Погодаев А.К., Дозоров В.В. Программное обеспечение автоматизированных систем. Разработка информационной структуры: Часть 1

Подождите немного. Документ загружается.

С помощью отображения М : N определяется тип связи между

сущностями А и В, когда каждому экземпляру сущности А может

соответствовать 0, 1 или несколько экземпляров сущности В и

наоборот.

Идентификация экземпляров сущностей неуникальна в обоих

направлениях.

В некоторых случаях целесообразно рассматривать

однонаправленные связи:

Класс принадлежности - характеристика, которая определяет

обязательность связей между экземплярами сущностей типов A и B.

Классификация связей по классу принадлежности:

1) обязательный класс принадлежности обоих типов сущностей

2) класс принадлежности сущности типа А обязательный,

сущности типа В необязательный

А В А В А В

1 : 1 1 : М М : N

А В А В А В

1 : 1 1 : М М : N

СЛУЖАЩИЙ ОТДЕЛ

ГОРОД

РАЙОН

3) класс принадлежности обоих типов сущностей

необязательный

При построении диаграммы «сущность-связь» используются

следующие операции.

Формулирование сущностей

При формулировании сущностей указываются типы объектов

предметной области, о которых в АИС будет накапливаться

информация.

Выбор идентифицирующего атрибута

Для каждой сущности необходимо указать идентификатор,

служащий для однозначного распознавания экземпляров сущности. В

качестве идентификатора служит один атрибут или совокупность из

нескольких атрибутов. Набор значений этих атрибутов уникален, то

есть значения идентификатора находятся во взаимнооднозначном

соответствии с экземплярами сущности. В АИС идентифицирующие

атрибуты называют первичными ключами. Первичный ключ может

быть простым (состоящим из одного атрибута) и составным

(состоящим из двух и более атрибутов). Если для описания сущности

выбрана совокупность атрибутов, не содержащая ключа, то в состав

атрибутов вводится специальный атрибут, который выступает в

качестве первичного ключа.

Назначение сущностям описательных атрибутов

Выделенным сущностям, в дополнение к первичным ключам

назначаются описательные атрибуты, среди которых можно выделить

вторичные ключи. Вторичный ключ - это атрибут или совокупность

атрибутов, которые идентифицируют экземпляры сущности,

обладающих определенным общим свойством. Определение числа

атрибутов, входящих во вторичный ключ, зависит от логики запроса и

специфично для конкретной АИС.

А В А В А В

1 : 1 1 : М М : N

Определение связей

Выявляются зависимости между сущностями. Определяют

какие связи необходимы, а какие избыточны. Для выделенных связей

определяются их характеристики (степень связи, класс

принадлежности).

В графической диаграмме «сущность-связь» обозначают: типы

сущностей прямоугольниками; атрибуты - овалами; соединенными с

соответствующими типами сущностей ненаправленными ребрами;

связи - ромбами, которые соединяются с соответствующими типами

сущностей направленными ребрами. При этом, если класс

принадлежности типа сущности обязательный, ребра обозначаются

сплошной линией, если класс принадлежности необязательный -

пунктирной линией. Идентифицирующие атрибуты подчеркиваются.

Инфологическая модель включает также диаграммы «атрибут-

атрибут». Диаграмма «атрибут-атрибут» представляет собой

графическое изображение связей между атрибутами, которые

относятся к одной сущности. Целесообразно стремиться к тому, чтобы

зависимость «атрибут-атрибут» описывалась диаграммой, где

существует только зависимость описательных атрибутов от

идентифицирующего, а других связей нет. Анализ диаграммы

«атрибут-атрибут» позволяет судить о том, насколько удачен был

выбор основных конструкций данной модели, с точки зрения простоты

представления смысловых связей между этими конструкциями.

Модель оформляется в виде графических диаграмм «сущность-связь»,

«атрибут-атрибут» и составлениям спецификаций по атрибутам,

сущностям и связям.

