вес самого большого эк­земпляра (Vmax) и лучшая наживка для каждого вида рыб (Наживка).

Рисунки и таблицы для тройственной связи « Проводник обслуживает Озеро, в нем водится Рыба» представлены на рис. 4.18, 4.19 и в табл. 4.26 – 4.29).

Рис. 4.18. ER -диаграмма к примеру

Рис. 4.19. Функциональные зависимости к примеру

Таблица 4.26

Отношение «Проводник»

КП	Фамилия	Телефон	Плата	Размер	КО

КП

Таблица 4.27

Отношение «Озеро»

КО	Название	Рейтинг

КО

Таблица 4.28

Отношение «Рыба»

КР	Название	Vmax	Наживка

КР

Таблица 4.29

Водится

КО	КР

< KО, КР >

Анализ ФЗ показывает, что все детерминанты являются возможными ключами; следовательно, отношения находятся в НФБК.

Контрольные вопросы

Как скажется на решении изменение следующих условий:

1. Проводник может обслуживать несколько озер.

2. Требуется хранить информацию обо всех наживках, которые можно использовать для данного вида рыбы?

3. Сколько таблиц необходимо, если степень связи М:М и КП обеих сущностей обязательный?

4. Какие атрибуты принимаются за ключевые в предварительных отношениях, соответствующих случаю, когда степень связи М:М и КП обеих сущностей обязательный?

5. Сколько таблиц необходимо, если степень связи М:М и КП обеих сущностей необязательный?

6. Какие атрибуты принимаются за ключевые в предварительных отношениях, соответствующих случаю, когда степень связи М:М и КП обеих сущностей необязательный?

7. Сколько таблиц необходимо, если степень связи М:М и КП одной сущности обязательный, а другой - необязательный?

8. Какие атрибуты принимаются за ключевые в предварительных отношениях, соответствующих случаю, когда степень связи М:М и КП одной сущности обязательный, а другой - необязательный?

Дата добавления: 2014-01-06