Словари баз данных

Классификация бинарных связей

Моделирование сущностей (восходящее проектирование)

Эта методология называется восходящей, так как она начинается с синтеза атрибутов самого нижнего уровня, из которых затем формируются сущности и связи верхнего уровня. Различают следующие стадии для данной методологии: классификация атрибутов, композиция сущностей, формулирование связей

Классификация атрибутов

Результатом анализа требований является полный список элементов данных, используемых в различных задачах организации. Эти элементы данных с помощью эвристических правил классифицируются по типам атрибутов, а также в отношении членства в сущности. Они делятся по принадлежности к одному из двух типов атрибутов: идентифицирующий атрибут и. атрибут, не являющийся идентификатором.

Композиция сущностей

Атрибуты принадлежат сущностям двух типов: уникальным сущностям и неуникальным сущностям (зависимым). Уникальные сущности существуют сами по себе, имея по меньшей мере один идентифицирующий атрибут. Их существование не зависит ни от каких-либо атрибутов, ни от других сущностей. Существование неуникальных сущностей, естественно, зависит от других сущностей, а их смысловое значение – от других атрибутов.

Формулирование связей

На этой стадии, кроме двух типов сущностей, необходимо использовать также другую информацию, такую, как политика организации, а также информацию, полученную в результате собеседований. Эта информация используется для определения связей между типами сущностей и для определения дополнительных атрибутов сущностей.

Связь – средство, с помощью которого представляют отношения между сущностями. Различают связи: бинарные – между двумя сущностями, тернарные – между тремя,..., N -арные – между N сущностями. Классификация бинарных связей: 1:1 (один к одному), 1:М (один ко многим), М:1 (многие к одному), М:N (многие ко многим). На примере больницы скорой помощи проиллюстрируем бинарные отношения. Первый объект –ПАЦИЕНТ. Атрибутами объекта являются: НОМЕР ПАЦИЕНТА, ФАМИЛИЯ ПАЦИЕНТА, АДРЕС ПАЦИЕНТА. Другой объект – КОЙКА. Его атрибутами являются НОМЕР ПАЛАТЫ и НОМЕР КОЙКИ.

Рис.5.1

Взаимосвязь 1:1 (рис. 5.1) объясняется следующим образом: в определенный момент времени одному пациенту выделяется одна койка. Связь 1:1 можно определить и для атрибутов. Если наряду с номером пациента в данных хранится и другой его уникальный идентификатор, то между такими двумя уникальными идентификаторами существует взаимосвязь 1:1.

Следующий представляющий для нас интерес объект – ХИРУРГ. Этот объект имеет атрибуты ПАТЕНТ ХИРУРГА и ФАМИЛИЯ ХИРУРГА. Последним объектом будем рассматривать ПАЛАТУ с атрибутом НОМЕР.

Отношение 1:M (между двумя типами объектов) объясняется следующим образом, в данный момент времени в одну палату можно поместить нуль, одного или нескольких пациентов, причем каждый пациент помещается только в одну палату. Взаимосвязь 1:M можно обозначить с помощью одинарной стрелки в направлении к «одному» и двойной стрелки в направлении ко «многим»(рис. 5.2).

[рисунок создать самостоятельно]

Рис. 5.2

Отношение M:N (между двумя типами объектов) в нашем примере иллюстрируется тем, что каждый хирург может оперировать нескольких пациентов. С другой стороны, находясь в больнице в различное время, каждый пациент может быть прооперирован несколькими хирургами. Между объектами ПАЦИЕНТ и ХИРУРГ существует взаимосвязь M:N. Мы обозначаем такую взаимосвязь двойными стрелками (рис. 5.3).

[рисунок создать самостоятельно]

Рис. 5.3

Наряду с этим существуют взаимосвязи между атрибутами объекта. Здесь также различают взаимосвязи типа 1:M и M:N. Отношение 1:M (между двумя атрибутами) рассматривается нами в том, что фамилия пациента и его номер существуют совместно. Пациентов с одинаковыми именами может быть много, но все они имеют различные номера. Взаимосвязь 1:M обозначается одинарной стрелкой в направлении к «одному» и двойной стрелкой в направлении ко «многим»(рис. 5.4).