1.3. Объединение моделей локальных представлений

Объединение моделей локальных представлений позволяет [1]:

1) объединить в композиционно – единое представление

фрагментальные представления о различных свойствах

одного и того же объекта;

2) устранить несущественные различия в представлениях

подобных объектов;

3) образовать классы и подклассы подобных объектов;

4) образовать производные типы объектов, соответствующих

объединению пересечению, разности и т.д. исходных

объектов.

Вводимые конструкции должны обеспечивать непротиворечивое

представление данных.

При объединении модели необходимо установить порядок

очередности объединения.

Например, имеется n – моделей. Можно попытаться объединить

все модели за один шаг. Это возможно, если n невелико.

При большом значении n растут временные затраты, возникает

вероятность ошибок и упущений. Поэтому целесообразно объединять

модели в несколько этапов. Обычно используются бинарное

объединение:

При бинарном объединении результат объединения N

объектов

одного представления с N

объектами другого представления дает (N

+ N

- X) объектов, где X - количество совпадающих объектов в

объединяемых представлениях. Если перед объединением выполнить

соответствующую группировку ЛП, то можно увеличить значение X и

тем самым уменьшить количество операций при объединении.

При объединении локальных представлений используют три

концепции: идентичность, агрегация, обобщение [1].

Два или более элементов модели идентичны, если имеют

одинаковые семантическое значение.

Агрегация позволяет рассматривать связь между элементами

модели как новый элемент.

Агрегация увеличивается в трех формах:

Модель

ЛП 1

Модель

ЛП 1,2

Результирующая

модель

Модель

ЛП 2

Модель

ЛП (n-1),n

Модель

ЛП (n-1)

Модель

ЛП n

1) В одном локальном представлении агрегатный объект

определен как единое целое, а в другом рассматриваются его

составные части.

Например, в одном представлении определен только объект А

(некоторое изделие), в другом представлении объекты В

, В

(некоторые детали), которые являются составными частями объекта А.

Если рассматривать объединение ЛП как для различных

объектов, то потеряется информация о том, что объекты В

, В

есть составные части А. Поэтому необходимо произвести объединение

моделей с использованием агрегации:

А В

    В

2) Агрегатный объект как единое целое не определен ни в одном

из представлений, но в обоих представлениях рассматриваются его

составные части.

Например, в одном представлении рассматриваются объекты В

, В

, в другом представлении В

, В

Все объекты являются

составными частями неопределенного объекта А, о существовании

которого знает проектировщик. Тогда необходимо ввести в

рассмотрение объект А.

     В

3) Один и тот же агрегатный объект рассматривается в обоих

направлениях, но составляющие различны.

Например, в обоих представлениях рассматривается агрегат А с

различными составляющими. Тогда при объединении можно получить

агрегат вида:

А А А

Обобщением называется абстракция данных, позволяющая

группировать подобные типы объектов в один обобщенный тип

объекта. В обобщении подчеркивается общая природа объекта.

Рассмотрим пример: пусть имеются модели ЛП одной ПО.

ЛП-1

ЛП-2

ОТДЕЛ

ДОКУМЕНТ СЛУЖАЩИЙ

Оформляют Работают

Номер

Название

Форма

Оклад

№ документа

Должность

ФИО

Таб. номер

ПРОИЗВОДСТВО

В составе П

Работает

Номер Название

Разряд

УПРАВЛЕНИЕ

РАБОТНИК

Должность

ФИО

Таб номер

Должность

ФИО

Таб номер

Оклад

В составе Б

БРИГАДА

В составе Р

Номер

Пусть отделы входят в состав производств. С использованием

агрегации эти модели представления можно определить в модель

следующего вида:

Для того, чтобы провести обобщение, необходимо добавить

недостающие атрибуты в обобщающие сущности. Поскольку

сущности УПРАВЛЕНИЕ, СЛУЖАЩИЙ, РАБОТНИК представляют

собой различные категории типов, но отражающие обобщенное

понятие «категория персонала», то введем в модель сущность

ПЕРСОНАЛ, и для того, чтобы представить в модели информацию о

категориях введем новый атрибут «Категория».