[рисунок создать самостоятельно]

Рис. 5.4

Отношение M:N (между двумя атрибутами) объясняется следующим образом, несколько пациентов с одинаковыми именами могли быть прооперированы несколькими хирургами. Несколько хирургов с одинаковыми именами могли прооперировать нескольких пациентов. Между атрибутами «имя пациента» и «имя хирурга «существует взаимосвязь «многие ко многим»(рис. 5.5). Связь M:N в явном виде в реляционных базах данных не поддерживается. Однако имеется ряд способов косвенной реализации такой связи, которые с успехом возмещают ее отсутствие. Один из наиболее распространенных способов заключается во введении дополнительной таблицы, строки которой состоят из внешних ключей, ссылающихся на первичные ключи двух таблиц.

[рисунок создать самостоятельно]

Рис. 5.5

5. Модель «сущность – связь». Основные понятия

На конечной стадии атрибуты, сущности и связи оформляются графически в терминах модели «сущность – связь». Используется следующая последовательность действий:

Для представления информации в модели «сущность – связь» конструктивными элементами модели служат сущности, атрибуты и связи.

Каждый компонент информации в проектном представлении изображается одним и только одним конструктивным элементом.

Существует несколько подходов к построению диаграмм типа «сущность – связь». Общим для всех подходов является набор из четырех основных проектных решений или шагов:

1. Определение сущностей.

2. Определение атрибутов сущностей.

3. Идентификация ключевых атрибутов сущностей.

4. Определение связей между сущностями.

Хотя существует некоторая общность мнений о необходимости этих шагов для построения информационной структуры, тем не менее нет общего соглашения относительно порядка их выполнения

Сущность – некоторая абстракция реально существующего объекта, процесса или явления, о котором необходимо хранить информацию в системе. В качестве сущностей в моделях рассматриваются материальные и нематериальные объекты. Cущность определяет набор однородных объектов, а экземпляр сущности – конкретный объект в наборе. Атрибут – поименованная характеристика сущности, принимающая значения из некоторого множества значений. Основное назначение – описание свойства сущности и идентификация экземпляров сущностей. Идентификатор – один или несколько атрибутов, значения которых позволяют однозначно определять каждый экземпляр сущности. Атрибут может иметь и связь.

Информацию о проекте оформляют составлением спецификаций по сущностям, атрибутам и отношениям с использованием графических диаграмм. В графических диаграммах: типы сущностей – прямоугольники; атрибуты – овалы, соединенные с соответствующими типами сущностей ненаправленными ребрами, идентифицирующие атрибуты подчеркиваются; связи – ромбы, соединенные с соответствующими типами сущностей ненаправленными ребрами, за исключением бинарных связей, представляемых направленными ребрами. Спецификация атрибутов заканчивается указанием для каждого из них множества значений, которые он может принимать, если это бесконечное множество – типом значений. Для выявленных связей определяются имя и их характеристики.

Словарь данных – это метеданные или данные о данных. Словарь содержит полное описание БД с высокой степенью детализации. Словарь данных обычно организуется в виде нескольких физических баз данных с логическими связями между ними. Особенно важен словарь данных при взаимодействии нескольких систем обработки данных, при построении распределенных банков данных, при заимствовании программ, выполненных в других организациях. В последнем случае словарные статьи извлекают из написанных программ, устанавливают синонимические связи их со статьями словаря системы и переводят их в формат, принятый в системе. Под словарной статьей понимают порцию данных, например, информацию о таблицах, или информацию об индексах. В процессе работы со словарем данных есть возможность получить распечатку наименований типов всех статей (с указанием частоты их использования в системе, статуса каждой статьи и числа структур каждого вида).

Основные функции словарей данных:

· централизация управления элементами данных с целью упрощения проектирования БД и ее расширения;

· установление связи между пользователями БД;

· осуществление простого и эффективного управления элементами данных при вводе новых элементов и при изменении существующих;

· уменьшение избыточности;

· устранение противоречивости данных.

Словарь данных используется конечными пользователями при работе с системой на языке запросов, прикладными программистами – при написании программ, системными программистами – в процессе развития системы.

Дата добавления: 2014-01-07