ПРОИЗВОДСТВО

Номер П

Название П

Работают

В составе О

В составе Б

В составе У

УПРАВЛЕНИЕ

БРИГАДА

Номер Б

Оклад У

Должн. У

ФИО У

Таб N У

РАБОТНИК

В составе Р

Разряд Р

Должн. Р

ФИО Р

Таб N Р

В составе О

Обрабат-

ет

ОТДЕЛ

Номер О

Назван. П

ДОКУМЕНТ

Назв. Д.

Форма д.

№ докум.

СЛУЖАЩИЙ

Таб № С

ФИО С

Должн. С

Оклад. С

Построим диаграммы «атрибут-атрибут».

ПРОИЗВОДСТВО

Номер П

Название П

ОТДЕЛ

Номер О

Название О

ДОКУМЕНТ

№ документа

Форма Д

Название Д

ПЕРСОНАЛ

Табельн.

номер

Должнос

ть

Разряд

Категори

ФИО

Оклад

№ документа

Форма

документа

Название

ПРОИЗВОДСТВО

В составе П

Работает

Номер Название

Разряд

ОТДЕЛ ПЕРСОНАЛ

Название

Номер

Должность

ФИО

Таб номер

Категория

В составе Б

БРИГАДА

В составе Б

Номер

В составе О

Оформляют

ДОКУМЕНТ

Скорректируем диаграмму «сущность-связь»:

Процесс построения инфологической модели носит

итеративный характер, так как в процессе объединения ЛП появляются

различного рода противоречия, связанные с некорректностью

требований пользователей, неполнотой спецификаций, наличием

субъективных ошибок и различием требований в отдельных

приложениях. В этих ситуациях необходимо согласовывать

требования с администратором ПО, выработать общую стратегию и

скорректировать модели ЛП.

ПРОИЗВОДСТВО

В составе П

Работает

Номер

Название

ОТДЕЛ

ПЕРСОНАЛ

Название

Номер

В составе П

БРИГАДА

В составе Б

Номер

В составе О

Оформляю

ДОКУМЕНТ

ФИО

Табельный №

Получают

ТАРИФ

Оклад

Категория

Разряд

Должность

№ документа

Форма докум-

та

Название

1.4. Преобразование инфологической модели в реляционные

отношения

Концепция реляционной модели была разработана Е. Коддом. В

основе этой модели лежит понятие «отношение» (от англ. relation).

Элементами отношения являются кортежи. Реляционные отношения

удобно представлять в виде таблиц. При этом строки таблицы

соответствуют кортежам, а столбцы атрибутам. Поскольку отношение

есть множество, то в нем не должны встречаться одинаковые кортежи,

а порядок расположения кортежей не существенен. Для отражения

ассоциаций между кортежами отношений используется дублирование

ключей.

R атрибуты

A B C D

A b e f

G k l m

B c d n

кортежи

Рис. 1. Состав и структура отношения R

Проблемы проектирования схемы базы данных (БД) в рамках

реляционной модели заключаются в определении состава атрибутов в

отношениях. Задача группировки атрибутов в отношения допускает

большое количество вариантов, при условии, что набор возможных

отношений заранее не фиксирован. Рациональные варианты

группировки атрибутов в отношения должны отвечать следующим

требованиям:

1) число выбранных атрибутов в отношениях для формирования

первичных ключей должно быть минимальным;

2) выбранный состав отношений по возможности должен быть

минимальным;

3) процедуры обработки и обновления данных не должны

вызывать осложнений.

Для решения этих задач Коддом был разработан

математический аппарат, называемый нормализацией отношений.

Однако, используя корректно построенную инфологическую модель и

выделив основные особенности нормализованных отношений, можно

обойтись, не вдаваясь в подробности нормализации, следующими

правилами формирования реляционных таблиц.